iOS Block理解

一、Block的本质
block本质上也是一个OC对象，它的内部也会有一个isa指针，它是封装了函数调用以及函数调用环境的OC对象。
比如，定义如下一个block

  int age = 20;
void (^block)(int, int) =  ^(int a , int b){
            NSLog(@"this is a block! -- %d", age);
            NSLog(@"this is a block!");
            NSLog(@"this is a block!");
            NSLog(@"this is a block!");
        };

这段block它的底层源码如下：

首先上面代码库中的block在内存中是一个叫__main_block_impl_0的结构体，结构体中有两个结构体变量，一个是叫impl的变量，一个叫Desc的指针。
在impl中我们可以看到它的内部有一个isa指针，所以说我们能确定它是一个OC对象。且在impl中有一个叫funcPtr的指针，它指向的是block执行的代码块（函数）的内存地址。Desc中存放的就是block内存大小等信息。

二、block的auto值捕获
1、如下代码打印结果是多少？

    int age = 10;    
    void (^block)(void) = ^{
        NSLog(@"age", age);
    };
    age = 20;
    block();

打印结果：10
原因：由于之前的知识点，我们知道block在创建的时候会生成一个impl和Desc属性。当block中含有其它变量的时候还会生成对应的变量age,所以它就捕获到了age的值为10，之后 age = 20这句代码只是修改了age的值，由于是值传递方式，并不能改变block中age的值，所以打印结果为10。

2、如下代码打印结果是多少？

    /*auto：自动变量，离开作用域就会销毁。
    它是默认的关键字，所以通常情况下是省略的。*/
    auto int age = 10;
    static int height = 10;
    void (^block)(void) = ^{
        NSLog(@"age is %d, height is %d", age, height);
    };
    age = 20;
    height = 20;
    block();

打印结果：age is 10, height is 20。

原因：
如图，block捕获到的auto变量为普通变量，捕获到的static变量为指针，由于指针所指向的是变量的内存地址，当height = 20时，内存中的值也变成了20。

三、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 1.NSGlobalBlock：没有访问auto类型变量，但是可以访问静态变量或者全局变量。它存储在数据区。

1.
void (^block1)(void) = ^{
    NSLog(@"block");
}
NSLog(@"%@",[block1 class]) //__NSGlobalBlock__

2.
static int age = 10
void (^block1)(void) = ^{
    NSLog(@"%d",age);
}
NSLog(@"%@",[block1 class]) //__NSGlobalBlock__

2.NSStackBlock：访问auto类型变量的block类型。它存储在栈区。
PS：栈区的数据在调用之后会自动销毁。

3.
int age = 10
void (^block1)(void) = ^{
    NSLog(@"%d",age);
}
NSLog(@"%@",[block1 class]) //__NSStackBlock__

4.
void (^block)(void)
void test( ) {
  int age = 10
  block = ^{
      NSLog(@"block----%d",age);
  }
}
main(){
  test( );
  block( ); //打印结果为：block----272632488
}
/*由于block是栈类型的，执行test方法之后，block内部的age变量被销毁，再调用block方法就会打印出一个脏数据*/

3.NSMallocBlock:对stack类型的block进行copy操作，得出的类型为Malloc类型的block，也就是堆类型的block变量。堆数据需要手动管理内存，需要手动释放。

四、Block的copy
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，如数组中的遍历方法：enumerateObjectsUsingBlock:
• block作为GCD API的方法参数时，如dispatch_once(&onceToken,^{})

2、ARC下block属性的写法：
@property(strong, nonatomic) void(^block)(void);
@property(copy, nonatomic) void(^block)(void);

3、MRC下block属性的写法：
@property(copy, nonatomic) void(^block)(void);

五、对象类型的auto变量
之前我们所说的auto类型变量讲的是基本数据类型，如int age = 10。当我们遇到自定义的对象类型，那么它的auto变量在block中是怎么处理呢？

6.
void (^Block)(void)
  Person * person = [[Person alloc]init];
  person.age = 10
  Block block =  ^{
      NSLog(@"block----%d",person.age);
  } ;
}
/*因为Person类是局部变量，创建block的时候将Person捕获，
block内部产生了一个Person * person的指针对象。
所以person对象不会释放，它会等block释放时再进行释放*/

结论：当block内部访问了对象类型的auto变量时：
1、如果block是在栈上，不管是使用强指针还是弱指针对auto变量进行访问，都不会对auto变量产生强引用。
2、如果block被拷贝到堆上，_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，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auto变量（release）

六、__block修饰符
我们在实际开发过程中，有可能需要暂时修改auto变量的值。此时，如果使用static来修饰或者声明为全局变量的话是会达到修改的目的，但是一经修改就不能恢复。此时用__block修饰变量可以解决这个问题。

typedef void (^Block)(void);
int main(int argc, const char * argv[]) {
    @autoreleasepool {
        __block int age = 10;
        Block block = ^{
            age = 20;
            NSLog(@"age is %d", age);
        };
        block(); //打印结果：age is 20
    }
    return 0;
}

1、__block可以用于解决block内部无法修改auto变量值的问题
2、__block不能修饰全局变量、静态变量（static）

3、编译器会将__block变量包装成一个对象。如下图所示，block里面有一个__Block_byref_age_0类型的age指针，它指向的对象里面有个age属性。

七、__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，_Block_object_assign函数会对__block变量形成强引用。
3、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，_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）。

八、block的循环引用问题

• 在block内部使用外部指针且会造成循环引用情况下，需要用_weak修饰外部指针：
  _weak typeof(self) weakSelf = self;
• 在block内部如果调用延时函数还是用弱指针会取不到该指针，因为已经销毁了，需要在block内部再将弱指针重新强引用一下：
  __strong typeof(self) strongSelf =weakSelf;