iOS探索：Block解析浅谈

什么是Block

• Block是将函数及其执行上下文封装起来的对象

接下来让咱们经过源码来看一看Block的本质

• 咱们在一个方法中写了三行代码，第一行是定义了一个局部变量，第二行是一个Block，第三行是这个Block的调用

这里咱们经过一个clang的编译命令clang -rewrite-objc xxx.m来看一下源码的实现

• 咱们的那段代码经过编译器编写后，首先第一行I表明的是一个实例方法后面的是对象和方法名，传了两个参数一个是self，一个是选择器因子

• 而后咱们方法中的第一行代码在编译后没有发生改变，咱们着重看一下Block方法编译后的改变

• 首先咱们能够看到__BlockOneObj__testMethod_block_impl_0这样一个结构体，在这个结构体中传递了几个参数，第一个参数(void*)__BlockOneObj__testMethod_block_func_0咱们经过名字能够知道这是一个无类型的函数指针，第二个参数&__BlockOneObj__testMethod_block_desc_0_DATA是一个Block相关描述的结构体而后取地址符，第三个参数muIntNum就是咱们定义的局部变量。最后取这个结构体地址强制转换赋值给咱们定义的这个Block

而后咱们来看看__BlockOneObj__testMethod_block_impl_0这个结构体中有什么具体操做，以下图

其中第一个结构体里面又是什么数据结构呢，请看下图

在咱们上面介绍的结构体下面还有一个函数，具体解释请看下图

那么什么是Block的调用呢

Block的调用其实就是函数的调用，从源码中咱们能够看出来

• 首先先对这个Block进行一个强制类型转换(__block_impl *)Block

• 以后又取出它之中的成员变量FuncPtr（函数指针），找到咱们上面解析的结构体和函数，在其中拿到对应的函数调用，而后把其中的参数传递进去，一个参数是咱们这个Block自己，一个是咱们传递的2，而后就回去调用__BlockOneObj__testMethod_block_func_0函数，最终进行调用

Block截获变量

首先咱们先来看一段代码

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

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这段代码执行完Block(2)返回的值是多少呢？-------答案是12 接下来咱们看一下为何是12以及Block截获变量的本质是什么

• 对于基本数据类型的局部变量截获其值

• 对于对象类型的局部变量连同其全部权修饰符一块儿截获

• 对于局部静态变量是以指针形式去截获

• 对于全局变量和静态全局变量不截获

下面直接上代码

#import "BlockTwoObj.h"

//全局变量
int global_var = 4;
//全局静态变量
static int static_global_var = 5;

@implementation BlockTwoObj

- (void)testMethodTwo {
    
    //基本数据类型的局部变量
    int var = 1;
    //对象类型的的局部变量
    __unsafe_unretained id unsafe_obj = nil;
    __strong id strong_obj = nil;
    
    //局部静态变量
    static int static_var = 3;
    
    void(^Block)(void) = ^{
        
        NSLog(@"基本数据类型局部变量：%d", var);
        NSLog(@"对象类型局部变量（__unsafe_unretained修饰）：%@", unsafe_obj);
        NSLog(@"对象类型局部变量（__strong修饰）：%@", strong_obj);
        
        NSLog(@"局部静态变量：%d", static_var);
        
        NSLog(@"全局变量：%d", global_var);
        NSLog(@"全局静态变量：%d", static_global_var);
    };
    
    Block();
}

@end
复制代码

接下来咱们经过clang命令clang -rewrite-objc -fobjc-arc xxx.m来看一下源码

• 在这张图中能够很清晰的看到Block中的变量截获，其中须要注意的是对于局部的静态变量截获的是指针，也就是说若是后面这个局部静态变量发生了修改，那么Block中使用的是最新的值

__block修饰符

咱们在什么状况下使用__block修饰符呢？ 通常状况下，对被截获变量进行赋值操做须要添加__block修饰符，这里须要注意的是赋值不等因而使用，切记！！！

例如在下面的代码中是否须要__block修饰符来修饰

NSMutableArray *muArr = [[NSMutableArray alloc] init];
    
    void(^Block)(void) = ^{
        //这里只是作了添加操做，并不是赋值，因此不须要用__block进行修饰
        [muArr addObject:@"111"];
    };
    
    Block();
复制代码

那么在下面的代码段当中呢？

__block NSMutableArray *muArrOther = nil;
     void(^BlockOther)(void) = ^{
        //这里作了赋值操做，因此须要用__block进行修饰，不然会出现编译报错
        muArrOther = [NSMutableArray array];
    };
    
    BlockOther();
复制代码

对变量进行赋值时

• 须要__block修饰符修饰的是局部变量（包括基本数据类型和对象类型）

• 不须要__block修饰符修饰的是静态局部变量、全局变量和静态全局变量，由于对于全局变量和静态全局变量不涉及到变量的截获，而对于静态局部变量呢，是经过使用指针来操做对应的变量的，因此也不须要修饰

下面请看一段代码，仍是咱们上面的那个例子

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

此时Block返回的是8，这里是为何呢，咱们只是用了__block来修饰

• 由于在这里会发生一个很是奇妙的变化，__block修饰的变量变成了对象

请看下面的流程图

• 首先__block int muIntNum会被转化成第一个这样一个结构体，其中具备isa指针，咱们也能够理解成一个对象

• 从这个角度来看muIntNum通过编译后就会变成一个对象，经过__forwarding指针去找到对应的对象，而后进行赋值

• 刚才咱们看到的代码段是在栈上，在__block变量中有一个__forwarding指针，而这个指针指向的是本身，这里要注意的是前提是在栈上，若是在堆上，这个__forwarding指针指向的就不是本身了，在下面会讲到

• 因此在栈上咱们修改这个变量的值，就会经过__forwarding指针找到本身本省去修改这个变量的值

那么这里有一个问题就是咱们在栈上这个__forwarding指向的是本身到底有什么用呢？咱们彻底能够经过访问成员变量来修改，为何还须要这个指针呢，请继续往下看

Block的内存管理

Block有三种类型

• _NSConcreteGlobalBlock 全局Block

• _NSConcreteStackBlock 栈Block

• _NSConcreteMallocBlock 堆Block

Block的Copy操做

• 当咱们栈上的Block经过copy在堆上产生一个同样的Block，有相同的Block和__block变量，当变量做用于结束后，栈上的Block对象就会被销毁，而堆上的block依旧存在，全部若是栈上Block不用copy拷贝到堆上，在做用于销毁后会由于找不到Block对象而崩溃

• 固然咱们在这里有一个问题，假如说在MRC环境下，若是在栈上进行了copy操做，会不会产生内存泄漏，答案是确定的，至关于一个对象alloc出来，可是并无对应的relese操做同样

• 当咱们栈上的Block通过copy操做后，在堆上会产生一个同样的Block，在栈中的Block中的__forwarding指针指向的事堆上Block的__block变量，而且在堆上Block的__forwarding指针也是指向的它本身的__block变量

参考书籍

Objective - C 高级编程：iOS与OS X多线程和内存管理

Github

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