关于Block

转化前代码

#import <Foundation/Foundation.h>

int main (){
    void (^blockName)() = ^{
        printf("打印block函数");
    };
    blockName();
    return 0;
}

用clang命令
clang -rewrite-objc testBlockM.m

image.png

关注

struct __block_impl
{
    void *isa;
    int Flags;
    int Reserved;
    void *FuncPtr;
};

isa：isa指针，在Objective-C中，任何对象都有isa指针。block 有三种类型：

_NSConcreteGlobalBlock：全局的静态 block，类似函数。如果block里不获取任何外部变量。或者的变量是全局作用域时，如成员变量、属性等； 这个时候就是Global类型

_NSConcreteStackBlock：保存在栈中的 block，栈都是由系统管理内存，当函数返回时会被销毁。__block类型的变量也同样被销毁。为了不被销毁，block会将block和__block变量从栈拷贝到堆。

_NSConcreteMallocBlock：保存在堆中的 block，堆内存可以由开发人员来控制。当引用计数为 0 时会被销毁。

代码执行的时候，block的isa有上面3中值。

2、block 访问 局部变量

通过clang命令生成 的核心代码如下，和刚才clang的代码 不同的地方 已经加了注释：

新建testBlock2.m文件，代码如下：

image.png image.png

2.1、可以看到 __main_block_impl_0 中添加了 一个int num的变量。在 __main_block_func_0中使用了该变量。

从这里可以看出来 这里是 值拷贝，不能修改，只能访问。

2.2、用Xcode打印上面block代码，得到的类型为：__NSMallocBlock。

在说_NSConcreteMallocBlock类型前，我们先说下_NSConcreteStackBlock类型。

_NSConcreteStackBlock类型的block存在栈区，当变量作用域结束的时候，这个block和block上的__block变量就会被销毁。

这样当block获取了局部变量，在其他地方访问的时候就会崩溃。block通过copy来解决了这个问题，可以将block从栈拷贝到堆。这样当栈上的作用域结束后，仍然可以访问block和block中的外部变量。

我们现在看下本文开头的问题1：

image

打印的结果就为1，2，3

为什么局部变量muArray出了作用域 还能存在？

captureBlk为默认的__strong类型，当block被赋值给__strong类型的对象或者block的成员变量时，编译器会自动调用block的copy方法。

执行copy方法，block拷贝到堆上，mutArray变量赋值给block的成员变量。所以打印的结果就为1，2，3。

如果把上面代码中的mutArray改为weak类型，那么打印的就都是0了。因为当出去作用域的时候，mutArray就已经被释放了。

同时，因为NSMutableArray *mutArray 是引用类型，用clang命令执行后，发现：

struct __main_block_impl_0
{
    struct __block_impl impl;
    struct __main_block_desc_0 *Desc;
    id __strong mutArray;
    .....

}

mutArray在block中是id类型，因为是指针 所以在block中mutArray是可以修改的，而int类型的不能修改。当然如果用__block也能修改int类型的外部变量。

3、__block在block中的作用
新建testBlock3.m，代码如下：

image

用clang生成的代码如下，进行了详细的注释：

image

block访问的外部变量，在block中就是一个结构体：__Block_byref_num_0：

// 一、用于封装 __block 修饰的外部变量
struct __Block_byref_num_0 {
    void *__isa;    // 对象指针
    __Block_byref_num_0 *__forwarding;  // 指向 拷贝到堆上的 指针
    int __flags;    // 标志位变量
    int __size;     // 结构体大小
    int num;        // 外部变量
};

其中 int num 为外部变量名。

__Block_byref_num_0 *__forwarding; 这个是指向自己堆上的指针，这个后面会详细说明。

为了对__Block_byref_num_0结构体进行内存管理。新加了copy和dispose函数：

//四、对__Block_byref_num_0结构体进行内存管理。新加了copy和dispose函数。
static void __main_block_copy_0(struct __main_block_impl_0*dst, struct __main_block_impl_0*src) {
    // _Block_object_assign 函数：当 block 从栈拷贝到堆时，调用此函数。
    _Block_object_assign((void*)&dst->num, (void*)src->num, 8/*BLOCK_FIELD_IS_BYREF*/);
}

// 当 block 从堆内存释放时，调用此函数:__main_block_dispose_0
static void __main_block_dispose_0(struct __main_block_impl_0*src) {_Block_object_dispose((void*)src->num, 8/*BLOCK_FIELD_IS_BYREF*/);}

__main_block_impl_0 中增加了 __Block_byref_num_0类型的指针变量。所以__block的变量之所以可以修改 是因为 指针传递。所以block内部修改了值，外部也会改变:

struct __main_block_impl_0 {
    struct __block_impl impl;
    struct __main_block_desc_0* Desc;
    __Block_byref_num_0 *num; // 二、__block int num  变成了 __Block_byref_num_0指针变量。也就是 __block的变量通过指针传递给block
    __main_block_impl_0(void *fp, struct __main_block_desc_0 *desc, __Block_byref_num_0 *_num, int flags=0) : num(_num->__forwarding) {
        impl.isa = &_NSConcreteStackBlock;
        impl.Flags = flags;
        impl.FuncPtr = fp;
        Desc = desc;
    }
};

在block要执行的函数 __main_block_func_0中，我们通过__Block_byref_num_0的__forwarding指针来修改的 外部变量，即：(num->__forwarding->num) = 10;

static void __main_block_func_0(struct __main_block_impl_0 *__cself) {
    __Block_byref_num_0 *num = __cself->num; // bound by ref
    
    (num->__forwarding->num) = 10;  //三、这里修改的是__forwarding 指向的内存的值
    printf("num = %d", (num->__forwarding->num));
}

类似的逻辑：

用__block修改后，testNum3变量转换为__Block_byref_num_0 的结构体。
上面说过copy操作会将block从栈拷贝到堆上， 会把 testNum3转成的__Block_byref_num_0 结构体 赋值给block的变量。
同时 会把 __Block_byref_num_0 的结构体中的 __forwarding指针指向拷贝到堆上 结构体。
就是栈上和拷贝到堆上的 的__Block_byref_num_0都用__forwarding指向堆上的自己。
这样在栈上修改 testNum3变量的时候，实际修改的是堆上值，所以block内外的值是相互影响.