第三十四节—Block(一)

作者: L_Ares | 来源:发表于2020-12-11 16:44 被阅读0次

本文为L_Ares个人写作，以任何形式转载请表明原文出处。

准备 : libclosure-73源码文件

一、Block的基本概念

1. 什么是Block

Block是带有局部变量的匿名函数。

Block又被称作闭包。
闭包 = 一个函数(或一个指向函数的指针) + 该函数执行的外部的上下文变量(也可以叫自由变量)

2. Block的作用

保存某一段代码块，在合适的地方再进行调用。

3. Block的定义和使用

通用声明格式 : (返回值类型)(^Block块名称)(参数类型)

例如 : (int)(^JDBlock)(int)

通用定义格式 : ^(参数类型参数名){函数体}

例如 :^(int num){return num * 10;}

Block如果声明了返回值类型，则Block块内所有return的变量类型必须和声明的返回值类型一致。

3.1 无参数、无返回值的Block

    1.无参数、无返回值的block
    //声明
    void(^block0)(void);
    //定义
    block0 = ^(void){
        NSLog(@"无参数、无返回值的Block");
    };
    //调用
    block0();

3.2 无参数、有返回值的Block

    2.无参数、有返回值的block
    /** 假设返回值类型为 : int **/
    //声明
    int(^block1)(void);
    //定义
    block1 = ^{
        NSLog(@"无参数、有返回值的Block");
        return 1;
    };
    //调用
    NSLog(@"block1返回了 : %d",block1());

由3.1和3.2可以看出，无参数的Block，无论是否有返回值，在其定义的时候，参数(void)可以省略不写。

3.3 有参数、无返回值的Block

    3.有参数、无返回值的block
    /** 假设存在2个参数，且参数类型为 : int和NSString **/
    //声明
    void(^block2)(int num, NSString *value);
    //定义
    block2 = ^(int a, NSString *b){
        NSLog(@"有参数、无返回值的Block");
        NSLog(@"%d --- %@",a,b);
    };
    //调用
    block2(1,@"我是参数2");

3.4 有参数、有返回值的Block

    /** 4.有参数、有返回值的block **/
    /** 假设 :
     返回值类型为 : int
     存在2个参数，且参数类型为 : int和NSString
    */
    //声明
    int(^block3)(int, NSString*);
    //定义
    block3 = ^(int a, NSString *b){
        NSLog(@"有参数、无返回值的Block");
        NSLog(@"%d --- %@",a,b);
        return a + [b intValue];
    };
    //调用
    NSLog(@"block3返回了 : %d",block3(1,@"2"));

由3.3和3.4可以看出，有参数的block具有 :

声明时，可以随意命名参数名，也可以不写参数名，只写参数类型。

但是定义的时候，参数类型必须和声明中的一致，并且必须随意写明参数名。

3.5 实际开发中的Block

在我们实际的开发中，通常会使用typedef来定义一个Block，这时，Block就会变成一个Block类型。

声明格式 :
typedef 返回值类型 (^Block类型的名称)(参数列表)

定义格式 :
Block类型对象 = ^(返回值类型)(参数列表){函数体};

例如 :

#import "ViewController.h"

typedef int(^JDBlock)(int,int);

@interface ViewController ()

@property (nonatomic,copy) JDBlock jd_block;

@end

@implementation ViewController

- (void)viewDidLoad {
    [super viewDidLoad];
    [self jd_block_basic];
}

- (void)jd_block_basic
{
    //typedef的Block
    self.jd_block = ^int(int a, int b) {
        return a + b;
    };
    NSLog(@"JDBlock的结果 : %d",self.jd_block(1,2));
}

4. Block与外部变量的关系

4.1 只捕获外部变量，不做修改

Block是将外部变量其复制到Block自己的数据结构中。

Block只针对Block内部使用的外部变量进行捕获，未被Block内部使用的则不捕获。

默认情况下，Block只能捕获，但是不能修改外部的局部变量的值。

Block捕获外部的局部变量后，即使外部的局部变量发生了改变，Block捕获到的变量也依然是捕获时候的值，不会跟着改变。

关系图 :

图1.4.0.png

举例 :

- (void)jd_block_test1
{
    int number = 8;
    void(^test0_block)(void) = ^{
        NSLog(@"number = %d",number);
    };
    test0_block();
    number = 10;
    test0_block();
}

举例结果 :

图1.4.1.png

4.2 捕获外部变量，并且修改

对于使用__block修饰的外部局部变量，Block在捕获后，可以修改它的值。

对于使用__block修饰的外部局部变量，Block在捕获后，可以获取它修改后的值

__block的作用是复制外部局部变量的引用地址到Block的数据结构内。

关系图 :

图1.4.2.png

举例 :

- (void)jd_block_test2
{
    __block int number = 8;
    void(^test1_block)(void) = ^{
        NSLog(@"number = %d",number);
    };
    test1_block();
    number = 10;
    test1_block();
}

举例结果 :

图1.4.3.png

二、Block的分类

1. 普通Block的分类

执行 :

- (void)jd_block_test3
{
    //1.GlobalBlock
    void(^GlobalBlock)(void) = ^{
        NSLog(@"GlobalBlock");
    };
    NSLog(@"%@",GlobalBlock);
    //2.MallocBlock && StackBlock
    int a = 10;
    void(^MallocBlock)(void) = ^{
        NSLog(@"MallocBlock - %d",a);
    };
    NSLog(@"%@",MallocBlock);
}

ARC下执行结果 :

图2.0.0.png

非ARC下执行结果 :

图2.0.1.png

单独给文件设置非ARC模式的方法如下图 :

图2.0.2.png

设置-fobjc-arc就是ARC模式。
设置-fno-objc-arc就是非ARC模式。

结论 :

普通的Block拥有3种分类 :
1. NSGlobalBlock : 全局Block
2. NSStackBlock : 栈Block
3. NSMallocBlock : 堆Block

2.Block总共分类

打开准备的libclosure-73文件，打开data.c文件，可以看到 :

图2.0.3.png

Block实际上有6种分类。

Block公有6种分类 :
1. void * _NSConcreteStackBlock[32] = { 0 };
2. void * _NSConcreteMallocBlock[32] = { 0 };
3. void * _NSConcreteAutoBlock[32] = { 0 };
4. void * _NSConcreteFinalizingBlock[32] = { 0 };
5. void * _NSConcreteGlobalBlock[32] = { 0 };
6. void * _NSConcreteWeakBlockVariable[32] = { 0 };

三、Block的常见用法

1. Block作为属性

这个就太常见了，例子就放两个控制器之间传值，不再过多解释了。

举例 :

Controller1 : 

#import "ViewController.h"
#import "JDViewController.h"

@interface ViewController ()

@property (nonatomic,copy) NSString *str;

@end

@implementation ViewController

- (void)viewDidLoad {
    [super viewDidLoad];
}

- (void)viewWillAppear:(BOOL)animated
{
    [super viewWillAppear:animated];
    NSLog(@"%@",self.str);
}

- (IBAction)btnClick:(id)sender {
    JDViewController *vc = [[JDViewController alloc] init];
    __weak typeof(self)weakSelf = self;
    vc.testBlock = ^(NSString *str){
        weakSelf.str = str;
    };
    [self.navigationController pushViewController:vc animated:YES];
}

Controller2 :

#import <UIKit/UIKit.h>

NS_ASSUME_NONNULL_BEGIN

typedef void(^TestBlock)(NSString *);

@interface JDViewController : UIViewController

@property (nonatomic,copy) TestBlock testBlock;

@end

NS_ASSUME_NONNULL_END

#import "JDViewController.h"

@interface JDViewController ()

@property (nonatomic,weak) UIButton *button;

@end

@implementation JDViewController

- (void)viewDidLoad {
    
    [super viewDidLoad];
    [self createButton];
}

- (void)createButton
{
    self.view.backgroundColor = [UIColor redColor];
    UIButton *btn = [[UIButton alloc] init];
    [btn setBackgroundColor:[UIColor greenColor]];
    btn.frame = CGRectMake(80.f, 80.f, 80.f, 80.f);
    [btn setTitleColor:[UIColor blackColor] forState:UIControlStateNormal];
    [btn setTitle:@"POP" forState:UIControlStateNormal];
    [btn addTarget:self action:@selector(popBack) forControlEvents:UIControlEventTouchUpInside];
    [self.view addSubview:btn];
    self.button = btn;
}

- (void)popBack
{
    self.testBlock(@"传个值回去");
    [self.navigationController popViewControllerAnimated:YES];
}
@end

举例结果 :

图3.1.0.png

2. Block作为函数入参

在很多的第三方库中，可以看到Block作为参数，比如AFN的response代码都会写在它的block参数中，这是响应式编程的一种思想。

建立一个JDPerson类，继承于NSObject。

举例 :

JDPerson :
#import <Foundation/Foundation.h>

NS_ASSUME_NONNULL_BEGIN

@interface JDPerson : NSObject

@property (nonatomic,copy) NSString *subjuect;

@property (nonatomic,copy) NSString *score;

- (void)study:(NSString *(^)(NSString *))work;

@end

NS_ASSUME_NONNULL_END

#import "JDPerson.h"

@implementation JDPerson

- (void)study:(NSString *(^)(NSString *))work
{
    self.score = work(self.subjuect);
}

@end

Controller :

- (void)jd_block_param
{
    JDPerson *person = [[JDPerson alloc] init];
    person.subjuect = @"数学";
    [person study:^NSString * _Nonnull(NSString * param) {
        return [NSString stringWithFormat:@"%@ = 100",param];
    }];
    NSLog(@"%@",person.score);
}

举例结果 :

图3.2.0.png

3. Block作为返回值

最经典又常见的应该是绘制UI时候用到的Masonry框架，作为OC链式编程的经典框架，内部就是将Block作为返回值，达到可以一直用.语法进行设值。

其实现原理简述 :

利用对象的Getter方法，获取对象方法。

对象方法的返回值类型是一个Block类型。

该Block有参数、有返回值，又因为本身就是代码块，可以执行内部的内容。

Block的返回值则是当前对象。

举例 :

JDPerson :
@interface JDPerson : NSObject
- (JDPerson *(^)(id))eat;
@end

@implementation JDPerson
- (JDPerson *(^)(id))eat
{
    return ^JDPerson *(id param){
        NSLog(@"param is %@",param);
        return self;
    };
}
@end

Controller :
#pragma mark - Block作为函数返回值
- (void)jd_block_return_value
{
    JDPerson *person = [[JDPerson alloc] init];
    person.eat(@"食物").subjuect = @"物理";
    NSLog(@"subject is %@",person.subjuect);
}

举例结果 :

图3.3.0.png

四、Block的循环引用问题

1. 循环引用的产生

Block的循环引用代码 :

依然利用三、Block的常见用法 --> 1.Block作为属性中的举例代码，两个控制器ViewController和JDViewController来进行举例。

ViewController :
//随便加一个按钮，ViewController的rootController是UINavigationController
- (IBAction)btnClick:(id)sender {
    JDViewController *vc = [[JDViewController alloc] init];
    [self.navigationController pushViewController:vc animated:YES];
}

JDViewController :

#import "JDViewController.h"

typedef void(^JDVCBlock)(void);

@interface JDViewController ()
@property (nonatomic,copy) JDVCBlock jd_vc_block;
@property (nonatomic,copy) NSString *name;
@end

@implementation JDViewController
- (void)viewDidLoad {
    
    [super viewDidLoad];
    [self jd_block_retain_cycle];
}
#pragma mark - Block循环引用
- (void)jd_block_retain_cycle
{
    self.name = @"JD";
    self.jd_vc_block = ^{
        NSLog(@"%@",self.name);
    };
    self.jd_vc_block();
}
- (void)dealloc
{
    NSLog(@"dealloc来了");
}

看到xcode的提示，造成了循环引用。

图4.1.0.png

循环引用的图示 :

图4.1.1.png

假设存在对象A和对象B。

正常的引用应该是 :

对象A和对象B在ARC环境下，生成的时候，默认都是strong强引用。
当对象A持有对象B的时候，对象A会给对象B发送一个retain的信号，对象B的引用计数进行+1的操作。
当对象A要使用dealloc进行析构的时候，则会向它持有的对象B发送一个release信号。对象B接收到对象A发送来的release信号，就会判断自身的引用计数是否为0。
- 如果为0，对象B调用自身的dealloc进行析构。
- 如果不为0，对象B无法进行析构。

循环引用则是 :

对象A和对象B互相持有，又都是默认的strong强引用。
对象A想要使用dealloc进行析构，就需要对象B向它发送release信号，将对象A自己的引用计数置为0。
对象B想要使用dealloc进行析构，也需要对象A向它发送release信号，将对象B自己的引用计数置为0。
而发送release信号的方式则是通过dealloc，偏偏对象A和对象B因为互相引用，所以引用计数都不为0，也就无法调用自身的dealloc，无法向对方发送release信号，于是就造成了循环引用，二者都无法进行析构。

2. 解决Block的循环引用

2.1 __weak

修改上面1中的Block的循环引用代码。

- (void)jd_block_retain_cycle
{
    self.name = @"JD";
    __weak typeof(self)weakSelf = self;
    self.jd_vc_block = ^{
        NSLog(@"%@",weakSelf.name);
    };
    self.jd_vc_block();
}

其中,__weak typeof(self)weakSelf = self;这句代码，表达了 :

weakSelf 持有了 self并且因为是__weak，所以他们会被存入弱引用表中。

于是，循环引用从最开始的 :

self ——>jd_vc_block——>self

就变成了 :

weakSelf——>self——>jd_vc_block——>weakSelf

但是因为是__weak，所以weakSelf和self只是存入弱引用表，没有使self的引用计数增加。

所以，当self的pop的时候，self的引用计数就会变成0，会调用自身的dealloc方法进行析构变成nil :

引用链就变成了 :

weakSelf——>self——>nil——>jd_vc_block——>weakSelf

weakSelf持有的就是nil而不是jd_vc_block，而jd_vc_block因为self的dealloc从而接受到了release信号，于是引用计数-1，使得jd_vc_block的引用计数变为0，jd_vc_block也就可以正常的析构。

这是一种典型的中介者模式的设计。

2.2 __strong

问题 :先看下面一段代码 :

- (void)jd_block_retain_cycle
{
    self.name = @"JD";
    __weak typeof(self)weakSelf = self;
    self.jd_vc_block = ^{
        //2秒后
        dispatch_time_t timer = dispatch_time(DISPATCH_TIME_NOW, (int64_t)(2 * NSEC_PER_SEC));
        //主线程
        dispatch_queue_t main_queue = dispatch_get_main_queue();
        //2秒后，主线程再执行，但是，如果在2秒前，self就pop了
        dispatch_after(timer, main_queue, ^{
            NSLog(@"%@",weakSelf.name);
        });
    };
    self.jd_vc_block();
}

循环引用是解决了，但是如果Block内的self要在2秒后才被用到，但是2秒前，self就进行了析构，那么结果就会变成如下图 :

图4.2.0.png

原因 :

因为没有对象对self进行强引用的持有，所以self进行pop之后，发现自己引用计数已经为0，可以进行析构，于是就调用了自身的dealloc方法。

dealloc动作就会向self所持有的所有对象全都发送一个release信号，所以，self.name也就release了，自然就变成了图中的null。

解决 :

利用局部的__strong修饰weakSelf。

- (void)jd_block_retain_cycle
{
    self.name = @"JD";
    __weak typeof(self)weakSelf = self;
    self.jd_vc_block = ^{
        //2秒后
        dispatch_time_t timer = dispatch_time(DISPATCH_TIME_NOW, (int64_t)(2 * NSEC_PER_SEC));
        //主线程
        dispatch_queue_t main_queue = dispatch_get_main_queue();
        //在Block内部定义一个__strong修饰的strongSelf对weakSelf进行强引用持有
        __strong typeof(weakSelf) strongSelf = weakSelf;
        //2秒后，主线程再执行，但是，如果在2秒前，self就pop了
        dispatch_after(timer, main_queue, ^{
            NSLog(@"%@",strongSelf.name);
        });
    };
    self.jd_vc_block();
}

在jd_vc_block的内部，让weakSelf被strongSelf强引用持有。于是引用链就变成了 :

strongSelf——>weakSelf——>self——>jd_vc_block——>weakSelf

于是，weakSelf——>self这对弱引用表中的一对就被strongSelf进行了强引用持有，引用计数+1，在self进行pop的时候，self的引用计数-1，但是不为0，所以无法调用dealloc进行析构，需要等待strongSelf析构后，发送release信号，才会让self的引用计数为0，才可以析构。

而strongSelf是属于jd_vc_block内部的局部变量，作用域只有jd_vc_block内部，完成任务就会被最近的自动释放池回收释放，也就会进行析构，这时，才会再向weakSelf——>self发送release信号，self的引用计数-1，置为0，才会析构，调用dealloc向持有的jd_vc_block发送release信号，完成所有对象的析构释放。

2.3 手动释放

既然循环引用的造成因素是两个对象互相持有，都无法析构，无法向对方发送release信号，那么除了利用__weak让引用关系发生改变，让其中一个对象可以析构外，也可以手动的将其中一个对象置为nil，从而解决循环引用。

- (void)jd_block_retain_cycle
{
    self.name = @"JD";
    __block JDViewController *jd_vc = self;
    self.jd_vc_block = ^{
        dispatch_time_t timer = dispatch_time(DISPATCH_TIME_NOW, (int64_t)(2 * NSEC_PER_SEC));
        dispatch_queue_t main_queue = dispatch_get_main_queue();
        dispatch_after(timer, main_queue, ^{
            NSLog(@"%@",jd_vc.name);
            jd_vc = nil;
        });
    };
    self.jd_vc_block();
}

引用链为 :

jd_vc——>self——>jd_vc_block——>jd_vc

虽然也是循环引用，但是在jd_vc_block内部，手动的将jd_vc置为了nil。于是self收到release信号，调用dealloc，继续发送release给jd_vc_block，也调用自己的dealloc。

这里注意，最后的self.jd_vc_block();一定要调用，否则jd_vc没有被执行，也就不为nil，也依然无法破坏掉循环引用。

2.4 引用对象作为Block的参数

当把引用对象作为Block的参数传入的时候，Block会将参数copy一份，放入自己的结构当中，自然也就不存在Block对引用对象进行持有，也就不存在循环引用。

- (void)jd_block_retain_cycle
{
    self.name = @"JD";
    self.jd_vc_block = ^(JDViewController *vc) {
        dispatch_time_t timer = dispatch_time(DISPATCH_TIME_NOW, (int64_t)(2 * NSEC_PER_SEC));
        dispatch_queue_t main_queue = dispatch_get_main_queue();
        dispatch_after(timer, main_queue, ^{
            NSLog(@"%@",vc.name);
        });
    };
    self.jd_vc_block(self);
}

五、总结

本文主要是为后面的Block深入的探索学习做一个基础的铺垫，后面将要开启Block的深入探索。

第三十四节—Block(一)

一、Block的基本概念

1. 什么是Block

2. Block的作用

3. Block的定义和使用

3.1 无参数、无返回值的Block

3.2 无参数、有返回值的Block

3.3 有参数、无返回值的Block

3.4 有参数、有返回值的Block

3.5 实际开发中的Block

4. Block与外部变量的关系

4.1 只捕获外部变量，不做修改

4.2 捕获外部变量，并且修改

二、Block的分类

1. 普通Block的分类

2.Block总共分类

三、Block的常见用法

1. Block作为属性

2. Block作为函数入参

3. Block作为返回值

四、Block的循环引用问题

1. 循环引用的产生

2. 解决Block的循环引用

2.1 __weak

2.2 __strong

2.3 手动释放

2.4 引用对象作为Block的参数

五、总结

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