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【iOS】简述下OC block的实现

【iOS】简述下OC block的实现

作者: Yaso | 来源:发表于2017-07-29 19:25 被阅读135次

    block 实际上是OC 对闭包closure的实现

    block的数据结构

    先来看下block的结构示意图:

    block的数据结构

    各组成部分含义:

    1. isa:该对象是什么
    2. flags:block附加信息
    3. reserve:保留变量
    4. invoke:函数实现指针
    5. descriptor:block 描述符,主要是block的一些附加信息
    6. variables:capture过来的变量

    这样来看的话,block就是函数 + 数据,即持有着一些数据的函数,编译后生成相应的结构体和函数指针,结构体保存着数据

    block的三种类型

    在OC中block的类型分为三类:

    1. _NSConcreteGlobalBlock 全局的静态 block,不会访问任何外部变量。
    2. _NSConcreteStackBlock 保存在栈中的 block,当函数返回时会被销毁。
    3. _NSConcreteMallocBlock 保存在堆中的 block,当引用计数为 0 时会被销毁。

    以下说明几点需要注意的:

    1. _NSConcreteGlobalBlock 是全局静态block,结构体存储在数据区。
    2. 常见的是有捕获外部变量的_NSConcreteStackBlock,需要注意的是如果这种类型的block 定义在函数内部,当函数执行完毕,退栈的时候会将该block结构体所占的内存空间释放掉,这样再引用的话会报错。
    3. _NSConcreteMallocBlock 通常不会在源码中直接出现,OC ARC下会对_NSConcreteStackBlock 进行优化,将其copy到堆上,转换成_NSConcreteMallocBlock,所以无特殊处理,OC中将只会有1,3两种类型block
    4. _NSConcreteStackBlock捕获的局部变量,如不加_block修饰符,将会把变量copy一份到其结构体中,所以才会在内部修改不影响外部变量,加_block修饰之后,结构体中会添加一个__Block_byref_i_0 的结构体,且复制的是变量地址,达到可以修改外部变量的效果。关于这部分详细:这里

    block的内存测试

    下面简要的看几个例子,分析下其是否生效,即生效的前提,每个例子的答案选项都有4个:

    1. always works
    2. only works with ARC
    3. only works without ARC
    4. never works
    Example A:
    void exampleA() {
      char a = 'A';
      ^{
        printf("%cn", a);
      }();
    }
    
    Example B:
    void exampleB_addBlockToArray(NSMutableArray *array) {
      char b = 'B';
      [array addObject:^{
        printf("%cn", b);
      }];
    }
    
    void exampleB() {
      NSMutableArray *array = [NSMutableArray array];
      exampleB_addBlockToArray(array);
      void (^block)() = [array objectAtIndex:0];
      block();
    }
    
    Example C:
    void exampleC_addBlockToArray(NSMutableArray *array) {
      [array addObject:^{
        printf("Cn");
      }];
    }
    
    void exampleC() {
      NSMutableArray *array = [NSMutableArray array];
      exampleC_addBlockToArray(array);
      void (^block)() = [array objectAtIndex:0];
      block();
    }
    
    Example D:
    typedef void (^dBlock)();
    
    dBlock exampleD_getBlock() {
      char d = 'D';
      return ^{
        printf("%cn", d);
      };
    }
    
    void exampleD() {
      exampleD_getBlock()();
    }
    
    Example E:
    typedef void (^eBlock)();
    
    eBlock exampleE_getBlock() {
      char e = 'E';
      void (^block)() = ^{
        printf("%cn", e);
      };
      return block;
    }
    
    void exampleE() {
      eBlock block = exampleE_getBlock();
      block();
    }
    
    • A:always works,此block类型是_NSConcreteStackBlock,但block调用在函数体内,函数释放前已经执行完毕,所以无论在栈上还是堆上都可以正常执行。
    • B:only works with ARC,非ARC的话,block内存空间在函数exampleB_addBlockToArray的栈上,此函数执行完毕,退栈时候内存空间清空,引用报错。ARC下会被转换成_NSConcreteMallocBlock,copy到堆上所以生效。
    • C:always works,此block类型是_NSConcreteGlobalBlock,存储在数据区,所以一直生效。
    • D:only works with ARC,同B,但编译器无法编译,会报错。
    • E:only works with ARC,同D,但编译器不会报错,更需注意。

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