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iOS-block捕获变量与循环引用问题

iOS-block捕获变量与循环引用问题

作者: Arthur澪 | 来源:发表于2020-03-13 18:26 被阅读0次

    block捕获变量

    一般,block代码块内 使用的外部变量有3种类型。

    -
    一般的局部变量默认是auto修饰(自动变量)离开作用域就销毁。

    1.局部变量auto(自动变量)

    int age = 20;  // 或 auto int age = 20;  auto可省略
    void (^block)(void) =  ^{
        NSLog(@"age is %d",age);
    };
    age = 25;
           
    block();  // 调用
    

    运行后,打印的是 20。可见,直接把age的值 20传到了block中,后面再修改age的值,并不能改变block里面的age值。

    • 结论:auto修饰的局部变量,是值传递。

    其实也很好理解,因为auto修饰的局部变量,离开作用域就销毁了。

    2.局部变量 static

    static修饰的局部变量,不会被销毁。

    static int age = 20;  
    void (^block)(void) =  ^{
        NSLog(@"age is %d",age);
    };
    age = 25;
           
    block();  // 调用
    

    运行后,打印的是 25。可见,用static修饰后,同样的操作,block里的age值会产生变化。

    • 结论:static修饰的局部变量,是指针传递。

    指针传递可能导致访问的时候,该变量已经销毁,程序会出问题。

    3.全局变量

    int age1 = 11;
    static int height1 = 22;
    
    ...
    
    void (^block)(void) =  ^{
        NSLog(@"age1 is %d height1 = %d",age1,height1);
    };
    age1 = 31;
    height1 = 33;
    block();  // 调用
    
    打印:age1 is 31 height1 = 33
    

    这个情况,并没有捕获全局变量。访问的时候,是直接去访问的,根本不需要捕获。

    全局变量本来就是在哪里都可以访问的,所以无需捕获。

    关键字__block

    上面讨论的是,在block的外部 修改捕获变量的值。那么,如果需要在block代码块内 修改捕获变量的值呢?有3种方法修改局部变量。

    1.把局部变量写成全局变量

    即,上面提到的第3种情况,这里不再累赘。

    全局变量是所有地方都可访问的,在block内部也可以直接操作它的内存地址。调用完block之后,全局变量指向的地址的值已经被更改。

    2.把局部变量用static修饰

    即,上面提到的第2种情况,这里不再累赘。

    当局部变量用static修饰之后,这个block内部会把变量的地址捕获了。这样的话,当然在block内部可以修改局部变量了。

    以上两种方法,虽然可以达到在block内部修改局部变量的目的,但缺点是变量无法及时销毁,会一直存在内存中。而很多时候,我们只需要临时用一下,当不用的时候,能销毁掉。那么就需要第3种方法__block

    3.关键字__block

    把局部变量用__block修饰。

    __block int age = 20;  
    void (^block)(int a) =  ^{
        age = a;
        NSLog(@"age is %d",age);
    }; 
    block(33);  // 调用
    
    打印 age is 33
    

    注意:__block不能修饰全局变量、静态变量static

    ——>下面来探索__block的底层:

    因为捕获了__block变量age,这个时候block的底层结构体为:

    struct __main_block_impl_0 {
      struct __block_impl impl;
      struct __main_block_desc_0* Desc;
      __Block_byref_age_0 *age;      // by ref
        // fp是函数地址  desc是描述信息  __Block_byref_age_0 类型的结构体  *_age  flags标记
      __main_block_impl_0(void *fp, struct __main_block_desc_0 *desc, __Block_byref_age_0 *_age, int flags=0) : age(_age->__forwarding) {
        impl.isa = &_NSConcreteStackBlock;
        impl.Flags = flags;
        impl.FuncPtr = fp; //fp是函数地址
        Desc = desc;
      }
    };
    

    相比一般的block,发现多了__Block_byref_age_0类型的结构体,其具体结构是:

    struct __Block_byref_age_0 {
        void *__isa; //isa指针
        __Block_byref_age_0 *__forwarding; // 指向自身的指针
        int __flags;
        int __size;
        int age; //使用值
    };
    

    这个结构是因为__block变量产生的。其中第二个__forwarding存放指向自身的指针,第五个age里面存放局部变量。

    • __block底层原理和逻辑:
      编译器会将__block变量 包装成一个对象。调用变量时,根据__Block_byref_age_0里的__forwarding,找到变量age所在的内存,然后修改值。

    block访问OC对象

    上面讨论的都是block访问变量。如果访问OC对象,又会如何?

    NSObject *obj = [[NSObject alloc] init];
    void (^block)(void) =  ^{
        NSLog(@"%@",obj);
    }; 
    block( );  // 调用
    

    这时,block的结构体如下:

    struct __main_block_impl_0 {
      struct __block_impl impl;
      struct __main_block_desc_0* Desc;
      // ——>
      NSObject *__strong obj;
      __main_block_impl_0(void *fp, struct __main_block_desc_0 *desc, NSObject *__strong _obj, int flags=0) : obj(_obj) {
        impl.isa = &_NSConcreteStackBlock;
        impl.Flags = flags;
        impl.FuncPtr = fp;
        Desc = desc;
      }
    };
    

    内部 会根据代码中的修饰符(__strong、__weak、__unsafe_unretained)而对其进行强引用或弱引用。

    • 堆空间的block 对其捕获的__block变量会形成强引用。

    因此,虽然栈上的局部变量随时会销毁。但对于__block修饰的局部变量,却有了强引用。

    栈上的block,并不会对 任何捕获的变量产生强引用。

    block循环引用问题

    typedef void (^YZBlock) (void);
    
    @interface YZPerson : NSObject
    
    @property (copy, nonatomic) YZBlock block;
    @property (assign, nonatomic) int age;
    
    @end
    
    {
        YZPerson *person = [[YZPerson alloc] init];
        person.age = 10;
        person.block = ^{
             NSLog(@"person.age--- %d",person.age);
        }; 
    }
    

    程序结束,person都没有释放,造成了内存泄漏。

    原因:block会自动copy到堆上(block内部的变量person也会被copy到堆上)并且block对person强引用。而本来,block就是person的属性,person对block强引用。互相强引用,谁都释放不了。

    解决循环引用

    有3种方式来解决:

    1.关键字__weak
    {
        YZPerson *person = [[YZPerson alloc] init];
        person.age = 10;
        
        __weak YZPerson *weakPerson = person;
        person.block = ^{
             NSLog(@"person.age--- %d",  weakPerson.age);
        }; 
    }
    

    当局部变量消失时候,对于YZPseson来说,只有一个弱指针指向它,那它就销毁,然后block也销毁。

    2.关键字__unsafe_unretained

    跟上面的也类似,能够解决循环引用。但是不安全,指向的对象销毁时,指针存储的地址值不变。

    3.关键字__block
    __block YZPerson *person = [[YZPerson alloc] init];
    person.block = ^{
        NSLog(@"person.age--- %d",person.age);
           
        person = nil;   //这一句 不能少
    };
    

    这个方法的本质是,在block内部改变 局部变量的值(置nil

    在ARC下,上面三种方式对比,最好的是__weak
    在MRC下,因为不支持弱指针__weak,只能用__unsafe_unretained__block来解决循环引用。

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