Block探索

作者: 6ffd6634d577 | 来源:发表于2019-08-01 17:07 被阅读0次

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程序占用内存分类

栈区：由编译器自动分配释放，存放函数的参数值，局部变量的值，基本数据类型等。
堆区：一般由程序员分配释放，若程序员不释放，程序结束时可能由OS回收，OC中用alloc函数生成的对象都是放在堆区。
全局区（静态区）（static）：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一块区域，程序结束后有系统释放。
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。
程序代码区：存放函数体的二进制代码

Block在内存中的位置

根据Block在内存中的位置分为三种类型：

NSGlobalBlock是位于全局区的block，它是设置在程序的数据区域（.data区）中。
NSStackBlock是位于栈区，超出变量作用域，栈上的Block以及 __block变量都被销毁。
NSMallocBlock是位于堆区，在变量作用域结束时不受影响。

注意：在 ARC 开启的情况下，将只会有 NSConcreteGlobalBlock 和 NSConcreteMallocBlock 类型的 block。

正如它们名字显示得一样，表明了block的三种存储方式：栈、全局、堆。获取block对象中的isa的值，可以得到上面其中一个，下面开始说明哪种block存储在栈、堆、全局。

位于全局区：GlobalBlock

生成在全局区block有两种情况：

1. block内部没有使用任何外部变量
2. 只使用了全局变量

void(^block)(void) = ^ {  NSLog(@"Global Block"); };
 int main() {
}

int(^block)(int count) = ^(int count) {
    return count;
 };
 block(2);

虽然，这个block在循环内，但是blk的地址总是不变的。说明这个block在全局段。注：针对没有捕获自动变量的block来说，虽然用clang的rewrite-objc转化后的代码中仍显示_NSConcretStackBlock，但是实际上不是这样的。

位于栈内存：StackBlock

ARC环境下，栈上的block默认都会被拷贝到堆上，也就是说，在ARC环境下，block只有两种类型:NSGlobalBlock 和 NSMallocBlock

1.如果block内部访问了外部变量,且不是静态变量时

MRC: 在栈区,当Block所在的作用域结束时就会被销毁,所以当在别的地方回掉时可能就会出错,为了避免
这种情况就需要手动调用Block的copy方法copy到堆区,这也是Block当属性时用copy的原因.在MRC下
需要手动管理内存(需要程序猿手动copy到堆区)
ARC:在堆区,不需要手动管理内存

NSInteger i = 10;
block = ^{ NSLog(@"%ld", i);
};
block;

位于堆内存：MallocBlock

堆中的block无法直接创建，其需要由_NSConcreteStackBlock类型的block拷贝而来(也就是说block需要执行copy之后才能存放到堆中)。由于block的拷贝最终都会调用_Block_copy_internal函数。

void(^block)(void); 
int main(int argc, const char * argv[]) { @autoreleasepool {
       __block NSInteger i = 10;
       block = [^{
           ++i;
       } copy];
       ++i;
       block(); NSLog(@"%ld", i);
   } return 0;
}

我们对这个生成在栈上的block执行了copy操作，Block和__block变量均从栈复制到堆上。上面的代码，有跟没有copy，在非ARC和ARC下一个是stack一个是Malloc。这是因为ARC下默认为Malloc（即使如此，ARC下还是有一些例外，下面会讲）。

block在ARC和非ARC下有巨大差别。多数情况下，ARC下会默认把栈block被会直接拷贝生成到堆上。那么，什么时候栈上的Block会复制到堆上呢？

调用Block的copy实例方法时
Block作为函数返回值返回时
将Block赋值给附有__strong修饰符id类型的类或Block类型成员变量时
将方法名中含有usingBlock的Cocoa框架方法或GCD的API中传递Block时

block在ARC和非ARC下的巨大差别

在 ARC 中，捕获外部了变量的 block 的类会是 NSMallocBlock 或者 NSStackBlock，如果 block 被赋值给了某个变量，在这个过程中会执行 _Block_copy 将原有的 NSStackBlock 变成 NSMallocBlock；但是如果 block 没有被赋值给某个变量，那它的类型就是 NSStackBlock；没有捕获外部变量的 block 的类会是 NSGlobalBlock 即不在堆上，也不在栈上，它类似 C 语言函数一样会在代码段中。
在MRC 中，捕获了外部变量的 block 的类会是 NSStackBlock，放置在栈上，没有捕获外部变量的 block 时与 ARC 环境下情况相同，是 NSGlobalBlock 。

- (void)viewDidLoad {
    [super viewDidLoad]; // Do any additional setup after loading the view, typically from a nib. 
    [self testBlockForHeapOfARC];
}
-(void)testBlockForHeapOfARC{ 
    int val =10; 
    typedef void (^blk_t)(void);
    blk_t block = ^{ NSLog(@"blk0:%d",val);
    };
    block();
}

image.png

即使如此，ARC下还是有一些例外：

-(NSArray *)getBlockArray0{ 
  int val =10; 
  return [NSArray arrayWithObjects:^{NSLog(@"blk0:%d",val);},^{NSLog(@"blk1:%d",val);},nil];

//当换成这种写法就不会崩溃
void (^block1)(void) = ^{NSLog(@"blk0:%d",val);};
    void (^block2)(void) = ^{NSLog(@"blk1:%d",val);};
    return [NSArray arrayWithObjects:block1,block2,nil];
}
 
-(void)testBlockForHeap0{  
NSArray *tempArr = [self getBlockArray0]; 
   NSMutableArray *obj = [tempArr mutableCopy]; 
   typedef void (^blk_t)(void);
    blk_t block = (blk_t){
    [obj objectAtIndex:0]};
    block();
}

这段代码在最后一行blk()会异常，因为数组中的block是栈上的。因为val是栈上的。解决办法就是调用copy方法。这种场景，ARC也不会为你添加copy，因为ARC不确定，采取了保守的措施：不添加copy。所以ARC下也是会异常退出。

image.png

我们再看一下上面的数组的初始化函数

+ (instancetype)arrayWithObjects:(ObjectType)firstObj, ... NS_REQUIRES_NIL_TERMINATION;

这个函数是一个可变函数，只有第一个参数被显示的申明为ObjectType类型，也就是id类型，其他的参数并没有被显示的申明为id类型。这也验证了第一种情况下第一个block被分配在堆上，第二个block被分配在栈上。而我们的第二种写法是，先申明一下block，在block到底是什么一文中，我们已经说了，block其实就是一个函数指针，也可以说它是一个id类型，所以在第二种写法下，两个block都被显示的申明为id类型，所以都被分配在堆上，所以第二种情况没有问题。

由此我们可以得出一个结论：block作为函数的参数时，一定要被显示的申明为id类型，才会被分配在堆上