iOS block原理詳解

1. block本質

• block底層就是一個struct __main_block_impl_0類型的結構體，這個結構體中包含一個isa指針，本質上是一個OC對象
• block是封裝了函數調用以及函數調用環境的OC對象

2. block底層結構 block底層結構就是__main_block_impl_0結構體，內部包含了impl結構體和Desc結構體以及外部須要訪問的變量，block將須要執行的代碼放到一個函數裏，impl內部的FuncPtr指向這個函數的地址，經過地址調用這個函數，就能夠執行block裏面的代碼了。Desc用來描述block，內部的reserved做保留，Block_size描述block佔用內存

   

3. block的變量捕獲 局部變量block訪問方式是值傳遞，auto自動變量可能會銷燬，內存可能會消失，不採用指針訪問； 局部靜態變量block訪問方式是指針傳遞，static變量一直保存在內存中，指針訪問便可; 全局變量、靜態全局變量block不須要對變量捕獲，直接取值

   

// block的變量捕獲代碼解析以下
auto int age = 10;
static int height = 10;    
void (^block)(void) = ^{
    NSLog(@"age is %d,height is %d",age,height);
};        
age = 20;
height = 20;        
block();
-------------------------------------------------
output: age is 10,height is 20

struct __main_block_impl_0 {
  struct __block_impl impl;
  struct __main_block_desc_0* Desc;
  int age; // 值傳遞
  int *height; // 指針傳遞
}
複製代碼

4. block的類型

block類型	環境	存儲域	copy操做後
__NSGlobalBlock__	沒有訪問auto變量	數據區	什麼也不作，類型不改變
__NSStackBlock__	訪問了auto變量	棧區	從棧複製到堆，類型改變爲__NSMallocBlock__
__NSMallocBlock__	__NSStackBlock__調用了copy	堆區	引用計數+1，類型不改變

• 在ARC環境下，編譯器會根據如下幾種狀況自動將棧上的block複製到堆上: 一、block做爲函數返回值時，好比使用= 二、將block賦值給__strong指針時 三、block做爲Cocoa API中方法名含有usingBlock的方法參數時 四、block做爲GCD API的方法參數時

5. 對象類型的auto變量

• 當block內部訪問了對象類型的auto變量時: 若是block在棧空間，不管是ARC仍是MRC環境，無論外部變量是強引用仍是弱引用，block都會弱引用訪問對象 若是block在堆空間，若是外部強引用，block內部也是強引用；若是外部弱引用，block內部也是弱引用
• 棧block： a) 若是block是在棧上，將不會對auto變量產生強引用 b) 棧上的block隨時會被銷燬，也不必去強引用其餘對象
• 堆block： 一、若是block被拷貝到堆上 a) 會調用block內部的copy函數 b) copy函數內部會調用_Block_object_assign函數 c) _Block_object_assign函數會根據auto變量的修飾符__strong、__weak、__unsafe_unretained作出相應的操做，造成強引用或者弱引用 二、若是block從堆上移除 a) 會調用block內部的dispose函數 b) dispose函數內部會調用_Block_object_dispose函數 c) _Block_object_dispose函數會自動釋放引用的auto變量(release，引用計數-1，若爲0，則銷燬)

6. __block

• __block修飾符做用： __block能夠用於解決block內部沒法修改auto變量值的問題 __block不能修飾全局變量、靜態變量static
• __block修飾符原理： 編譯器會將__block變量包裝成一個結構體__Block_byref_age_0，結構體內部*__forwarding是指向自身的指針，內部還存儲着外部auto變量的值 __block的forwarding指針以下圖：

  

棧上，__block結構體中的__forwarding指針指向本身，一旦複製到堆上，棧上的__block結構體中的__forwarding指針會指向堆上的__block結構體，堆上__block結構體中的__forwarding仍是指向本身。假設age是棧上的變量，age->__forwarding會拿到堆上的__block結構體，age->__forwarding->age會把20賦值到堆上，不管是棧上仍是堆上的__block結構體，都能保證20賦值到堆的結構體裏

7. 思考題：block修改NSMutableString、NSMutableArray、NSMutableDictionary，需不須要添加__block 題目以下：如下代碼是否能夠正確執行

int main(int argc, const char * argv[]) {
    @autoreleasepool {
        NSMutableArray *array = [NSMutableArray array];
        void (^block)(void) = ^{
            [array addObject: @"5"];
            [array addObject: @"5"];
            NSLog(@"%@",array);
        };
        block();
    }
    return 0;
}
複製代碼

分析：能夠正確執行，由於在block塊中僅僅是使用了array的內存地址，往內存地址中添加內容，並無修改arry的內存地址，所以array不須要使用__block修飾也能夠正確編譯。當僅僅是使用局部變量的內存地址，而不是修改的時候，儘可能不要添加__block，經過上述分析咱們知道一旦添加了__block修飾符，系統會自動建立相應的結構體，佔用沒必要要的內存空間

附：個人博客地址