一、简介
// 定义一个 Block
typedef returnType (^BlockName)(parameterA, parameterB, ...);
eg: typedef void (^RequestResult)(BOOL result);
// 实例
^{
NSLog(@"This is a block");
}
Block 本质上是一个 Objective-C 的对象,它内部也有一个 isa
指针,它是一个封装了函数及函数调用环境的 Objective-C 对象,可以添加到 NSArray
及 NSDictionary
等集合中,它是基于 C 语言及运行时特性,有点类似标准的 C 函数。但除了可执行代码以外,另外包含了变量同堆或栈的自动绑定。
1.Block 的类型
(1)NSGlobalBlock
void (^exampleBlock)(void) = ^{
// block
};
NSLog(@"exampleBlock is: %@",[exampleBlock class]);
打印日志:exampleBlock is: __NSGlobalBlock__
如果一个 block
没有访问外部局部变量,或者访问的是全局变量,或者静态局部变量,此时的 block
就是一个全局 block
,并且数据存储在全局区。
(2)NSStackBlock
int temp = 100;
void (^exampleBlock)(void) = ^{
// block
NSLog(@"exampleBlock is: %d", temp);
};
NSLog(@"exampleBlock is: %@",[exampleBlock class]);
打印日志:exampleBlock is: __NSMallocBlock__
???不是说好的 __NSStackBlock__
的吗?为什么打印的是 __NSMallocBlock__
呢?这里是因为我们使用了 ARC ,Xcode 默认帮我们做了很多事情。
我们可以去 Build Settings
里面,找到 Objective-C Automatic Reference Counting ,并将其设置为 No ,然后再 Run 一次代码。你会看到打印日志是:exampleBlock is: __NSStackBlock__
如果 block
访问了外部局部变量,此时的 block
就是一个栈 block
,并且存储在栈区。由于栈区的释放是由系统控制,因此栈中的代码在作用域结束之后内存就会销毁,如果此时再调用 block
就会发生问题,( 注: 此代码运行在 MRC 下)如:
void (^simpleBlock)(void);
void callFunc() {
int age = 10;
simpleBlock = ^{
NSLog(@"simpleBlock-----%d", age);
};
}
int main(int argc, char * argv[]) {
NSString * appDelegateClassName;
@autoreleasepool {
callFunc();
simpleBlock();
// Setup code that might create autoreleased objects goes here.
appDelegateClassName = NSStringFromClass([AppDelegate class]);
}
return 0;
}
(3)NSMallocBlock
当一个 __NSStackBlock__
类型 block
做 copy
操作后,就会将这个 block
从栈上复制到堆上,而堆上的这个 block
类型就是 __NSMallocBlock__
类型。在 ARC 环境下,编译器会根据情况,自动将 block 从栈上 copy
到堆上。
具体会进行 copy
的情况有如下 4 种:
-
block
作为函数的返回值时; -
block
赋值给__strong
指针,或者赋值给block
类型的成员变量时; -
block
作为 Cocoa API 中方法名含有usingBlock
的方法参数时; -
block
作为 GCD API 的方法参数时;
2.__block
的作用
简单来说,__block
作用是允许 block
内部访问和修改外部变量,在 ARC 环境下还可以用来防止循环引用;
__block int age = 10;
void (^exampleBlock)(void) = ^{
// block
NSLog(@"1.age is: %d", age);
age = 16;
NSLog(@"2.age is: %d", age);
};
exampleBlock();
NSLog(@"3.age is: %d", age);
__block
主要用来解决 block
内部无法修改 auto
变量值的问题,为什么加上 __block
修饰之后,auto
变量值就能修改了呢?
这是因为,加上 __block
修饰之后,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,并且结构体内部还存储着外部 auto
变量。
struct __Block_byref_val_0 {
void *__isa; // isa指针
__Block_byref_val_0 *__forwarding;
int __flags;
int __size; // Block结构体大小
int age; // 捕获到的变量
}
从上图可以看到,如果
block
是在栈上,那么这个 __forwarding
指针就是指向它自己,当这个 block
从栈上复制到堆上后,栈上的 __forwarding
指针指向的是复制到堆上的 __block
结构体。堆上的 __block
结构体中的 __forwarding
指向的还是它自己,即 age->__forwarding
获取到堆上的 __block
结构体,age->__forwarding->age
会把堆上的 age 赋值为 16 。因此不管是栈上还是堆上的 __block
结构体,最终使用到的都是堆上的 __block
结构体里面的数据。
3.__weak
的作用
简单来说是为了防止循环引用。
self
本身会对 block
进行强引用,block
也会对 self
形成强引用,这样就会造成循环引用的问题。我们可以通过使用 __weak
打破循环,使 block
对象对 self
弱引用。
此时我们注意,由于 block
对 self
的引用为 weak
引用,因此有可能在执行 block
时,self
对象本身已经释放,那么我们如何保证 self
对象不在 block
内部释放呢?这就引出了下面 __strong
的作用。
4.__strong
的作用
简单来说,是防止 block
内部引用的外部 weak
变量被提前释放,进而在 block
内部无法获取 weak
变量以继续使用的情况;
__weak __typeof(self) weakSelf = self;
void (^exampleBlock)(void) = ^{
__strong __typeof(weakSelf) strongSelf = weakSelf;
[strongSelf exampleFunc];
};
这样就保证了在 block
作用域结束之前,block
内部都持有一个 strongSelf
对象可供使用。
但是,即便如此,依然有一个场景,就是执行 __strong __typeof(weakSelf) strongSelf = weakSelf;
之前,weakSelf
对象已经释放,这时如果给 self
对象发送消息,这没有问题,Objective-C 的消息发送机制允许我们给一个 nil
对象发送消息,这不会出现问题。但如果有额外的一些操作,比如说将 self
添加到数组,这时因为 self
为 nil
,程序就会 Crash
。
我们可以增加一层安全保护来解决这个问题,如:
__weak __typeof(self) weakSelf = self;
void (^exampleBlock)(void) = ^{
__strong __typeof(weakSelf) strongSelf = weakSelf;
if (strongSelf) {
// Add operation here
}
};
二、拓展
1.思考题
block
内修改外部 NSMutableString
、NSMutableArray
、NSMutableDictionary
对象,是否需要添加 __block
修饰?
NSMutableArray *mutableArray = [[NSMutableArray alloc] init];
[mutableArray addObject:@"1"];
void (^exampleBlock)(void) = ^{
// block
[mutableArray addObject:@"2"];
};
exampleBlock();
NSLog(@"mutableArray: %@", mutableArray);
答案是:不需要,因为在 block
内部,我们只是使用了对象 mutableArray
的内存地址,往其中添加内容。并没有修改其内存地址,因此不需要使用 __block
也可以正确执行。当我们只是使用局部变量的内存地址,而不是对其内存地址进行修改时,我们无需对其添加 __block
,如果添加了 __block
系统会自动创建相应的结构体,这种情况冗余且低效。
2. Block 数据结构
内部数据结构图如下:
struct Block_descriptor {
unsigned long int reserved;
unsigned long int size;
void (*copy)(void *dst, void *src);
void (*dispose)(void *);
};
struct Block_layout {
void *isa;
int flags;
int reserved;
void (*invoke)(void *, ...);
struct Block_descriptor *descriptor;
/* Imported variables. */
};
Block_layout
结构体成员含义如下:
-
isa
: 指向所属类的指针,也就是block
的类型 -
flags
: 按bit
位表示一些block
的附加信息,比如判断block
类型、判断block
引用计数、判断block
是否需要执行辅助函数等; -
reserved
: 保留变量; -
invoke
:block
函数指针,指向具体的block
实现的函数调用地址,block
内部的执行代码都在这个函数中; -
descriptor
: 结构体Block_descriptor
,block
的附加描述信息,包含copy/dispose
函数,block
的大小,保留变量; -
variables
: 因为block
有闭包性,所以可以访问block
外部的局部变量。这些variables
就是复制到结构体中的外部局部变量或变量的地址;
Block_descriptor
结构体成员含义如下:
-
reserved
: 保留变量; -
size
:block
的大小; -
copy
: 函数用于捕获变量并持有引用; -
dispose
: 析构函数,用来释放捕获的资源;
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