Block

作者: 一只长毛猫 | 来源:发表于2018-04-18 17:14 被阅读27次

    Block本质

    Block本质是 将函数及其执行上下文进行封装起来的对象。

    在main.m中有如下代码

     int  multiplier = 6;
     int(^Block)(int) = ^int(int num){
           return num * multiplier;
     };
     Block(2);
    

    在终端使用命令clang -rewrite-objc main.m 后得到main.cpp

    int multiplier = 6;
    
     int(*Block)(int) = ((int (*)(int))&__main_block_impl_0((void *)__main_block_func_0, &__main_block_desc_0_DATA, multiplier));
    
     ((int (*)(__block_impl *, int))((__block_impl *)Block)->FuncPtr)((__block_impl *)Block, 2);
    
    Block数据结构
    struct __main_block_impl_0 {
      struct __block_impl impl; 
      struct __main_block_desc_0* Desc;   //block相关描述
      int multiplier;   //外部传入的
      __main_block_impl_0(void *fp, struct __main_block_desc_0 *desc, int _multiplier, int flags=0) : multiplier(_multiplier) {
        impl.isa = &_NSConcreteStackBlock;
        impl.Flags = flags;
        impl.FuncPtr = fp;//构造时完成赋值,存储函数内容
        Desc = desc;  //构造时完成赋值
      }
    };
    
    struct __block_impl {
      void *isa;  //isa
      int Flags;
      int Reserved;
      void *FuncPtr; //函数指针
    };
    
    //关键函数
    static int __main_block_func_0(struct __main_block_impl_0 *__cself, int num) {
    int multiplier = __cself->multiplier; // bound by copy
    
         return num * multiplier;
    }
    

    Block的body中有一个成员__block_impl ,而__block_impl中包含了isa。所以说Block是一个对象。
    Block在初始化的时候,调用了构造函数__main_block_impl_0,依次传入了函数指针,block相关描述,以及外部变量multiplier。

    Block调用
    ((__block_impl *)Block)->FuncPtr)((__block_impl *)Block, 2)
    

    可以看出,Block调用时,先通过Block结构体获取函数指针,然后调用函数。


    Block本质

    Block截获变量

    static int var_global_static = 89;
    int var_golobal = 12;
    
    int main(int argc, const char * argv[]) {
        @autoreleasepool {
            
            int  var = 6;
            static int  var_static = 4;
            NSMutableArray *array = [NSMutableArray array];
            __unsafe_unretained id unsafeObj = nil;
            __strong id strongObj = nil;
            
            void(^Block)(void) = ^void(){
    
                [array addObject:@"123"];
                NSLog(@"var: %d",var);
                NSLog(@"var_static: %d",var_static);
                NSLog(@"unsafeObj: %@",unsafeObj);
                NSLog(@"strongObj: %@",strongObj);
                
                NSLog(@"var_golobal: %d",var_golobal);
                NSLog(@"var_global_static: %d",var_global_static);
                
            };
            Block();
        }
        return 0;
    }
    

    经过clang编译之后

    struct __main_block_impl_0 {
      struct __block_impl impl;
      struct __main_block_desc_0* Desc;
      NSMutableArray *array;//局部对象,连同所有权修饰符一起截
      int var;               //捕获局部变量的值
      int *var_static;       //捕获静态局部变量的指针
      id unsafeObj;          //局部对象,连同所有权修饰符一起截获
      id strongObj;          //局部对象,连同所有权修饰符一起截获
      __main_block_impl_0(void *fp, struct __main_block_desc_0 *desc, int _var, int *_var_static, id _unsafeObj, id _strongObj, int flags=0) : var(_var), var_static(_var_static), unsafeObj(_unsafeObj), strongObj(_strongObj) {
        impl.isa = &_NSConcreteStackBlock;
        impl.Flags = flags;
        impl.FuncPtr = fp;
        Desc = desc;
      }
    };
    

    得出以下结论:
    1 基本数据类型的局部变量截获其值
    2 对于对象类型的局部变量连同所有权修饰符一起截获
    3 以指针形式截获局部静态变量
    4 不截获全局变量、静态全局变量

    __block

    一般情况下对截取的变量赋值需要添加__block修饰符。静态局部变量,全局变量,静态全局变量。 赋值不需要使用__block。局部基本类型,局部对象赋值,需要使用__block。

    用__block修饰后的变量,变成了一个对象

    __block int multiplier = 9;
    void(^Block)(void) = ^void(void){
        [array addObject:@"123"];
         NSLog(@"multiplier = %d",multiplier);
     };
    multiplier = 10;
    

    经过clang编译后

    __Block_byref_multiplier_0 *multiplier; // Block body中捕获
    struct __Block_byref_multiplier_0 {
        void *__isa;
        __Block_byref_multiplier_0 *__forwarding; //在栈中指向自己
         int __flags;
         int __size;
         int multiplier;
    };
    (multiplier.__forwarding->multiplier) = 10;  //真正调用
    

    Block内存管理

    栈中的NSConcreteStackBlock;
    堆中的NSConcreteMallocBlock
    数据区NSConcreteGlobalBlock
    为什么Block需要用copy?
    过成员变量去访问对应的栈上的block时,可能由于栈对应的函数退出之后,在内存中销毁掉,继续访问导致内存崩溃。


    Block copy

    前面介绍过,被__block修饰的变量会变成一个对象。
    若果栈中的block没有被拷贝到堆中,__forwarding指针指向变量自己。

    但是block被copy到堆中,那么__forwarding指针指向堆中的变量。 __forwarding指针
    __forwarding指针:在Block栈中,指向变量自己。但当Block被copy到堆中后,栈中的__forwarding指针会指向堆中的变量。不论在任何内存位置,都可以顺利访问同一个__block变量。

    Block相关问题

    什么是Block?

    Block 是对函数,及其上下文进行封装的对象。

    理解block截获变量特性?

    基本数据类型,截获值
    对象类型局部,修饰符一起
    静态局部,指针
    全局静态,非静态。 不截获

    哪些循环引用?怎么解决?

    Block循环引用,捕获变量,和block都是当前对象的成员。采用__weak断环。

    MRC没有问题。添加blockSelf = nil 来进行断环操作。但是,若果你一直不调用blk(3),那么这个环就一直没有解开。


    block 断环

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