[iOS]Block系列探究三 - Block存储域

咱们知道应用程序的内存分配有四个区：

• 程序区域（.text区）- 存放函数体的二进制代码。
• 数据区域（.data区）- 主要包括静态全局区（全局变量和静态变量的存储是放在一块的，初始化的全局变量和静态变量在一块区域，未初始化的全局变量和未初始化的静态变量在相邻的另外一块区域，程序结束后有系统释放。）和常量区（常量字符串就是放在这里的。程序结束后由系统释放。），若是要站在汇编角度细分的话还能够分为不少小的区。
• 堆 - 通常由程序员分配释放，若程序员不释放，程序结束时可能由操做系统回收。注意它与数据结构中的堆是两回事，分配方式相似于链表。先进先出（FIFO）。
• 栈 - 由编译器自动分配释放，存放函数的参数值，局部变量的值等。其操做方式相似于数据结构中的栈。后进先出（LIFO）。

那么block做为OC对象是建立在哪一个区上呢？这篇文章咱们来探究一下。

1、block对象的种类

block是一个NSBlock对象，NSBLock的声明以下：

@interface NSBlock : NSObject <NSCopying>

+ (id)alloc;
+ (id)allocWithZone:(struct _NSZone { }*)arg1;

- (id)copy;
- (id)copyWithZone:(struct _NSZone { }*)arg1;
- (void)invoke;
- (void)performAfterDelay:(double)arg1;

@end
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NSBlock有三个子类，分别是：

• _NSConcreteGlobalBlock - 数据区域（.data区）
• _NSConcreteMallocBlock - 堆
• _NSConcreteStackBlock - 栈

接下来咱们分别研究一下这三种block。

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1.1 _NSConcreteGlobalBlock

_NSConcreteGlobalBlock，顾名思义，全局block。如下两种状况初始化block时，生成的block为_NSConcreteGlobalBlock：

• 在生命全局变量的地方初始化Block；
• 不捕获非静态局部变量。

代码以下：

/** 全局变量 */
int global_count = 10;
/** 静态全局变量 */
static int static_global_count = 10;

int main(int argc, const char * argv[]) {
    
    /** 静态局部变量 */
    static int static_count = 10;
    
    void (^block)(void) = ^ {
        global_count = 11;
        static_global_count = 11;
        static_count = 11;
    };
    
    block();
    return 0;
}

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咱们打断点看一下，捕获捕获全局变量或者静态局部变量时，block为_NSConcreteGlobalBlock，断点截图以下：

总结来讲，block实现的内容不依赖于执行时的状态（捕获的变量所在的内存），因此整个程序中只须要一个实例。此时将block存储在与全局变量相同的数据区域便可。

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1.2 _NSConcreteStackBlock

_NSConcreteStackBlock为栈block，在ARC环境下，捕获局部变量、成员变量，且没有被强引用的block都是_NSConcreteStackBlock。

1.2.1 捕获局部变量

OC代码以下：

int main(int argc, const char * argv[]) {

    /** 局部变量 */
    int count = 10;
    
    /** 执行 或者使用void (^__weak block)(void)来指向block */
    ^{
        NSLog(@"%d", count);
    }();
    
    // 打印Block对象
    NSLog(@"Block对象：%@", ^{
        NSLog(@"%d", count);
    });

    return 0;
}
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控制台打印的信息以下：

Block对象：<__NSStackBlock__: 0x7ffeefbff568>
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1.2.2 捕获成员变量

OC代码以下：

@interface ViewController ()

@property (nonatomic, assign) int count;

@end

@implementation ViewController

- (void)viewDidLoad {
    [super viewDidLoad];
    // Do any additional setup after loading the view.
    
    NSLog(@"Block对象：%@", ^{
        NSLog(@"%d", self.count);
    });
    ^{
        NSLog(@"%d", self.count);
    }();
}


@end
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控制台打印的信息以下：

Block对象：<__NSStackBlock__: 0x7ffee554b838>
复制代码

总结来讲，block实现的内容依赖于执行时的状态，而且没有被强引用，且做用域仅为当前函数时，block为_NSConcreteStackBlock，保存在栈上。

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1.3 _NSConcreteMallocBlock

_NSConcreteMallocBlock为堆block，为广域变量。在如下状况会被保存在堆上：

• 做为函数的返回值；
• Cocoa框架的方法且方法命中含有usingBlock等时（待证明）；
• Grand Central Dispatch的API（待证明）；
• Etc.

1.3.1 做为函数的返回值

当block做为函数的返回值时，ARC环境下自动将block拷贝，扩大做用域，OC代码以下：

/** 函数建立 */
typedef void (^block)(void);
block function(int num) {
    return ^{
        NSLog(@"%d", num);
    };
}

int main(int argc, const char * argv[]) {
    
    // 函数的返回值赋值
    void (^__weak block1)(void) = function(10);
    
    // 打印block1对象
    NSLog(@"block1对象：%@", block1);
    
    return 0;
}
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控制台打印的结果以下：

block1对象：<__NSMallocBlock__: 0x103804d30>
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总结一下：由于block在函数内做为局部变量，若是不进行拷贝的话，函数返回时block就销毁了，因此ARC下系统帮咱们自动拷贝，MRC下直接编译报错，须要咱们手动拷贝block。

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系统对于block做为参数时自动进行拷贝暂时没有时间证明，以后我会补上这部份内容。抱歉。。。

1.3.2 三种block的拷贝效果

很少说，直接上表格：

Block的类	副本源的配置存储域	赋值效果
_NSConcreteGlobalBlock	数据区	什么也不作
_NSConcreteStackBlock	栈	从栈拷贝到堆
_NSConcreteMallocBlock	堆	引用计数增长

数据区中的_NSConcreteGlobalBlock执行拷贝操做什么也不作的缘由是不须要，由于_NSConcreteGlobalBlock在进程结束后才销毁，已是广域变量了。

1.4 总结

判断block是何种类型的变量分如下几种状况：

• 1：若是没有捕获变量或者捕获静态/全局变量（变量存储在数据区）则为_NSConcreteGlobalBlock
• 2：若是捕获局部变量（变量存储在栈或堆）而且未被强引用则为_NSConcreteStackBlock
• 3：若是是_NSConcreteStackBlock而且被强引用则为_NSConcreteMallocBlock