block-底层数据结构

作者: RM_乾笙 | 来源:发表于2018-06-06 14:17 被阅读19次

    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)&__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


    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.

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