Block总结

block的本质

block本质上也是一个OC对象，它内部也有个isa指针
block是封装了函数调用以及函数调用环境的OC对象
block的底层结构

block内存布局

通过转成C++代码，查看一下block的实际结构

struct __block_impl {
    void *isa;
    int Flags;
    int Reserved;
    void *FuncPtr;
};

struct __main_block_impl_0 {
  struct __block_impl impl;
  struct __main_block_desc_0* Desc;
  // 构造函数（类似于OC的init方法），返回结构体对象
  __main_block_impl_0(void *fp, struct __main_block_desc_0 *desc, int flags=0) {
    impl.isa = &_NSConcreteStackBlock;
    impl.Flags = flags;
    impl.FuncPtr = fp;
    Desc = desc;
  }
};

// 封装了block执行逻辑的函数
static void __main_block_func_0(struct __main_block_impl_0 *__cself) {

            NSLog((NSString *)&__NSConstantStringImpl__var_folders_2r__m13fp2x2n9dvlr8d68yry500000gn_T_main_c60393_mi_0);
        }

static struct __main_block_desc_0 {
  size_t reserved;
  size_t Block_size;
} __main_block_desc_0_DATA = { 0, sizeof(struct __main_block_impl_0)};
int main(int argc, const char * argv[]) {
    /* @autoreleasepool */ { __AtAutoreleasePool __autoreleasepool;
        // 定义block变量
        void (*block)(void) = &__main_block_impl_0(
                                                   __main_block_func_0,
                                                   &__main_block_desc_0_DATA
                                                   );

        // 执行block内部的代码
        block->FuncPtr(block);
    }
    return 0;
}

block的变量捕获（capture）

为了保证block内部能够正常访问外部的变量，block有个变量捕获机制

image.png

auto变量的捕获

image.png

void (^block)(void);

void test()
{
    int age = 10;
    static int height = 10;
    
    block = ^{
        // age的值捕获进来（capture）
        NSLog(@"age is %d, height is %d", age, height);
    };
    
    age = 20;
    height = 20;
}

int main(int argc, const char * argv[]) {
    @autoreleasepool {
        test();
        block();
    }
}

转成C++代码如下：

image.png

捕获对象类型的auto变量

struct __MJPerson__test_block_impl_0 {
  struct __block_impl impl;
  struct __MJPerson__test_block_desc_0* Desc;
  MJPerson *self;
  __MJPerson__test_block_impl_0(void *fp, struct __MJPerson__test_block_desc_0 *desc, MJPerson *_self, int flags=0) : self(_self) {
    impl.isa = &_NSConcreteStackBlock;
    impl.Flags = flags;
    impl.FuncPtr = fp;
    Desc = desc;
  }
};
static void __MJPerson__test_block_func_0(struct __MJPerson__test_block_impl_0 *__cself) {
  MJPerson *self = __cself->self; // bound by copy

        NSLog((NSString *)&__NSConstantStringImpl__var_folders_2r__m13fp2x2n9dvlr8d68yry500000gn_T_MJPerson_1027e6_mi_0, ((NSString *(*)(id, SEL))(void *)objc_msgSend)((id)self, sel_registerName("name")));
    }
static void __MJPerson__test_block_copy_0(struct __MJPerson__test_block_impl_0*dst, struct __MJPerson__test_block_impl_0*src) {_Block_object_assign((void*)&dst->self, (void*)src->self, 3/*BLOCK_FIELD_IS_OBJECT*/);}
static void __MJPerson__test_block_dispose_0(struct __MJPerson__test_block_impl_0*src) {_Block_object_dispose((void*)src->self, 3/*BLOCK_FIELD_IS_OBJECT*/);}
static struct __MJPerson__test_block_desc_0 {
  size_t reserved;
  size_t Block_size;
  void (*copy)(struct __MJPerson__test_block_impl_0*, struct __MJPerson__test_block_impl_0*);
  void (*dispose)(struct __MJPerson__test_block_impl_0*);
} __MJPerson__test_block_desc_0_DATA = { 0, sizeof(struct __MJPerson__test_block_impl_0), __MJPerson__test_block_copy_0, __MJPerson__test_block_dispose_0};

block的类型

block有3种类型，可以通过调用class方法或者isa指针查看具体类型，最终都是继承自NSBlock类型

• NSGlobalBlock （ _NSConcreteGlobalBlock ）
• NSStackBlock （ _NSConcreteStackBlock ）
• NSMallocBlock （ _NSConcreteMallocBlock ）

image.png
image.png

block的copy

每一种类型的block调用copy后的结果如下所示

image.png

1. 在ARC环境下，编译器会根据情况自动将栈上的block复制到堆上，比如以下情况
   block作为函数返回值时
   将block赋值给__strong指针时
   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. MRC下block属性的建议写法
   @property (copy, nonatomic) void (^block)(void);

3. ARC下block属性的建议写法
   @property (strong, nonatomic) void (^block)(void);
   @property (copy, nonatomic) void (^block)(void);

对象类型的auto变量

当block内部访问了对象类型的auto变量时

1. 如果block是在栈上，将不会对auto变量产生强引用

2. 如果block被拷贝到堆上
   会调用block内部的copy函数
   copy函数内部会调用_Block_object_assign函数
   _Block_object_assign函数会根据auto变量的修饰符（__strong、__weak、__unsafe_unretained）做出相应的操作，形成强引用（retain）或者弱引用

3. 如果block从堆上移除
   会调用block内部的dispose函数
   dispose函数内部会调用_Block_object_dispose函数
   _Block_object_dispose函数会自动释

   
   image.png

__weak问题解决

在使用clang转换OC为C++代码时，可能会遇到以下问题
cannot create __weak reference in file using manual reference

解决方案：支持ARC、指定运行时系统版本，比如
xcrun -sdk iphoneos clang -arch arm64 -rewrite-objc -fobjc-arc -fobjc-runtime=ios-8.0.0 main.m

__block修饰符

__block可以用于解决block内部无法修改auto变量值的问题

__block不能修饰全局变量、静态变量（static）

编译器会将__block变量包装成一个对象

image.png image.png

__block的内存管理

1. 当block在栈上时，并不会对__block变量产生强引用
2. 当block被copy到堆时
   会调用block内部的copy函数
   copy函数内部会调用_Block_object_assign函数
   _Block_object_assign函数会对__block变量形成强引用（retain）

image.png image.png

3. 当block从堆中移除时
   会调用block内部的dispose函数
   dispose函数内部会调用_Block_object_dispose函数
   _Block_object_dispose函数会自动释放引用的__block变量（release）

   
   image.png

image.png

__block的__forwarding指针

image.png image.png

对象类型的auto变量、__block变量

当block在栈上时，对它们都不会产生强引用

当block拷贝到堆上时，都会通过copy函数来处理它们
__block变量（假设变量名叫做a）
_Block_object_assign((void*)&dst->a, (void*)src->a, 8/*BLOCK_FIELD_IS_BYREF*/);

对象类型的auto变量（假设变量名叫做p）
_Block_object_assign((void*)&dst->p, (void*)src->p, 3/*BLOCK_FIELD_IS_OBJECT*/);

当block从堆上移除时，都会通过dispose函数来释放它们
__block变量（假设变量名叫做a）
_Block_object_dispose((void*)src->a, 8/*BLOCK_FIELD_IS_BYREF*/);

对象类型的auto变量（假设变量名叫做p）
_Block_object_dispose((void*)src->p, 3/*BLOCK_FIELD_IS_OBJECT*/);

image.png

被__block修饰的对象类型

当__block变量在栈上时，不会对指向的对象产生强引用

当__block变量被copy到堆时
会调用__block变量内部的copy函数
copy函数内部会调用_Block_object_assign函数
_Block_object_assign函数会根据所指向对象的修饰符（__strong、__weak、__unsafe_unretained）做出相应的操作，形成强引用（retain）或者弱引用（注意：这里仅限于ARC时会retain，MRC时不会retain）

如果__block变量从堆上移除
会调用__block变量内部的dispose函数
dispose函数内部会调用_Block_object_dispose函数
_Block_object_dispose函数会自动释放指向的对象（release）

解决循环引用问题

• ARC

image.png image.png

• MRC

  
  image.png

block的类型

继承自NSBlock这种类型
打印block的类型

   void (^block)(void) = ^{
        NSLog(@"Hello");
    };
    NSLog(@"%@", [block class]);
    NSLog(@"%@", [[block class] superclass]);
    NSLog(@"%@", [[[block class] superclass] superclass]);
    NSLog(@"%@", [[[[block class] superclass] superclass] superclass]);

NSGlobalBlock : __NSGlobalBlock : NSBlock : NSObject

关掉arc之后，访问auto变量，才能看出来 是栈stackblock

GlobalBlock基本不会用，因为直接写成函数就好了，没必要写block

image.png

栈信息销毁了，所以调用后会出现垃圾数据

image.png

也会copyblock

image.png

为什么block要声明成copy，因为可以保证mrc，arc使用时是一致的

QA

• block的原理是怎样的？本质是什么？
  封装了函数调用以及调用环境的OC对象

• __block的作用是什么？有什么使用注意点？
  修改变量的值，注意arc和mrc的差别

• block的属性修饰词为什么是copy？使用block有哪些使用注意？
  block一旦没有进行copy操作，就不会在堆上
  使用注意：循环引用问题

• block在修改NSMutableArray，需不需要添加__block？
  如果是改变NSMutableArray的元素不需要添加，如果需要修改NSMutableArray对象则需要添加