iOS Block Part4:block捕获__block基本

1. __block修饰基础类型

int main(int argc, const char * argv[]) {
__block int any = 1;
 void (^test)() = ^ {
        NSLog(@"%d",any);
 };
 test();
 return 0;
}
}

老规矩显示编译结果,后是示意图:
编译结果:

block(__block int)_code.png

结构示意图:

block(__block int)_map.png

block(int)

struct __main_block_impl_0 {
 struct __block_impl impl;//block方法实现
 struct __main_block_desc_0* Desc;//block的描述
 int any;//block捕获了外部变量
};

block(__block int)

struct __main_block_impl_0 {
 struct __block_impl impl;
 struct __main_block_desc_0* Desc;
 __Block_byref_any_0 *any;
}

对比捕获int与捕获__block int的block编译生成的struct __main_block_impl_0.
int any变成了__Block_byref_any_0 *any.
结构如下:

struct __Block_byref_any_0 {
    void *__isa;
    __Block_byref_any_0 *__forwarding;
 int __flags;
 int __size;
 int any;
};

struct __Block_byref_any_0也就是实现__block修饰变量可以在block内外同呼吸,共患难的关键.

当然还可以注意到:

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*);
}

struct __main_block_desc_0也有拷贝和销毁的方法.
这个拷贝的方法是供堆上struct __Block_byref_any_0拷贝用.
当然这个销毁方法也是供堆上struct __Block_byref_any_0销毁用的.

2. __block如何实现同呼吸,共患难

2.1 首先我们看看不带__block,外围变量与内部的是什么关系吧.

回看int any:

 int any = 1;
 void (*test)() = (
                   (void (*)())&__main_block_impl_0(
                                                    (void *)__main_block_func_0,
                                                    &__main_block_desc_0_DATA,
                                                    any
                                                     )
                 );

__main_block_impl_0(void *fp, struct __main_block_desc_0 *desc, int _any, int flags=0) : any(_any) {
  impl.isa = &_NSConcreteStackBlock;
  impl.Flags = flags;
  impl.FuncPtr = fp;
  Desc = desc;
 }

1.生成 栈上的struct __main_block_impl_0
在调用__main_block_impl_0函数时,传入any,注意__main_block_impl_0函数末尾的any(_any),完成了_any=any,一个最简单的C语言函数调用就完成了,生成一个struct __main_block_impl_0.

2.拷贝 栈上的struct __main_block_impl_0到堆上
前面已经说过栈上的struct __main_block_impl_0会被完整的拷贝到堆上.

block外围的int any <值等于> 栈上struct __main_block_impl_0->int any
栈上struct __main_block_impl_0->int any <值等于> 堆上struct __main_block_impl_0->int any

所以不用__block修饰基本数据类型的变量,block内外用的变量的关系就是C语言函数调用时实参与形参的关系,其中一方值的改变对于对方没有任何影响.

不用__block修饰的对象数据类型的变量也是同理,就不做赘述了

2.2 带__block,外围变量与内部变量的是什么关系呢

回看__block int:

__attribute__((__blocks__(byref))) __Block_byref_any_0 any = {
                                                            (void*)0,
                                                            (__Block_byref_any_0 *)&any,
                                                            0,
                                                            sizeof(__Block_byref_any_0),
                                                            1
                                                               };
 void (*test)() = (
       (void (*)())&__main_block_impl_0(
             (void *)__main_block_func_0,
             &__main_block_desc_0_DATA,
             (__Block_byref_any_0 *)&any,
             570425344
             )
       );

struct __Block_byref_any_0 {
 void *__isa;
 __Block_byref_any_0 *__forwarding;
 int __flags;
 int __size;
 int any;
};

struct __main_block_impl_0 {
 struct __block_impl impl;
 struct __main_block_desc_0* Desc;
 __Block_byref_any_0 *any; // by ref
 __main_block_impl_0(void *fp, struct __main_block_desc_0 *desc, __Block_byref_any_0 *_any, int flags=0) : any(_any->__forwarding) {
  impl.isa = &_NSConcreteStackBlock;
  impl.Flags = flags;
  impl.FuncPtr = fp;
  Desc = desc;
 }
};

可以看到,因为__block的作用,int any被转化为__Block_byref_any_0 any
而且在__main_block_impl_0调用时传入的是__Block_byref_any_0 any结构体的地址

__Block_byref_any_0 * _any是形参,
any(_any->__forwarding)完成了_any->__forwarding指向了实参__Block_byref_any_0 * any

在看block内部使用到变量,

static void __main_block_func_0(struct __main_block_impl_0 *__cself) {
 __Block_byref_any_0 *any = __cself->any; // bound by ref
NSLog((NSString *)&__NSConstantStringImpl__var_folders_qp_p2pj3jmj65n39jgl4wx9_l9w0000gn_T_main_ad101a_mi_0,(any->__forwarding->any));
}

在看block外使用到变量,

NSLog((NSString *)&__NSConstantStringImpl__var_folders_qp_p2pj3jmj65n39jgl4wx9_l9w0000gn_T_main_d1ce15_mi_1,(any.__forwarding->any));

---

ps:关于block外使用到变量,图片block(__block int)_code所展示的编译结果是没有block外使用到变量.
block外使用到变量代码如下,笔者就不再编译贴出结果了,如果对block外使用到变量有异议可以用如下代码编译看看.

int main(int argc, const char * argv[]) {
__block int any = 1;
 void (^test)() = ^ {
        NSLog(@"%d",any);//block内使用到变量
 };
 test();
NSLog(@"%d",any);//block外使用到变量
 return 0;
}
}

---

可以看到,自__block int any之后所有在block外用到any的地方都被换成了(any->__forwarding->any)

(any->__forwarding->any)要绕明白,前一个any是一个struct __Block_byref_any_0,后一个any是struct __Block_byref_any_0内的int any

1.生成 栈上的struct __main_block_impl_0

struct __main_block_impl_0 {
 struct __block_impl impl;
 struct __main_block_desc_0* Desc;
 __Block_byref_any_0 *any;
}

struct __Block_byref_any_0 {
 void *__isa;
 __Block_byref_any_0 *__forwarding;
 int __flags;
 int __size;
 int any;
};

注意此时struct __Block_byref_any_0内__forwarding的指向 看图:

stack_forwarding.jpg

此时struct __Block_byref_any_0的__forwarding指向自己本身.

2.拷贝 栈上的struct __main_block_impl_0拷贝到堆上

一个struct __main_block_impl_0在栈上,
一个struct __main_block_impl_0在堆上.

看图:

heap_forwarding.jpg
回到这个式子(any->__forwarding->any),前一个any一定是"栈上的__Block_byref_any_0结构体any

经过拷贝生成堆block的同时,
栈上的struct __main_block_impl_0 any->__forwarding指向了堆上的struct __main_block_impl_0 any,
堆上的struct __main_block_impl_0 any->__forwarding指向自己.

block内:堆上的struct __main_block_impl_0 any->__forwarding->int any ==> 堆上struct __main_block_impl_0 any->int any;
block外:栈上的struct __main_block_impl_0 any->__forwarding->int any ==> 堆上struct __main_block_impl_0 any->int any;

一模一样,又是同一个地址,所以就可以同呼吸共患难了!

---

参考文献:
Block技巧与底层解析 by tripleCC