借图
Blocks是C语言的扩充功能，而Apple 在OS X Snow Leopard 和 iOS 4中引入了这个新功能“Blocks”。从那开始，Block就出现在iOS和Mac系统各个API中，并被大家广泛使用。
一、什么是Block？
最简洁的概述就是：Block就是将函数及其执行上下文封装起来的对象
这里我们可以通过clang -rewrite-objc 文件名.m命令，讲文件转译成c++的源码，看到block的本质。
oc这样一段代码
int(^Block)(int) = ^int(int num)
{
return num * multiplier;
};
转化之后
int(*Block)(int) = ((int (*)(int))&__MCBlock__method_block_impl_0((void *)__MCBlock__method_block_func_0, &__MCBlock__method_block_desc_0_DATA, &multiplier));
其中__MCBlock__method_block_impl_0是一个结构体，其中传入了三个参数
- (void *)__MCBlock__method_block_func_0（一个函数指针），
- __MCBlock__method_block_desc_0_DATA（block相关描述），
- &multiplier（block内使用的变量）
struct __MCBlock__method_block_impl_0 {
struct __block_impl impl;
struct __MCBlock__method_block_desc_0* Desc;
int *multiplier;
__MCBlock__method_block_impl_0(void *fp, struct __MCBlock__method_block_desc_0 *desc, int *_multiplier, int flags=0) : multiplier(_multiplier) {
impl.isa = &_NSConcreteStackBlock;
impl.Flags = flags;
impl.FuncPtr = fp;
Desc = desc;
}
};
在结构体中struct __block_impl impl;对应的
struct __block_impl {
void *isa;//
int Flags;
int Reserved;
void *FuncPtr;
};
在这个结构体中包含void *isa;表明Block本质上也是个OC对象。
下面通过block的调用可以更清楚的看清block
使用Block(2)转译后的代码就是：
((int (*)(__block_impl *, int))((__block_impl *)Block)->FuncPtr)((__block_impl *)Block, 2)
可以看出其中(__block_impl *)Block->FuncPtr是通过函数指针获取函数执行体 FuncPtr对应的就是最初传入的(void *)__MCBlock__method_block_func_0
再看看c++转译后的执行函数
static int __MCBlock__method_block_func_0(struct __MCBlock__method_block_impl_0 *__cself, int num) {
int *multiplier = __cself->multiplier; // bound by copy
return num * (*multiplier);
}
这个函数方法，和最上面的block的oc代码是不是很像，其中__cself是传入的block,num就是传入的变量，通过block获取其捕获的multiplier，然后执行计算。到这里，block的工作原理就算结束了。
二、block是如何截获外部变量的？
先上代码
// 全局变量
int global_var = 4;
// 静态全局变量
static int static_global_var = 5;
- (void)method
{
//基本数据类型局部变量
int var = 1;
//对象类型局部变量
__unsafe_unretained id unsafe_obj = nil;
__strong id strong_obj = nil;
//局部静态变量
static int static_var = 6;
int(^Block)(int) = ^int(int num)
{
// __block
NSLog(@"%d",var);
NSLog(@"%@",unsafe_obj);
NSLog(@"%@",strong_obj);
NSLog(@"%d",static_var);
NSLog(@"%d",global_var);
NSLog(@"%d",static_global_var);
return num * multiplier;
};
multiplier = 4;
NSLog(@"result is %d", Block(2));
}
struct __MCBlock__method_block_impl_0 {
struct __block_impl impl;
struct __MCBlock__method_block_desc_0* Desc;
// 截获局部变量的值
int var;
// 连同所有权修饰符一起截获
__unsafe_unretained id unsafe_obj;
__strong id strong_obj;
// 以指针形式截获局部变量
int *static_var;
// 对全局变量、静态全局变量不截获
__MCBlock__method_block_impl_0(void *fp, struct __MCBlock__method_block_desc_0 *desc, int _var, __unsafe_unretained id _unsafe_obj, __strong id _strong_obj, int *_static_var, int flags=0) : var(_var), unsafe_obj(_unsafe_obj), strong_obj(_strong_obj), static_var(_static_var) {
impl.isa = &_NSConcreteStackBlock;
impl.Flags = flags;
impl.FuncPtr = fp;
Desc = desc;
}
};
从上面我们可以清晰的看出:
-
基本类型的局部变量
捕获其值 -
对象类型局部变量
连同所有权修饰符一起截获 -
静态局部变量
以指针形式截获静态局部变量 -
全局变量、静态全局变量
不捕获
三、_ _block是干嘛用的？
通常情况下，需要对被截获局部变量进行赋值操作时，需要使用。
赋值不是使用，[arr addobject:@"123"]这样只是使用。
__block是如何做到的呢
当局部变量使用__block修饰符修饰的时候，就自动转变成了已给对象类型的结构体
__block int multiplier这句话就被转译成下面
struct _Block_byref_mutiplier_0{
void *__isa;
__Block_byref_multiplier_0 *__forwarding;
int __flags;
int __size;
int multiplier;
}
之后再对block修饰的对象使用或者赋值时类似这句multiplier = 4就被转译成了
(multiplier.__forwarding->mutiplier)=4
当需要获取变量值的时候，就通过forwarding指针找到对应结构体内对应变量。
下面是经典的__forwarding指针的示意图。
当__block只存在于栈上时，__forwarding指针是指向自己的，而当被copy到堆上时，堆上的__forwarding指针指向自己，而栈上的__forwarding指针则指向堆上的block，这样__forwarding指针始终指向的是同一对象。
借图
四、block有几种类型
刚才提到堆栈，就说一下block的几种类型
- _NSConcreteGlobalBlock //全局的静态block 不会访问任何外部变量
- _NSConcreteMallocBlock //保存在堆区的，引用计数为0时会被销毁
- _NSConcreteStackBlock //保存在栈区，出栈后被销毁
待续。。。
五、block循环引用
- 自循环引用
image.png
block被当前对象持有，而当_array被block捕获时，连同属性关键字一起捕获，所以block持有当前对象的成员变量，就形成了循环引用。
当block发生自循环引用时使用__weak通过弱引用解决自循环引用
- 大环引用
下面的代码在MRC下不会有问题，但是在ARC下就存在循环引用的问题
__block id blockSelf = self;
_block = ^int(int num){
resault = blockSelf.var
return resault;
};
image.png
所以应该是
__block id blockSelf = self;
_block = ^int(int num){
resault = blockSelf.var
blockSelf =nil;
return resault;
};
当然这存在一个问题，如果block很久或者一直不被调用，那么这个环就一直存在。
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