iOS - block - 捕获可变对象类型

参考

block - 捕获可变对象类型

https://www.jianshu.com/p/ee9756f3d5f6

说明

默认情况, 只有静态局部变量, 静态全局变量, 全局变量这3种 可以在 block 里面被改变值。原因如下:

静态全局变量、全局变量: 由于作用域的原因, 于是可以直接在block里面被改变。他们也都存储在全局区。

静态局部变量: 传递给block是内存地址值, 所以能在 block 里面直接改变值。

在 block 中改变局部变量值有2种方式:

• 传递内存地址指针到 block 中,
• 改变存储区方式 (__block)。

先来实验一下第一种方式, 传递内存地址到 block 中 (传递变量指针), 改变变量的值。

根据官方文档, 可以了解到, 苹果要求我们在自动变量前加入 __block关键字 (__block storage-class-specifier存储域类说明符), 就可以在 block 内改变外部自动变量的值了。

---

OC代码

// 以 NSMutableString 为例
int main(int argc, const char * argv[]) {
 
    NSMutableString *str = [[NSMutableString alloc] initWithString:@"Mercedes"];
    NSLog(@"0_str = %@ - %p - %p", str, str, &str);
    
    void (^myBlock)(void) = ^{
        NSLog(@"1_str = %@ - %p - %p", str, str, &str);
        [str appendString:@"-Benz"]; // 修改地址中的值, 没有改变str的指向!
        NSLog(@"2_str = %@ - %p - %p", str, str, &str);
        str.string = @"Daimler";
        NSLog(@"3_str = %@ - %p - %p", str, str, &str);
    };
    NSLog(@"4_str = %@ - %p - %p", str, str, &str);

    myBlock();
    NSLog(@"5_str = %@ - %p - %p", str, str, &str);
 
    return 0;
}


MRC 输出: (str的值 - str指向的堆中的地址 - str的指针地址)
0_str = Mercedes - 0x1007343c0 - 0x7ffeefbff408
4_str = Mercedes - 0x1007343c0 - 0x7ffeefbff408
1_str = Mercedes - 0x1007343c0 - 0x7ffeefbff3f8 // 栈中地址改变 ★
2_str = Mercedes-Benz - 0x1007343c0 - 0x7ffeefbff3f8
3_str = Daimler - 0x1007343c0 - 0x7ffeefbff3f8
5_str = Daimler - 0x1007343c0 - 0x7ffeefbff408

  
ARC 输出:
0_str = Mercedes - 0x1030a1d00 - 0x7ffeefbff408
4_str = Mercedes - 0x1030a1d00 - 0x7ffeefbff408
1_str = Mercedes - 0x1030a1d00 - 0x100700210 // 指针被拷贝到堆 ★
2_str = Mercedes-Benz - 0x1030a1d00 - 0x100700210
3_str = Daimler - 0x1030a1d00 - 0x100700210
5_str = Daimler - 0x1030a1d00 - 0x7ffeefbff408

总结 ★

未使用 __block 访问可变对象类型:

Block 被 copy 到堆上时, 会将对象类型的局部变量的指针 copy 到堆中, 但并不会改变该指针所指向的堆中的地址, block 包内修改的实际是原对象在堆中的内容。

Block 不允许修改外部变量的值, 这里所说的外部变量的值, 指的是栈中指针的内存地址。

block 定义前后, 局部变量指针的地址一致, 说明这个指针一直在栈中, 并未拷贝到堆中。

但 block 内部, 仍然会将捕获到的局部变量指针拷贝到堆中一份, 但指向的还是原变量在堆中的地址, 可以修改该变量地址中的值。对象在堆中的地址始终未改变。

一个对象的生成, 会在栈中开辟指针地址, 指针地址中存放一个堆地址, 这个堆地址就是真正存放对象内容的区域。也就是所谓: 对象都是放在堆上的。

注意:

未使用 __block, block包中做如下修改 str = [NSMutableString stringWithString:@"奔驰"]; ,编译会报错 "Variable is not assignable (missing __block type specifier)", 即 不能修改指针指向。

可变对象可以在不加__block情况下, 直接修改内容。

str.string = @"Daimler" 修改的是堆上的内容, 并不是 str 在栈上的指针地址。所以最后 str 在堆上地址 和 str 在栈上地址并没有改变, 改变的只是 str 在堆上地址存储的内容。

---

C++代码

MRC/ARC下, 编译的C++代码一致:

int main(int argc, const char * argv[]) {
    // 可变类型局部变量
    NSMutableString *str = ((NSMutableString *(*)(id, SEL, NSString * _Nonnull __strong))(void *)objc_msgSend)((id)((NSMutableString *(*)(id, SEL))(void *)objc_msgSend)((id)objc_getClass("NSMutableString"), sel_registerName("alloc")), sel_registerName("initWithString:"), (NSString *)&__NSConstantStringImpl__var_folders_p5_mp3284bs2xb073r91w__n99r0000gn_T_main_e5fe78_mi_0);
    NSLog((NSString *)&__NSConstantStringImpl__var_folders_p5_mp3284bs2xb073r91w__n99r0000gn_T_main_e5fe78_mi_1, str, str, &str);
    // 第3个入参
    void (*myBlock)(void) = ((void (*)())&__main_block_impl_0((void *)__main_block_func_0, &__main_block_desc_0_DATA, str, 570425344));
    NSLog((NSString *)&__NSConstantStringImpl__var_folders_p5_mp3284bs2xb073r91w__n99r0000gn_T_main_e5fe78_mi_7, str, str, &str);
    
    ((void (*)(__block_impl *))((__block_impl *)myBlock)->FuncPtr)((__block_impl *)myBlock);
    NSLog((NSString *)&__NSConstantStringImpl__var_folders_p5_mp3284bs2xb073r91w__n99r0000gn_T_main_e5fe78_mi_8, str, str, &str);
    
    return 0;
}


struct __main_block_impl_0 {
    struct __block_impl impl;
    struct __main_block_desc_0* Desc;
    // 捕获
    NSMutableString *__strong str;
    __main_block_impl_0(void *fp, struct __main_block_desc_0 *desc, NSMutableString *__strong _str, int flags=0) : str(_str) {
        impl.isa = &_NSConcreteStackBlock;
        impl.Flags = flags;
        impl.FuncPtr = fp;
        Desc = desc;
    }
};


static void __main_block_func_0(struct __main_block_impl_0 *__cself) {
    NSMutableString *__strong str = __cself->str; // bound by copy
    
    NSLog((NSString *)&__NSConstantStringImpl__var_folders_p5_mp3284bs2xb073r91w__n99r0000gn_T_main_e5fe78_mi_2, str, str, &str);
        // 见下面解读
    ((void (*)(id, SEL, NSString * _Nonnull __strong))(void *)objc_msgSend)((id)str, sel_registerName("appendString:"), (NSString *)&__NSConstantStringImpl__var_folders_p5_mp3284bs2xb073r91w__n99r0000gn_T_main_e5fe78_mi_3);
    NSLog((NSString *)&__NSConstantStringImpl__var_folders_p5_mp3284bs2xb073r91w__n99r0000gn_T_main_e5fe78_mi_4, str, str, &str);

    ((void (*)(id, SEL, NSString * _Nonnull __strong))(void *)objc_msgSend)((id)str, sel_registerName("setString:"), (NSString *)&__NSConstantStringImpl__var_folders_p5_mp3284bs2xb073r91w__n99r0000gn_T_main_e5fe78_mi_5);
    NSLog((NSString *)&__NSConstantStringImpl__var_folders_p5_mp3284bs2xb073r91w__n99r0000gn_T_main_e5fe78_mi_6, str, str, &str);
}

/** [str appendString:@"-Benz"];  生成的CPP解读: 
(void (*)(id, SEL, NSString * _Nonnull __strong)) 是函数类型;
((void (*)(id, SEL, NSString * _Nonnull __strong))(void *)objc_msgSend) 是将 (void *) 类型的函数指针 objc_msgSend 强转为该类型。

((id)str, sel_registerName("appendString:"), (NSString *)&__NSConstantStringImpl__var_folders_p5_mp3284bs2xb073r91w__n99r0000gn_T_main_e5fe78_mi_3) 是调用时传入的各个参数。
*/

分析:
在 __main_block_func_0 里面可以看到传递的是指针。所以成功改变了变量的值。



// block捕获了对象类型的局部变量, desc 增加了 copy 和 dispose 两个函数 (与对象是否可变无关)★
static struct __main_block_desc_0 {
    size_t reserved;
    size_t Block_size;
    void (*copy)(struct __main_block_impl_0*, struct __main_block_impl_0*);
    void (*dispose)(struct __main_block_impl_0*);
} __main_block_desc_0_DATA = { 0, sizeof(struct __main_block_impl_0), __main_block_copy_0, __main_block_dispose_0};


static void __main_block_copy_0(struct __main_block_impl_0*dst, struct __main_block_impl_0*src) {
    _Block_object_assign((void*)&dst->str, (void*)src->str, 3/*BLOCK_FIELD_IS_OBJECT*/);
}

static void __main_block_dispose_0(struct __main_block_impl_0*src) {
    _Block_object_dispose((void*)src->str, 3/*BLOCK_FIELD_IS_OBJECT*/);
}