iOS block原理详解

1. block本质

• block底层就是一个struct __main_block_impl_0类型的结构体，这个结构体中包含一个isa指针，本质上是一个OC对象
• block是封装了函数调用以及函数调用环境的OC对象

2. block底层结构 block底层结构就是__main_block_impl_0结构体，内部包含了impl结构体和Desc结构体以及外部须要访问的变量，block将须要执行的代码放到一个函数里，impl内部的FuncPtr指向这个函数的地址，经过地址调用这个函数，就能够执行block里面的代码了。Desc用来描述block，内部的reserved做保留，Block_size描述block占用内存

   

3. block的变量捕获 局部变量block访问方式是值传递，auto自动变量可能会销毁，内存可能会消失，不采用指针访问； 局部静态变量block访问方式是指针传递，static变量一直保存在内存中，指针访问便可; 全局变量、静态全局变量block不须要对变量捕获，直接取值

   

// block的变量捕获代码解析以下
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; // 值传递
  int *height; // 指针传递
}
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4. block的类型

block类型	环境	存储域	copy操做后
__NSGlobalBlock__	没有访问auto变量	数据区	什么也不作，类型不改变
__NSStackBlock__	访问了auto变量	栈区	从栈复制到堆，类型改变为__NSMallocBlock__
__NSMallocBlock__	__NSStackBlock__调用了copy	堆区	引用计数+1，类型不改变

• 在ARC环境下，编译器会根据如下几种状况自动将栈上的block复制到堆上: 一、block做为函数返回值时，好比使用= 二、将block赋值给__strong指针时 三、block做为Cocoa API中方法名含有usingBlock的方法参数时 四、block做为GCD API的方法参数时

5. 对象类型的auto变量

• 当block内部访问了对象类型的auto变量时: 若是block在栈空间，不管是ARC仍是MRC环境，无论外部变量是强引用仍是弱引用，block都会弱引用访问对象 若是block在堆空间，若是外部强引用，block内部也是强引用；若是外部弱引用，block内部也是弱引用
• 栈block： a) 若是block是在栈上，将不会对auto变量产生强引用 b) 栈上的block随时会被销毁，也不必去强引用其余对象
• 堆block： 一、若是block被拷贝到堆上 a) 会调用block内部的copy函数 b) copy函数内部会调用_Block_object_assign函数 c) _Block_object_assign函数会根据auto变量的修饰符__strong、__weak、__unsafe_unretained作出相应的操做，造成强引用或者弱引用 二、若是block从堆上移除 a) 会调用block内部的dispose函数 b) dispose函数内部会调用_Block_object_dispose函数 c) _Block_object_dispose函数会自动释放引用的auto变量(release，引用计数-1，若为0，则销毁)

6. __block

• __block修饰符做用： __block能够用于解决block内部没法修改auto变量值的问题 __block不能修饰全局变量、静态变量static
• __block修饰符原理： 编译器会将__block变量包装成一个结构体__Block_byref_age_0，结构体内部*__forwarding是指向自身的指针，内部还存储着外部auto变量的值 __block的forwarding指针以下图：

  

栈上，__block结构体中的__forwarding指针指向本身，一旦复制到堆上，栈上的__block结构体中的__forwarding指针会指向堆上的__block结构体，堆上__block结构体中的__forwarding仍是指向本身。假设age是栈上的变量，age->__forwarding会拿到堆上的__block结构体，age->__forwarding->age会把20赋值到堆上，不管是栈上仍是堆上的__block结构体，都能保证20赋值到堆的结构体里

7. 思考题：block修改NSMutableString、NSMutableArray、NSMutableDictionary，需不须要添加__block 题目以下：如下代码是否能够正确执行

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;
}
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分析：能够正确执行，由于在block块中仅仅是使用了array的内存地址，往内存地址中添加内容，并无修改arry的内存地址，所以array不须要使用__block修饰也能够正确编译。当仅仅是使用局部变量的内存地址，而不是修改的时候，尽可能不要添加__block，经过上述分析咱们知道一旦添加了__block修饰符，系统会自动建立相应的结构体，占用没必要要的内存空间

附：个人博客地址