iOS中block的使用、實現底層、循環引用、存儲位置

1、總體介紹

• 定義：C語言的匿名函數,􏰀提早準備一段代碼,在須要的時候調用。

• 底層：是一個指針結構體,在終端下能夠經過`clang -rewrite-objc 文件名`（會在當前目錄生成.cpp文件）指令看看c++代碼，它的實現底層。

注意：容易形成循環引用,常常是在 block 裏面使用了 self.,而後造成強引用,咱們打斷循 環鏈便可,若是 MRC 下用__block,ARC 下用__weak（下文會有詳細介紹）。 

2、內存位置（ARC狀況）

block塊的存儲位置（block塊入口地址）：可能存放在2個地方：代碼區（NSConcreteGlobalBlock）、堆區（NSConcreteMallocBlock），程序分5個區，還有常量區、全局區和棧區，對於MRC狀況下代碼還可能存在棧區(NSConcreteStackBlock)。關於內存分區詳細參考：http://www.jianshu.com/p/d85a5e56c505

• 狀況1：代碼區

不訪問處於棧區的變量（例如局部變量），且不訪問處於堆區的變量(例如alloc建立的對象)。也就是說訪問全局變量也能夠。

/**
  沒有訪問任何變量
 */
int main(int argc, char * argv[]) {
    void (^block)(void) = ^{
        NSLog(@"===");
    };
    block();
}
/**
  訪問了全局（靜態）變量
 */
int  iVar = 10;
int main(int argc, char * argv[]) {
    void (^block)(void) = ^{
        NSLog(@"===%d",iVar);
    };
    block();
}

• 狀況2：堆區

若是訪問了處於棧區的變量（例如局部變量），或處於堆區的變量(例如alloc建立的對象)。都會存放在堆區。(實際是放在棧區，而後ARC狀況下自動又拷貝到堆區)

/**
  訪問局部變量
 */
int main(int argc, char * argv[]) {
    int iVar = 10;
    void (^block)(void) = ^{
        NSLog(@"===%d",iVar);
    };
    block();
}

總結下：

• 代碼區：不訪問處於棧區的變量（例如局部變量），且不訪問處於堆區的變量(例如alloc建立的對象)。也就是說訪問全局變量（靜態變量）也能夠，或者是什麼變量都不訪問
• 堆區：若是訪問了處於棧區的變量（例如局部變量），或處於堆區的變量(例如alloc建立的對象)，即使也訪問了全局變量

3、注意事項

1 block爲空

代碼存放在堆區時，就須要特別注意，由於堆區不像代碼區不變化，堆區是不斷變化的（不斷建立銷燬）。所以代碼有可能會被銷燬（當沒有強指針指向時），若是這時再訪問此段代碼則會程序崩潰。所以，對於這種狀況，咱們在定義一個block屬性時應指定爲strong，或copy:

• @property (nonatomic, strong) void (myBlock)(void); // 這樣就有強指針指向它
• @property (nonatomic, copy) void (myBlock)(void); // 並不會在堆區copy一份，緣由見 四

而對於block代碼存在代碼區，使用strong，copy(不會複製一份到堆區)也能夠。所以定義block時最好指定爲strong(推薦)或copy。咱們在使用時最後判斷下block是否爲空，例如：

- (void)blockTest {
    // 若是爲空則返回
    if (!block) {
        NSLog(@"block is nil");
        return;
    }
    block();
　　
}

2 當不在使用指向block的指針時，將其置空

當有類對象的成員變量pBlock指向block時，一方面是調用方，調用pBlock調用完成後，應將pBlock置爲nil;另外一方面是被調用方即block函數內部使用到self時要__weak聲明。其實__weak聲明有不少注意事項，下面是一個經典例子（是正確的寫法）：

// 弱聲明，防止block強引用self，形成循環引用
    __weak __typeof(self) weakSelf = self;
    self.observer = [[NSNotificationCenter defaultCenter] addObserverForName:@"blockTest" object:nil queue:nil usingBlock:^(NSNotification * _Nonnull note) {
        // 多線程狀況下（假設發出通知的代碼在另外一線程下），strong強引用防止後面調用strongSelf時：前面的strongSelf正常，後面的strongSelf已在其它線程被釋放，形成很奇怪的結果，雖然這種狀況不多發生
        __strong __typeof(self) strongSelf = weakSelf;
        //if (strongSelf == nil) {
        //    return;
        //}
        // 下面再對strongSelf進行訪問
        // 防止block爲空
        if (!strongSelf.block) {
            return;
        }
        strongSelf.block();
        // 若是不用應置空，養成好習慣
        strongSelf.block = nil;
        NSLog(@"%@",strongSelf);
    }];

 

• 1）咱們都知道在使用通知中心時，應在dealloc函數中釋放通知，若是上面沒有使用__weak聲明，那麼：通知中心持有self.observer，observer又強引用 usingBlock，usingBlock又強引用self，self就不會被釋放，那麼dealloc就不會被調用(即便在dealloc中寫了[[NSNotificationCenter defaultCenter] removeObserver:self.observer]也不會調用，由於dealloc沒有被調用)，就形成內存泄露；

• 2）另外，咱們在第5行看到又使用了__strong聲明，是否瞬間凌亂？下面給出解釋：在多線程狀況下，有可能在usingBlock調用時，執行if (!strongSelf.block)時strongSelf尚未釋放，而執行到strongSelf.block()的時候strongSelf就被釋放(如今沒有強引用了，又開始擔憂self被釋放，真是操碎了心。。。)，形成調用失敗（最大的問題是不統一，形成不可預知的錯誤。用__strong操做後保證要麼都訪問成功，要麼都訪問失敗或者判斷爲空後直接return退出）。

而使用了__strong聲明後：

• 若是執行usingBlock時self已經被釋放則後面的strongSelf均爲nil，由於對weakSelf引用計數爲0再retain一次也不會有變化；

• 若是執行usingBlock時self沒有釋放，則strongSelf會使self引用計數+1，那麼self在其它線程被release -1也不會有影響，只有到usingBlock所有執行完畢後，strongSelf釋放，而後self引用計數-1，self纔會釋放（weak–strong dance）。

上面的例子是通知中心可能形成的內存泄露，而使用block還常常出現循環引用，以下：

3 最常出現的循環引用

@interface BlockViewController ()
@property (nonatomic, strong) void (^block)(void);
@property (nonatomic, copy) NSString *str;
@end

@implementation BlockViewController

- (void)viewDidLoad {
    [super viewDidLoad];
    self.block = ^{
        self.str = @"123";
    };
}
@end

上面的代碼，self.block強引用block，而block中又使用了self.str，因此block強引用self，形成強引用，解決方法使用2中所說便可。

關於引用計數(http://www.jianshu.com/p/28b074919df3)

4、關於捕獲變量

block裏面捕獲的變量，都是副本。看下面一段代碼

int val = 10;
void (^block)(void) = ^{
    NSLog(@"val = %d",val);
    // val = 1; //不容許
};
val = 5;
block();

它的打印結果是10，而不是5。

上面代碼中val = 1是不容許的，若是想實現寫操做，可使用__block來修飾val，以後val會被拷貝(移動,便於理解)到堆上，以後不管是在block裏面仍是在val以前所處的做用域，訪問的都是出於堆區的val。

爲何非要__block呢，由於若是不用__block，若是出了val所在的「}」,那麼val就會被釋放，而block的調用時機是不定的，可能調用時機已經超出了block和val自己所處的"{}"，再訪問val就可能壞地址訪問（val已經被釋放）。因此這樣作是合理的。

可是在block裏面，相似self.name = xxx,self->_val，倒是很常見的，self也沒有用__block修飾呀！你是否有過這樣的迷惑？

self.name = xxx——>[self setName:xxx];是發送消息，函數調用，很好理解。那self->_val呢？由於_val自己是處於堆區的。

5、指定爲copy後是否會拷貝一份呢？（或者說是淺拷貝仍是深拷貝）

• 1 copy可變變量：在賦值指針的同時也會複製指針指向的內存區域。深拷貝，例如NSMutableString對象。

• 2 copy不可變變量：等同於strong，仍是淺拷貝，例如NSString對象。

• 由於block是一段代碼，即不可變的，因此並不會深拷貝。

6、一些思考

block也是屬於「函數」的範疇，即一段代碼。爲何要將其放在堆區呢，而不是直接在代碼區呢？

試想一下，若是不放到堆區，而放在代碼區，那麼block捕獲的self對象將永遠不會釋放，由於代碼區的block是不會釋放的，那內存的泄露可就隨處可見了。。。

因此蘋果這麼作也是有緣由的