探寻block的本质
一.首先对block有一个基本的认识
block本质上也是一个oc对象，他内部也有一个isa指针。block是封装了函数调用以及函数调用环境的OC对象。
block的底层结构:
:
__main_block_imp_0结构体内有一个同名构造函数__main_block_imp_0，构造函数中对一些变量进行了赋值最终会返回一个结构体。
那么也就是说最终将一个__main_block_imp_0结构体的地址赋值给了block变量
__main_block_impl_0结构体内可以发现__main_block_impl_0构造函数中传入了四个参数。(void *)__main_block_func_0、&__main_block_desc_0_DATA、age、flags。其中flage有默认值，也就说flage参数在调用的时候可以省略不传。而最后的 age(_age)则表示传入的_age参数会自动赋值给age成员，相当于age = _age。
image.png
1. __main_block_func_0
__main_block_func_0函数中其实存储着我们block中写下的代码。而__main_block_impl_0函数中传入的是(void *)__main_block_func_0，也就说将我们写在block块中的代码封装成__main_block_func_0函数，并将__main_block_func_0函数的地址传入了__main_block_impl_0的构造函数中保存在结构体内。
2. __main_block_desc_0_DATA
_main_block_desc_0中存储着两个参数，reserved和Block_size，并且reserved赋值为0而Block_size则存储着__main_block_impl_0的占用空间大小。最终将__main_block_desc_0结构体的地址传入__main_block_func_0中赋值给Desc。
3. age
age也就是我们定义的局部变量。因为在block块中使用到age局部变量，所以在block声明的时候这里才会将age作为参数传入，也就说block会捕获age，如果没有在block中使用age，这里将只会传入(void *)__main_block_func_0，&__main_block_desc_0_DATA两个参数。
__main_block_impl_0结构体
image.png
我们可以发现__block_impl结构体内部就有一个isa指针。因此可以证明block本质上就是一个oc对象。而在构造函数中将函数中传入的值分别存储在__main_block_impl_0结构体实例中，最终将结构体的地址赋值给block。
接着通过上面对__main_block_impl_0结构体构造函数三个参数的分析我们可以得出结论：
1. __block_impl结构体中isa指针存储着&_NSConcreteStackBlock地址，可以暂时理解为其类对象地址，block就是_NSConcreteStackBlock类型的。
2. block代码块中的代码被封装成__main_block_func_0函数，FuncPtr则存储着__main_block_func_0函数的地址。
3. Desc指向__main_block_desc_0结构体对象，其中存储__main_block_impl_0结构体所占用的内存。
二.block的变量捕获
1.局部变量
auto变量
上述代码中我们已经了解过block对age变量的捕获。
auto自动变量，离开作用域就销毁，局部变量前面自动添加auto关键字。自动变量会捕获到block内部，也就是说block内部会专门新增加一个参数来存储变量的值。
auto只存在于局部变量中，访问方式为值传递，通过上述对age参数的解释我们也可以确定确实是值传递。
static变量
static 修饰的变量为指针传递，同样会被block捕获。
接下来分别添加aotu修饰的局部变量和static修饰的局部变量，重看源码来看一下他们之间的差别。
int main(int argc, const char * argv[]) {
@autoreleasepool {
auto int a = 10;
static int b = 11;
void(^block)(void) = ^{
NSLog(@"hello, a = %d, b = %d", a,b);
};
a = 1;
b = 2;
block();
}
return 0;
}
// log : block本质[57465:18555229] hello, a = 10, b = 2
// block中a的值没有被改变而b的值随外部变化而变化。
为什么两种变量会有这种差异呢，因为自动变量可能会销毁，block在执行的时候有可能自动变量已经被销毁了，那么此时如果再去访问被销毁的地址肯定会发生坏内存访问，因此对于自动变量一定是值传递而不可能是指针传递了。而静态变量不会被销毁，所以完全可以传递地址。而因为传递的是值得地址，所以在block调用之前修改地址中保存的值，block中的地址是不会变得。所以值会随之改变。
2.全局变量
我们同样以代码的方式看一下block是否捕获全局变量
int a = 10;
static int b = 11;
int main(int argc, const char * argv[]) {
@autoreleasepool {
void(^block)(void) = ^{
NSLog(@"hello, a = %d, b = %d", a,b);
};
a = 1;
b = 2;
block();
}
return 0;
}
// log hello, a = 1, b = 2
通过上述代码可以发现，__main_block_imp_0并没有添加任何变量，因此block不需要捕获全局变量，因为全局变量无论在哪里都可以访问。
最后以一张图做一个总结:
image.png
总结：局部变量都会被block捕获，自动变量是值捕获，静态变量为地址捕获。全局变量则不会被block捕获
三.block的类型
int main(int argc, const char * argv[]) {
@autoreleasepool {
// 1. 内部没有调用外部变量的block
void (^block1)(void) = ^{
NSLog(@"Hello");
};
// 2. 内部调用外部变量的block
int a = 10;
void (^block2)(void) = ^{
NSLog(@"Hello - %d",a);
};
// 3. 直接调用的block的class
NSLog(@"%@ %@ %@", [block1 class], [block2 class], [^{
NSLog(@"%d",a);
} class]);
}
return 0;
}
通过打印内容确实可以发现block的三种类型
image.png
但是我们上面提到过，上述代码转化为c++代码查看源码时却发现block的类型与打印出来的类型不一样，c++源码中三个block的isa指针全部都指向_NSConcreteStackBlock类型地址。
我们可以猜测runtime运行时过程中也许对类型进行了转变。最终类型当然以runtime运行时类型也就是我们打印出的类型为准。
block在内存中的存储
通过下面一张图看一下不同block的存放区域
image.png
上图中可以发现，根据block的类型不同，block存放在不同的区域中。
1.数据段中的NSGlobalBlock直到程序结束才会被回收，不过我们很少使用到NSGlobalBlock类型的block，因为这样使用block并没有什么意义。
2.NSStackBlock类型的block存放在栈中，我们知道栈中的内存由系统自动分配和释放，作用域执行完毕之后就会被立即释放，而在相同的作用域中定义block并且调用block似乎也多此一举。
3.NSMallocBlock是在平时编码过程中最常使用到的。存放在堆中需要我们自己进行内存管理。
block是如何定义其类型
MRC下
block是如何定义其类型，依据什么来为block定义不同的类型并分配在不同的空间呢？首先看下面一张图
image.png
接着我们使用代码验证上述问题，首先关闭ARC回到MRC环境下，因为ARC会帮助我们做很多事情，可能会影响我们的观察。
// MRC环境！！！
int main(int argc, const char * argv[]) {
@autoreleasepool {
// Global：没有访问auto变量：__NSGlobalBlock__
void (^block1)(void) = ^{
NSLog(@"block1---------");
};
// Stack：访问了auto变量： __NSStackBlock__
int a = 10;
void (^block2)(void) = ^{
NSLog(@"block2---------%d", a);
};
NSLog(@"%@ %@", [block1 class], [block2 class]);
// __NSStackBlock__调用copy ： __NSMallocBlock__
NSLog(@"%@", [[block2 copy] class]);
}
return 0;
}
查看打印内容
image.png
通过打印的内容可以发现正如上图中所示。
没有访问auto变量的block是NSGlobalBlock类型的，存放在数据段中。
访问了auto变量的block是NSStackBlock类型的，存放在栈中。
NSStackBlock类型的block调用copy成为NSMallocBlock类型并被复制存放在堆中。
那么其他类型的block调用copy会改变block类型吗？
image.png
所以在平时开发过程中MRC环境下经常需要使用copy来保存block，将栈上的block拷贝到堆中，即使栈上的block被销毁，堆上的block也不会被销毁，需要我们自己调用release操作来销毁。而在ARC环境下回系统会自动copy，是block不会被销毁。
ARC帮我们做了什么
在ARC环境下，编译器会根据情况自动将栈上的block进行一次copy操作，将block复制到堆上。
什么情况下ARC会自动将block进行一次copy操作？
以下代码都在RAC环境下执行。
1. block作为函数返回值时
typedef void (^Block)(void);
Block myblock()
{
int a = 10;
// 上文提到过，block中访问了auto变量，此时block类型应为__NSStackBlock__
Block block = ^{
NSLog(@"---------%d", a);
};
return block;
}
int main(int argc, const char * argv[]) {
@autoreleasepool {
Block block = myblock();
block();
// 打印block类型为 __NSMallocBlock__
NSLog(@"%@",[block class]);
}
return 0;
}
看一下打印的内容
image.png
上文提到过，如果在block中访问了auto变量时，block的类型为NSStackBlock，上面打印内容发现blcok为NSMallocBlock类型的，并且可以正常打印出a的值，说明block内存并没有被销毁。
上面提到过，block进行copy操作会转化为NSMallocBlock类型，来讲block复制到堆中，那么说明RAC在 block作为函数返回值时会自动帮助我们对block进行copy操作，以保存block，并在适当的地方进行release操作。
2. 将block赋值给__strong指针时
block被强指针引用时，RAC也会自动对block进行一次copy操作。
nt main(int argc, const char * argv[]) {
@autoreleasepool {
// block内没有访问auto变量
Block block = ^{
NSLog(@"block---------");
};
NSLog(@"%@",[block class]);
int a = 10;
// block内访问了auto变量，但没有赋值给__strong指针
NSLog(@"%@",[^{
NSLog(@"block1---------%d", a);
} class]);
// block赋值给__strong指针
Block block2 = ^{
NSLog(@"block2---------%d", a);
};
NSLog(@"%@",[block1 class]);
}
return 0;
}
查看打印内容可以看出，当block被赋值给__strong指针时，RAC会自动进行一次copy操作。
image.png
3. block作为Cocoa API中方法名含有usingBlock的方法参数时
例如：遍历数组的block方法，将block作为参数的时候。
NSArray *array = @[];
[array enumerateObjectsUsingBlock:^(id _Nonnull obj, NSUInteger idx, BOOL * _Nonnull stop) {
}];
4. block作为GCD API的方法参数时
例如：GDC的一次性函数或延迟执行的函数，执行完block操作之后系统才会对block进行release操作。
static dispatch_once_t onceToken;
dispatch_once(&onceToken, ^{
});
dispatch_after(dispatch_time(DISPATCH_TIME_NOW, (int64_t)(1.0 * NSEC_PER_SEC)), dispatch_get_main_queue(), ^{
});
block声明写法
通过上面对MRC及ARC环境下block的不同类型的分析，总结出不同环境下block属性建议写法。
MRC下block属性的建议写法
@property (copy, nonatomic) void (^block)(void);
ARC下block属性的建议写法
@property (strong, nonatomic) void (^block)(void);
@property (copy, nonatomic) void (^block)(void);
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