block-底层数据结构

1.block的本质

1.block的本质也是一个OC对象，它也有一个isa指针
2.block是封装了函数调用以及函数调用环境的OC对象
3.block底层结构图，如下

block底层结构

2.block底层代码探索

int main(int argc, const char * argv[]) {
    @autoreleasepool {
        void (^block)(void) = ^ {
            NSLog(@"Hello World!");
        };
        block();
    }
    return 0;
}

以上是我们经常看到的OC代码，我们可以通过clang指令，将OC代码转成C++代码，但这并不是最终的源码，只是中间代码，让我们更加的容易理解block底层做了些什么东西，为什么能回调等等。转换过程：cd到程序main.m的目录下，执行命令xcrun -sdk iphoneos clang -arch arm64 -rewrite-objc main.m,即可发现目录下多了main.cpp文件，将其拖到工程里查看其源码。筛选重要的部分代码，如下

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;
  __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;
  }
};

static void __main_block_func_0(struct __main_block_impl_0 *__cself) {
      NSLog((NSString *)&__NSConstantStringImpl__var_folders_5l_0xn052bn6dgb9z7pfk8bbg740000gn_T_main_88f00d_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; 
        void (*block)(void) = ((void (*)())&__main_block_impl_0((void *)__main_block_func_0, &__main_block_desc_0_DATA));
        ((void (*)(__block_impl *))((__block_impl *)block)->FuncPtr)((__block_impl *)block);
    }
    return 0;
}

看到这堆东西，我们如果没有C++基础的都会比较难理解，但不要害怕，慢慢去学习，现在我们来一段段的逐步分析，先从最核心的入口main函数来了解,下面是我将main函数里的强制转换去掉后，简化的代码，这样更容易读懂和理解

int main(int argc, const char * argv[]) {
    /* @autoreleasepool */ { __AtAutoreleasePool __autoreleasepool; 
       //去除强制转换
        void (*block)(void) = &__main_block_impl_0(__main_block_func_0, &__main_block_desc_0_DATA);
        block->FuncPtr(block);
    }
    return 0;
}

去除强制转换后我们可以看出声明block的时候，block底层调用了__main_block_iml_0结构体，传入的参数分别是__main_block_func_0(方法函数)和&__main_block_desc_0_DATA(结构体地址)

1.__main_block_func_0 的方法代码段

//需要传入的参数是结构体： __main_block_impl_0
static void __main_block_func_0(struct __main_block_impl_0 *__cself) {
      NSLog((NSString *)&__NSConstantStringImpl__var_folders_5l_0xn052bn6dgb9z7pfk8bbg740000gn_T_main_88f00d_mi_0);
}

需要传入的参数是结构体： __main_block_impl_0，此函数方法也是block->FuncPtr(block)回到的方法函数。

2.__main_block_desc_0_DATA 的结构体代码段

static struct __main_block_desc_0 {
  size_t reserved;       //作用不大，不需要理会
  size_t Block_size;     //整个block的在内存中占的字节大小
} __main_block_desc_0_DATA = { 0, sizeof(struct __main_block_impl_0)};//计算blcok主结构体__main_block_impl_0的大小

总的来言，此结构体就是为了保存block结构体的大小

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看完__main_block_impl_0结构传入的参数的内容后，现在来看最重要的__main_block_impl_0.

__main_block_impl_0 的结构体代码段

struct __main_block_impl_0 {
  struct __block_impl impl;
  struct __main_block_desc_0* Desc;
  __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;
  }
};
struct __block_impl {
    void *isa;
    int Flags;
    int Reserved;
    void *FuncPtr;
};

__main_block_impl_0
综合上面，不难看出我们block主要调用了__main_block_func_0结构体，而此结构体主要做了这几件事
1.确认block的类型（impl.isa = &_NSConcreteStackBlock）
2.保存block的函数体（impl.FuncPtr = fp）
3.保存block的大小（Desc = desc）

void (*block)(void) = &__main_block_impl_0(__main_block_func_0,&__main_block_desc_0_DATA);

那blcok为什么能回调声明时的代码块呢？
原因就是因为oc调用"block()" 实际就是这句block->FuncPtr(block);，因为blcok->FuncPtr保存的就是__main_block_func_0函数。

总结block声明的时候保存了__main_block_impl_0地址，而__main_block_impl_0则保存了函数体，block的类型，和blcok的结构体大小，最后block回调的时候block->FuncPtr(block)就是调用了__main_block_impl_0中保存的函数__main_block_func_0.