iOS探索：Block解析淺談

什麼是Block

• Block是將函數及其執行上下文封裝起來的對象

接下來讓咱們經過源碼來看一看Block的本質

• 咱們在一個方法中寫了三行代碼，第一行是定義了一個局部變量，第二行是一個Block，第三行是這個Block的調用

這裏咱們經過一個clang的編譯命令clang -rewrite-objc xxx.m來看一下源碼的實現

• 咱們的那段代碼經過編譯器編寫後，首先第一行I表明的是一個實例方法後面的是對象和方法名，傳了兩個參數一個是self，一個是選擇器因子

• 而後咱們方法中的第一行代碼在編譯後沒有發生改變，咱們着重看一下Block方法編譯後的改變

• 首先咱們能夠看到__BlockOneObj__testMethod_block_impl_0這樣一個結構體，在這個結構體中傳遞了幾個參數，第一個參數(void*)__BlockOneObj__testMethod_block_func_0咱們經過名字能夠知道這是一個無類型的函數指針，第二個參數&__BlockOneObj__testMethod_block_desc_0_DATA是一個Block相關描述的結構體而後取地址符，第三個參數muIntNum就是咱們定義的局部變量。最後取這個結構體地址強制轉換賦值給咱們定義的這個Block

而後咱們來看看__BlockOneObj__testMethod_block_impl_0這個結構體中有什麼具體操做，以下圖

其中第一個結構體裏面又是什麼數據結構呢，請看下圖

在咱們上面介紹的結構體下面還有一個函數，具體解釋請看下圖

那麼什麼是Block的調用呢

Block的調用其實就是函數的調用，從源碼中咱們能夠看出來

• 首先先對這個Block進行一個強制類型轉換(__block_impl *)Block

• 以後又取出它之中的成員變量FuncPtr（函數指針），找到咱們上面解析的結構體和函數，在其中拿到對應的函數調用，而後把其中的參數傳遞進去，一個參數是咱們這個Block自己，一個是咱們傳遞的2，而後就回去調用__BlockOneObj__testMethod_block_func_0函數，最終進行調用

Block截獲變量

首先咱們先來看一段代碼

- (void)testMethod {
    
    int muIntNum = 6;
    int(^Block)(int) = ^int(int num){
        return num *muIntNum;
    };
    
    muIntNum = 4;
    Block(2);
}

複製代碼

這段代碼執行完Block(2)返回的值是多少呢？-------答案是12 接下來咱們看一下爲何是12以及Block截獲變量的本質是什麼

• 對於基本數據類型的局部變量截獲其值

• 對於對象類型的局部變量連同其全部權修飾符一塊兒截獲

• 對於局部靜態變量是以指針形式去截獲

• 對於全局變量和靜態全局變量不截獲

下面直接上代碼

#import "BlockTwoObj.h"

//全局變量
int global_var = 4;
//全局靜態變量
static int static_global_var = 5;

@implementation BlockTwoObj

- (void)testMethodTwo {
    
    //基本數據類型的局部變量
    int var = 1;
    //對象類型的的局部變量
    __unsafe_unretained id unsafe_obj = nil;
    __strong id strong_obj = nil;
    
    //局部靜態變量
    static int static_var = 3;
    
    void(^Block)(void) = ^{
        
        NSLog(@"基本數據類型局部變量：%d", var);
        NSLog(@"對象類型局部變量（__unsafe_unretained修飾）：%@", unsafe_obj);
        NSLog(@"對象類型局部變量（__strong修飾）：%@", strong_obj);
        
        NSLog(@"局部靜態變量：%d", static_var);
        
        NSLog(@"全局變量：%d", global_var);
        NSLog(@"全局靜態變量：%d", static_global_var);
    };
    
    Block();
}

@end
複製代碼

接下來咱們經過clang命令clang -rewrite-objc -fobjc-arc xxx.m來看一下源碼

• 在這張圖中能夠很清晰的看到Block中的變量截獲，其中須要注意的是對於局部的靜態變量截獲的是指針，也就是說若是後面這個局部靜態變量發生了修改，那麼Block中使用的是最新的值

__block修飾符

咱們在什麼狀況下使用__block修飾符呢？ 通常狀況下，對被截獲變量進行賦值操做須要添加__block修飾符，這裏須要注意的是賦值不等因而使用，切記！！！

例如在下面的代碼中是否須要__block修飾符來修飾

NSMutableArray *muArr = [[NSMutableArray alloc] init];
    
    void(^Block)(void) = ^{
        //這裏只是作了添加操做，並不是賦值，因此不須要用__block進行修飾
        [muArr addObject:@"111"];
    };
    
    Block();
複製代碼

那麼在下面的代碼段當中呢？

__block NSMutableArray *muArrOther = nil;
     void(^BlockOther)(void) = ^{
        //這裏作了賦值操做，因此須要用__block進行修飾，不然會出現編譯報錯
        muArrOther = [NSMutableArray array];
    };
    
    BlockOther();
複製代碼

對變量進行賦值時

• 須要__block修飾符修飾的是局部變量（包括基本數據類型和對象類型）

• 不須要__block修飾符修飾的是靜態局部變量、全局變量和靜態全局變量，由於對於全局變量和靜態全局變量不涉及到變量的截獲，而對於靜態局部變量呢，是經過使用指針來操做對應的變量的，因此也不須要修飾

下面請看一段代碼，仍是咱們上面的那個例子

- (void)testMethod {
    
    __block int muIntNum = 6;
    int(^Block)(int) = ^int(int num){
        return num *muIntNum;
    };
    
    muIntNum = 4;
    Block(2);
}
複製代碼

此時Block返回的是8，這裏是爲何呢，咱們只是用了__block來修飾

• 由於在這裏會發生一個很是奇妙的變化，__block修飾的變量變成了對象

請看下面的流程圖

• 首先__block int muIntNum會被轉化成第一個這樣一個結構體，其中具備isa指針，咱們也能夠理解成一個對象

• 從這個角度來看muIntNum通過編譯後就會變成一個對象，經過__forwarding指針去找到對應的對象，而後進行賦值

• 剛纔咱們看到的代碼段是在棧上，在__block變量中有一個__forwarding指針，而這個指針指向的是本身，這裏要注意的是前提是在棧上，若是在堆上，這個__forwarding指針指向的就不是本身了，在下面會講到

• 因此在棧上咱們修改這個變量的值，就會經過__forwarding指針找到本身本省去修改這個變量的值

那麼這裏有一個問題就是咱們在棧上這個__forwarding指向的是本身到底有什麼用呢？咱們徹底能夠經過訪問成員變量來修改，爲何還須要這個指針呢，請繼續往下看

Block的內存管理

Block有三種類型

• _NSConcreteGlobalBlock 全局Block

• _NSConcreteStackBlock 棧Block

• _NSConcreteMallocBlock 堆Block

Block的Copy操做

• 當咱們棧上的Block經過copy在堆上產生一個同樣的Block，有相同的Block和__block變量，當變量做用於結束後，棧上的Block對象就會被銷燬，而堆上的block依舊存在，全部若是棧上Block不用copy拷貝到堆上，在做用於銷燬後會由於找不到Block對象而崩潰

• 固然咱們在這裏有一個問題，假如說在MRC環境下，若是在棧上進行了copy操做，會不會產生內存泄漏，答案是確定的，至關於一個對象alloc出來，可是並無對應的relese操做同樣

• 當咱們棧上的Block通過copy操做後，在堆上會產生一個同樣的Block，在棧中的Block中的__forwarding指針指向的事堆上Block的__block變量，而且在堆上Block的__forwarding指針也是指向的它本身的__block變量

參考書籍

Objective - C 高級編程：iOS與OS X多線程和內存管理

Github

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