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让我们来深入浅出block吧

让我们来深入浅出block吧

作者: kuailejim | 来源:发表于2016-04-13 01:58 被阅读9873次

开始之前,我想先提几个问题,看看大家是否对此有疑惑。唐巧已经写过一篇对block很有研究的文章,大家可以去看看(本文会部分引用巧哥文中出现的图和代码)。在巧哥的基础上,我补充一些block相关的知识点和代码,并且概括并修正一些观点。

1.block是什么?block是对象吗?

2.block分为哪几种?__blcok关键字的作用?

3.block在ARC和MRC下的区别?

4.block的生命周期?

5.block对于以参数形式传进来的对象,会不会强引用??


block是什么?block是对象吗?

先介绍一下什么是闭包。在 wikipedia 上,闭包的定义) 是:

In programming languages, a closure is a function or reference to a function together with a referencing environment—a table storing a reference to each of the non-local variables (also called free variables or upvalues) of that function.

翻译过来,闭包是一个函数(或指向函数的指针),再加上该函数执行的外部的上下文变量(有时候也称作自由变量)。

block 实际上就是 Objective-C 语言对于闭包的实现。

block是不是对象?答案显而易见:是的。

下图是block的数据结构定义,显而易见,在Block_layout里,我们看到了isa指针,这里我们不具体对isa指针展开,也不对block具体数据结构展开,想了解详细可以看唐巧的文章。

回到上文,为什么说block是对象呢,原因就在于isa指针。那么这个isa指针是何物呢?

所有对象的都有isa 指针,用于实现对象相关的功能。

看到这,你应该明白,block其实就是objc对于闭包的对象实现。

block的数据结构

block分为哪几种?__blcok关键字的作用?

分为三种,即NSConcreteGlobalBlock、NSConcreteStackBlock、NSConcreteMallocBlock。

详细剖析这三种block,首先是NSConcreteGlobalBlock:

简单地讲,如果一个block钟没有引用外部变量并且没有被其他对象持有,就是NSConcreteGlobalBlock。

如下图所示:

NSConcreteGlobalBlock

需要注意的是,NSConcreteGlobalBlock是全局的block,在编译期间就已经决定了,如同宏一样。

什么是NSConcreteStackBlock呢:

可以这么理解,NSConcreteStackBlock就是引用了外部变量的block,上代码:

NSConcreteStackBlock

OK,我们已经知道了NSConcreteStackBlock,那么它和NSConcreteGlobalBlock有什么区别呢?难道仅仅是引用了外部变量与否的区别吗?答案是否定的。

其实NSConcreteStackBlock内部会有一个结构体__main_block_impl_0,这个结构体会保存外部变量,使其体积变大。而这就导致了NSConcreteStackBlock并不像宏一样,而是一个动态的对象。而它由于没有被持有,所以在它的内部,它也不会持有其外部引用的对象。

证据如下:

NSConcreteStackBlock不会持有外部对象

从打印的日志可以看出,引用计数始终没变。

NSConcreteMallocBlock:

看似最为神秘的NSConcreteMallocBlock其实就是一个block被copy时,将生成NSConcreteMallocBlock(block没有retain)。怎么样,是不是很简单0 0

NSConcreteMallocBlock

需要注意的是,NSConcreteMallocBlock会持有外部对象!

NSConcreteMallocBlock会持有外部对象

看到了吧,只要这个NSConcreteMallocBlock存在,内部对象的引用计数就会+1。

下面来说说__block这个关键字:

先上一个例子,你们很快就会明白了

__block example1

没错,前文说过,block引用外部是以捕获的形式来捕捉的,而没有声明__block,则会将外部变量copy进block,若用了__block,则是复制其引用地址来实现访问。这就是为什么声明了__block,在block内部改变就会对外有影响的原因了。

注意!!这里需要知道的是,在MRC环境下,如果没有用__block,会对外部对象采用copy的操作,而用了__block则不会用copy的操作。

上代码:

__block example2

哈哈哈,怎么样,所以从更底层的角度来说,在MRC环境下,__block根本不会对指针所指向的对象执行copy操作,而只是把指针进行的复制。而这一点往往是很多新手&老手所不知道的!

而在ARC环境下,对于声明为__block的外部对象,在block内部会进行retain,以至于在block环境内能安全的引用外部对象,所以要谨防循环引用的问题!


block在ARC和MRC下的区别?

首先要指正下巧哥博客的观点:

在 ARC 开启的情况下,将只会有 NSConcreteGlobalBlock 和 NSConcreteMallocBlock 类型的 block。

在上面介绍NSConcreteStackBlock的时候,是在ARC环境下跑的,而打印出来的日志明确的显示出,当时的block类型为NSConcreteStackBlock。

而实际上,为什么大家普遍会认为ARC下不存在NSConcreteStackBlock呢?

这是因为本身我们常常将block赋值给变量,而ARC下默认的赋值操作是strong的,到了block身上自然就成了copy,所以常常打印出来的block就是NSConcreteMallocBlock了。

so,在ARC下,大部分的应用场景下,几乎可以说是全部都为NSConcreteMallocBlock或者是NSConcreteGlobalBlock。那么问题来了,我们知道NSConcreteMallocBlock是会持有外部变量的,而此时如果它所持有的外部变量正好又持有它,就会产生循环引用的问题。

让我们来聊聊block的生命周期!


block的生命周期?

谈到block生命周期,其实这是一个非常严肃的话题,虽然block简单易用,老少皆宜,但是一旦使用不慎容易造成“强撸灰飞烟灭”的后果(内存泄露)。

ps:接下来的例子都用ARC来展示了

首先展示:

循环引用

不用看了,这个object永远也不会被释放,这是一个很典型的循环引用情形。object持有了block(读者可以想象此处为何为NSConcreteMallocBlock,提示:在ARC环境下),而block又持有了object,于是造成死锁,object再也不会被释放了。此时机智的编译器给了你warning,但是在很多复杂的情况下,编译器并不能识别出循环引用的场景。而此时你就需要注意了!

那么,我是如何来处理block的生命周期相关问题的呢,首先前文提到,block是一个对象,既然是一个对象,它必然有着和对象一样的生命周期即如果没有被引用就会被释放。

所以block的生命周期归结起来很简单,只要看持有block的对象是不是也被block持有,如果没有持有,就不用担心循环引用问题了。

但是像上面的情况,如果产生相互持有的情况该肿么办!

你可以用__weak(ARC)或__block(MRC)来解决:

weak解决循环引用

看,现在就可以愉快的释放了。



block对于以参数形式传进来的对象,会不会强引用?

唉,不知不觉已经快半夜2点了,对于这部分的话,其实也是闲着蛋疼在想这个问题。

其实block与函数和方法一样,对于传进来的参数,并不会持有

证据如下:

block不会持有参数对象

总结:

到这里,对于block的介绍结束了。实际运用中其实不用太关心这些原理的,只需要正确掌握好block的生命周期就可以灵活地运用block了。但是对于一个资深开发者来说,block的深层次掌握还是必须的!

好的,下次再见!

欢迎大家关注@kuailejim,我会经常在上面分享一些大家感兴趣的东西。

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网友评论

  • 小心韩国人:在MRC环境下,如果没有用__block,会对外部对象采用copy的操作,引用计数会+1,这是正确的,验证结果也是如此.
    但是,如果在ARC环境下,没有用__block修饰,block会怎么捕获外部变量呢?我通过代码验证的结果是,block会对没有使用__block修饰的变量,retain了两次,引用计数增加了两次,实在想不通为啥这样,代码如下:
    //ARC环境下
    NSObject *object_3 = [[NSObject alloc]init];
    NSLog(@"最初的引用计数:%lu",CFGetRetainCount((__bridge CFTypeRef)(object_3)));//最初的引用计数:1
    void(^arc_block)(void) = ^{
    NSLog(@"block中的引用计数:%lu",CFGetRetainCount((__bridge CFTypeRef)(object_3)));//block中的引用计数:3
    };
    NSLog(@"arc_block类型:%@",arc_block);
    arc_block();
  • 小心韩国人:写的很好,但是我有个疑问,文中强调:
    而在ARC环境下,对于声明为__block的外部对象,在block内部会进行retain,以至于在block环境内能安全的引用外部对象,所以要谨防循环引用的问题!
    但是我通过代码实验表明,使用__block修饰的外部对象,在block内部并没有进行retain,起码在引用计数上没有变化,代码如下:
    __block NSObject *object_3 = [[NSObject alloc]init];
    NSLog(@"最初的引用计数:%lu",CFGetRetainCount((__bridge CFTypeRef)(object_3)));//引用计数为:1
    void(^arc_block)(void) = ^{
    NSLog(@"block中的引用计数:%lu",CFGetRetainCount((__bridge CFTypeRef)(object_3)));//引用计数:1
    };
    NSLog(@"arc_block类型:%@",arc_block);
    arc_block();
  • Enum:jim大神。我想问一下像Block_layout的结构体是怎么发现的呢,有源码吗?还是用其他方法研究出来的呢?
    kuailejim:@Enum 源码+国外的技术文章
  • Lion_Liu:http://upload-images.jianshu.io/upload_images/1929911-9e34ee75ad67f5e6.png?imageMogr2/auto-orient/strip%7CimageView2/2/w/1240
    有点不太明白,为什么block里面temp指针变成最开始的0xa了?
    而且,如果把对temp 的操作放在block声明之前,指针就不会变,是操作后的指针0xf?
    Lion_Liu:@Lion_WY 是执行顺序的问题吗?
  • nlpjoe:栈块部分有一句话的逻辑没看懂"而它由于没有被持有,所以在它的内部,它也不会持有其外部引用的对象。"
  • 鼻毛长长:所以 遇到block就用__weak就不会用问题?
  • Tate_code:涨知识了
  • doubleJJ:看得不太懂,看来还是有一段距离
  • wuqh1993:再ARC下,block变量一般要用copy修饰符修饰,那用strong 对吗??
    kuailejim:@wuqh_iOS 对
  • codingZero:总结的不错,但是有些地方不全面,关于block引用外界变量的问题,其实也分很多情况,比如引用的外界变量是static修饰的变量或者全局变量的话,它依然是GlobalBlock。顺便也推销一下,http://www.jianshu.com/p/3a8c59829ce6,我这篇文章讲解了block引用各种不同变量的情况,有兴趣可以看看,不过我入行比较晚,所以只讲了ARC部分。😁
  • zyg:已阅~
  • 大墙66370:这段代码有点乱 就是 点击cell上的按钮改变 他的背景图片,变成选择状态
    ,其他cell上的安妮背景图变成没有选择状态
  • 大墙66370:你写的这个很赞,讲解再配上log打印结果很形象。我遇见一点不太理解 在ARC下我们一般都是用__weak对吧。只有在MRC才用__block.
    今天有个例子 就是 cell的属性是个Block。要在这个Block中拿到所有的cell。我加了__weak报错,加__block就好了为啥呢?
    代码如下- (UITableViewCell *)tableView:(UITableView *)tableView cellForRowAtIndexPath:(NSIndexPath *)indexPath{
    ECShopUserAdressAdministrationCell *cell = [tableView dequeueReusableCellWithIdentifier:@"cell" forIndexPath:indexPath];
    cell.row = indexPath.row;
    __weak typeof(self) weakSelf = self;
    //看 下 面 这 里 这 里
    __block ECShopUserAdressAdministrationCell *weakCell = nil;
    cell.customSelectBlock = ^(BOOL select ,NSInteger row){
    if (select) {
    [weakSelf.arrRow removeAllObjects];
    [weakSelf.arrRow addObject:@(row)];
    NSLog(@"%@",weakSelf.arrRow);
    NSArray * arrIndexPath = [weakSelf.tableViewUserAddres indexPathsForVisibleRows];
    for (NSIndexPath *indexPath in arrIndexPath) {
    weakCell = [weakSelf.tableViewUserAddres cellForRowAtIndexPath:indexPath];
    [weakCell.setDefaultBt setBackgroundImage:[UIImage imageNamed:@"shop_car_normal"] forState:0];
    }
    NSIndexPath *path = [NSIndexPath indexPathForItem:row inSection:0];

    weakCell= [weakSelf.tableViewUserAddres cellForRowAtIndexPath:path];
    [weakCell.setDefaultBt setBackgroundImage:[UIImage imageNamed:@"shop_car_selected"] forState:0];

    }

    };


    kuailejim:@大墙66370 仔细看文章 你对__block的理解有问题
  • Fatm:写的很好,很详细💪💪💪
  • 和之一:能互加微信交流么
  • liu_____:“NSConcreteMallocBlock其实就是一个block被copy时,将生NSConcreteMallocBlock(block没有retain)”
    这句话不太理解,哪些情形会导致block被copy?
    谢谢。
    kuailejim:@liu_____ 代码都删掉了:pensive: 你可以看着图片敲一下 不好意思
    liu_____:@kuailejim 能给个代码示例吗?新手不太明白,麻烦了。
    kuailejim:@liu_____ 比如arc下的赋值
  • Ryan文濤:看得我一头雾水,看来,我还有很长的路要走啊~
  • Nlinger:大开眼界了
    kuailejim:@Nlinger 学到老活到老
  • CaiYue_:讲的真是太清楚了...图文并茂,说服力极强...学习一下这种写作风格
    kuailejim:@SoledadMe 你也可以的
  • fe923048aeee:写得好正好正 大神多多指教
    kuailejim:@大沙 一起学习:smile:

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