Block 之 block引用外部对象

前言：block变量捕获

在学习block的变量捕获时，我们知道了block对全局变量不捕获，对局部变量捕获。但讲解block引用的变量都是基本数据类型，那引用对象类型的时候呢？ image.png

1、block引用外部对象

那下面就MRC环境，我们对三种类型的block来进行分析：
在类MJPerson的delloc方法中加入打印代码来观察person什么时候销毁。

@implementation MJPerson
-(void)dealloc{
    [super dealloc];//ARC情况下不需要调用[super dealloc]，MRC情况下需要
    NSLog(@"person-----dealloc");
}
@end

• NSGlobalBlock
  不捕获外部变量，所以不在讨论范围内

• NSStackBlock

//情况1: block在栈上 ，不论有没有用__weak修饰对象，不会影响打印结果
- (void)viewDidLoad { //这个括号内都是MyBlock的作用域
    [super viewDidLoad];

    typedef void(^MyBlock)();
    MyBlock block;

    {//这个括号是person的作用域

        MJPerson *person = [[MJPerson alloc] init];
        person.age = 10;
        person.name = @"Alice";

        //使用__weak修饰 用weakPerson代替person,也不会影响打印结果
        __weak MJPerson *weakPerson = person;
        block = ^{
            NSLog(@"person的age为%d",person.age);
            NSLog(@"person的name为%@", weakPerson.name);
        };
        NSLog(@"block的类型是%@",[block class]);

        NSLog(@"将要离开person的作用域了");
        [person release];//MRC环境下要手动释放
    }
    //按照局部变量的作用域来说，person离开了这个括号的时候会被释放,但是block还没有被释放
    NSLog(@"将要离开block的作用域了");
    [block release];//MRC环境下要手动释放
}

//问题：在ARC环境下,person会什么时候释放吗？
//答：在ARC情况下，block会自己copy变成NSMallocBlock类型的block，所以我们研究NSMallocBlock类型的情况就好。往下面看。
=======================================================
打印结果：
BlockTest[2933:174034] block的类型是__NSStackBlock__
BlockTest[2933:174034] 将要离开person的作用域了
BlockTest[2933:174034] person-----dealloc
BlockTest[2933:174034] 将要离开block的作用域了

从上面的结果可以看出，NSStackBlock类型的block引用外部对象时，不论有没有用__weak修饰对象，都不会对其强引用(对象person的引用计数没有加1)。

• NSMallocBlock

//情况2:block在堆上 : 这个里面需要好好分析是 weak还是strong
-(void)viewDidLoad{
    [super viewDidLoad];

    typedef void(^MyBlock)();
    MyBlock block;

    {//这个括号是person的作用域

        MJPerson *person = [[MJPerson alloc] init];
        person.age = 10;
        person.name = @"Alice";
   
        //注意：case1 和 case2 不能同时存在
        
        //case1:不用__weak 修饰
        block = [^{
            NSLog(@"person的age为%d",person.age);
            NSLog(@"person的name为%@",person.name);
        } copy];

        //case2:用__weak 修饰 MJPerson
        __weak MJPerson *weakPerson = person;
        block = [^{
            NSLog(@"person的age为%d",weakPerson.age);
            NSLog(@"person的name为%@",weakPerson.name);
        } copy];


        NSLog(@"block的类型是%@",[block class]);

        NSLog(@"将要离开person的作用域了");
        [person release];//MRC环境下要手动释放
    }

    //按照局部变量的作用域来说，person离开了这个括号的时候会被释放,但是block还没有被释放
    NSLog(@"将要离开block的作用域了");
    [block release];//MRC环境下要手动释放
}
=======================================================
case1：不用__weak 修饰
打印结果：
BlockTest[3256:195500] block的类型是__NSMallocBlock__
BlockTest[3256:195500] 将要离开person的作用域了
BlockTest[3256:195500] 将要离开block的作用域了
BlockTest[3256:195500] person-----dealloc
=======================================================
case2：用__weak 修饰 MJPerson
打印结果：
BlockTest[3411:205726] block的类型是__NSMallocBlock__
BlockTest[3411:205726] 将要离开person的作用域了
BlockTest[3411:205726] person-----dealloc
BlockTest[3411:205726] 将要离开block的作用域了

看表面现象总结：NSMallocBlock类型的block引用外部对象时，如果被__weak修饰时，不会强引用(对象person的引用计数不加1)，否则被强引用(对象person的引用计数加1)。

2、探究本质

编译一下ViewController.m文件，看源码

//和之前的编译命令不一样来，因为文件了含有__weak,需要运行时环境才可编译，所以加上runtime=ios-8.0.0（其中ios版本不是非要写8.0.0）
//要在环境为ARC下面执行命令哟

xcrun -sdk iphoneos clang -arch arm64 -rewrite-objc -fobjc-arc -fobjc-runtime=ios-8.0.0 ViewController.m

引用了MJPerson对象的block底层结构

   MJPerson *person = [[MJPerson alloc] init];
   person.age = 10;
   person.name = @"Alice";
   //没有用__weak修饰，其实就是默认strong修饰的    
   block = [^{
        NSLog(@"person的age为%d",person.age);
        NSLog(@"person的name为%@",person.name);
   } copy];

=======================================================
编译后的底层block结构：
struct __ViewController__viewDidLoad_block_impl_0 {
  struct __block_impl impl;
  struct __ViewController__viewDidLoad_block_desc_0* Desc;
  //注意：这里是__strong类型的person
  MJPerson *__strong person;
  __ViewController__viewDidLoad_block_impl_0(void *fp, struct __ViewController__viewDidLoad_block_desc_0 *desc, MJPerson *__strong _person, int flags=0) : person(_person) {
    impl.isa = &_NSConcreteStackBlock;
    impl.Flags = flags;
    impl.FuncPtr = fp;
    Desc = desc;
  }
};

引用了__weak MJPerson对象的block底层结构

  MJPerson *person = [[MJPerson alloc] init];
  person.age = 10;
  person.name = @"Alice";
 //weak修饰       
  __weak MJPerson *weakPerson = person; 
  block = [^{
       NSLog(@"person的age为%d",weakPerson.age);
       NSLog(@"person的name为%@",weakPerson.name);
  } copy];
=======================================================
编译后的底层block结构：
struct __ViewController__viewDidLoad_block_impl_0 {
  struct __block_impl impl;
  struct __ViewController__viewDidLoad_block_desc_0* Desc;
  //注意：这里是__weak类型的person
  MJPerson *__weak weakPerson;
  __ViewController__viewDidLoad_block_impl_0(void *fp, struct __ViewController__viewDidLoad_block_desc_0 *desc, MJPerson *__weak _weakPerson, int flags=0) : weakPerson(_weakPerson) {
    impl.isa = &_NSConcreteStackBlock;
    impl.Flags = flags;
    impl.FuncPtr = fp;
    Desc = desc;
  }
};

相比之前学习block捕获auto变量的时候，这里多了一个copy和dispose操作。

static struct __ViewController__viewDidLoad_block_desc_0 {
  size_t reserved;
  size_t Block_size;
  //注意：下面的copy、dispose是函数指针，分别对应着__ViewController__viewDidLoad_block_copy_0、__ViewController__viewDidLoad_block_dispose_0。
  void (*copy)(struct __ViewController__viewDidLoad_block_impl_0*, struct __ViewController__viewDidLoad_block_impl_0*);
  void (*dispose)(struct __ViewController__viewDidLoad_block_impl_0*);
} __ViewController__viewDidLoad_block_desc_0_DATA = { 0, sizeof(struct __ViewController__viewDidLoad_block_impl_0), __ViewController__viewDidLoad_block_copy_0, __ViewController__viewDidLoad_block_dispose_0};

__ViewController__viewDidLoad_block_copy_0函数；

static void __ViewController__viewDidLoad_block_copy_0(struct 
__ViewController__viewDidLoad_block_impl_0*dst, struct __ViewController__viewDidLoad_block_impl_0*src) {_Block_object_assign((void*)&dst->person, (void*)src->person, 
3/*BLOCK_FIELD_IS_OBJECT*/);}

__ViewController__viewDidLoad_block_dispose_0函数：

static void __ViewController__viewDidLoad_block_dispose_0(struct 
__ViewController__viewDidLoad_block_impl_0*src) {_Block_object_dispose((void*)src->person, 
3/*BLOCK_FIELD_IS_OBJECT*/);}

_ViewController__viewDidLoad_block_copy_0函数中都有一个_Block_object_assign方法，这个函数会根据auto变量（MJPerson）的修饰符（__strong、__weak、__unsafe_unretained）做出相应的操作，形成强引用（retain:计数器加一）或者弱引用

同理，__ViewController__viewDidLoad_block_dispose_0函数中的_Block_object_dispose方法也会在block销毁的时候对auto变量（MJPerson）进行类似（release:计数器减一）释放操作

3 、总结

• <1>三种类型block是如何访问对象类型的auto变量的？
  1、如果block是在数据区，不会访问auto类型对象，不在讨论范围
  2、如果block是在栈上，将不会对auto变量产生强引用
  3、如果block是在堆上
  （1） block被拷贝到堆上时，会调用block内部的copy函数，然后copy函数内部会调用_Block_object_assign函数，然后_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：计数器加一）或者弱引用
  （2）block从堆上移除时候，会调用block内部的dispose函数，然后dispose函数内部会调用_Block_object_dispose函，然后_Block_object_dispose函数会自动释放引用的auto变量（release：计数器减一）