第一篇文章 Block深层剖析（一）介绍了Block的一些基础概念和用法。
第二篇文章 Block深层剖析（二）分析了最简单的Block源码。
这篇文章 将会介绍有关Block截获的相关特点和源码分析。
首先 总结一下Block截获的特点：
（1）对于基本数据类型局部变量 截获其值。
（2）对于对象类型的局部变量 连同其所有权修饰符一起截获。
（3）以指针形式截获局部静态变量。
（4）不截获全局变量和静态全局变量。
1.截获局部变量值
1.1查看源码
#include "stdio.h"
int global_var = 110;
static int static_global_var = 119;
int main() {
int a = 0;
int val = 123;
static int static_var = 120;
__strong id strong_object = NULL;
void(^blockName)(void) = ^{
printf("局部 基本数据类型 变量 val = %d\n",val);
printf("局部 静态变量 static_var = %d\n",static_var);
printf("全局变量 global_var = %d\n",global_var);
printf("全局静态变量 static_global_var = %d\n",static_global_var);
printf("局部__strong对象类型变量 strong_object = %p\n",strong_object);
};
blockName();
return 0;
}
clang -rewrite-objc a.c 后得到的block源码，省略与上一篇文章中分析过的源码相同的 __block_impl结构体和__main_block_desc_0结构体。
int global_var = 110;
static int static_global_var = 119;
struct __main_block_impl_0 {
struct __block_impl impl;
struct __main_block_desc_0* Desc;
int val;
int *static_var;
__strong id strong_object;
__main_block_impl_0(void *fp, struct __main_block_desc_0 *desc,
int _val, int *_static_var, id _strong_object, int flags=0)
: val(_val), static_var(_static_var), strong_object(_strong_object) {
impl.isa = &_NSConcreteStackBlock;
impl.Flags = flags;
impl.FuncPtr = fp;
Desc = desc;
}
};
// copy函数的调用时机：栈上的Block复制到堆上时
// 只有调用了copy函数才能持有截获的附有__strong修饰符的对象类型的自动变量值，如果不调用即使截获了对象，它也会随着变量的作用域结束而被废弃。
因此在Block中使用对象类型的自动变量时，需要调用Block的copy函数
static void __main_block_copy_0(struct __main_block_impl_0*dst, struct __main_block_impl_0*src)
{
_Block_object_assign(
(void*)&dst->strong_obj, (void*)src->strong_obj, 3
/*BLOCK_FIELD_IS_OBJECT*/);
}
// dispose函数调用时机：堆上的Block被废弃时
static void __main_block_dispose_0(struct __main_block_impl_0*src)
{
_Block_object_dispose((void*)src->strong_obj, 3/*BLOCK_FIELD_IS_OBJECT*/);
}
static void __main_block_func_0(struct __main_block_impl_0 *__cself) {
int val = __cself->val;
int *static_var = __cself->static_var;
id strong_object = __cself->strong_object;
printf("局部 基本数据类型 变量 val = %d\n",val);
printf("局部 静态变量 static_var = %d\n",(*static_var));
printf("全局变量 global_var = %d\n",global_var);
printf("全局静态变量 static_global_var = %d\n",static_global_var);
printf("局部__strong对象类型变量 strong_object = %p\n",strong_object);
}
int main() {
int a = 0;
int val = 123;
static int static_var = 120;
__attribute__((objc_ownership(strong))) id strong_object = __null;
void(*blockName)(void) = ((void (*)())&__main_block_impl_0(
(void *)__main_block_func_0, &__main_block_desc_0_DATA,
val, &static_var, strong_object, 570425344));
((void (*)(__block_impl *))((__block_impl *)blockName)->FuncPtr)((__block_impl *)blockName);
return 0;
}
1.2源码分析
对比与之前的不同之处发现:
（1）Block语法表达式中使用的局部变量val ,作为成员变量添加到了__main_block_impl_0结构体中。
（2）局部静态变量static_var，以指针类型的成员变量添加到__main_block_impl_0结构体中。
（3）对象类型的局部变量strong_obj，连同其所有权修饰符一起截获作为成员变量添加到__main_block_impl_0结构体中。
copy函数的调用时机：栈上的Block复制到堆上时
只有调用了copy函数才能持有截获的附有__strong修饰符的对象类型的自动变量值，如果不调用即使截获了对象，它也会随着变量的作用域结束而被废弃。
因此在Block中使用对象类型的自动变量时，需要调用Block的copy函数。
dispose函数调用时机：堆上的Block被废弃时。
（4）全局变量global_var和全局静态变量static_global_var没有作为成员变量添加到__main_block_impl_0结构体中。
这里注意在Block语法表达式中没有使用的局部变量a,是不会添加到__main_block_impl_0结构体中的
总结：“截获自动变量值” 意味着在执行Block语法时，Block语法表达式中使用的自动变量被保存到Block的结构体实例中。
2.__block说明符
__block修饰符是为了解决在Block语法中不能修改截获变量问题（注意"使用"和"赋值"是不一样的）。__block说明符全称："__block存储域说明符"。
存储域说明符用于指定将变量值设置到哪个存储域中。
如auto表示作为自动变量存储在栈中；
static表示作为静态变量存储在数据区中。
下面结合源码进行分析
2.1查看源码
#include "stdio.h"
int main()
{
__block int val = 123;
void(^blockName)(void) = ^{
val = 456;
printf("局部变量 val = %d\n",val);
};
blockName();
return 0;
}
clang -rewrite-objc a.c 后得到的block源码。
struct __Block_byref_val_0 {
void *__isa;
__Block_byref_val_0 *__forwarding;
int __flags;
int __size;
int val;
};
struct __main_block_impl_0 {
struct __block_impl impl;
struct __main_block_desc_0* Desc;
__Block_byref_val_0 *val; // by ref
__main_block_impl_0(void *fp, struct __main_block_desc_0 *desc,
__Block_byref_val_0 *_val, int flags=0)
: val(_val->__forwarding) {
impl.isa = &_NSConcreteStackBlock;
impl.Flags = flags;
impl.FuncPtr = fp;
Desc = desc;
}
};
static void __main_block_func_0(struct __main_block_impl_0 *__cself) {
__Block_byref_val_0 *val = __cself->val; // bound by ref
(val->__forwarding->val) = 456;
printf("局部变量 val = %d\n",(val->__forwarding->val));
}
static void __main_block_copy_0(struct __main_block_impl_0*dst
, struct __main_block_impl_0*src) {
_Block_object_assign((void*)&dst->val, (void*)src->val, 8
/*BLOCK_FIELD_IS_BYREF*/);}
static void __main_block_dispose_0(struct __main_block_impl_0*src) {
_Block_object_dispose((void*)src->val, 8
/*BLOCK_FIELD_IS_BYREF*/);}
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*);
} __main_block_desc_0_DATA = {
0, sizeof(struct __main_block_impl_0)
, __main_block_copy_0, __main_block_dispose_0};
int main()
{
__attribute__((__blocks__(byref))) __Block_byref_val_0 val = {
(void*)0,(__Block_byref_val_0 *)&val
, 0, sizeof(__Block_byref_val_0), 123};
void(*blockName)(void) = ((void (*)())&__main_block_impl_0((void *)__main_block_func_0,
&__main_block_desc_0_DATA,
(__Block_byref_val_0 *)&val, 570425344));
((void (*)(__block_impl *))
((__block_impl *)blockName)->FuncPtr)((__block_impl *)blockName);
return 0;
}
2.2源码分析
2.2.1 __block变量val
__block int val = 123;
clang后源码
__Block_byref_val_0 val = {
(void*)0,(__Block_byref_val_0 *)&val
, 0, sizeof(__Block_byref_val_0), 123};
我们发现__block变量val 变成了__Block_byref_val_0结构体类型的自动变量。
struct __Block_byref_val_0 {
void *__isa;
__Block_byref_val_0 *__forwarding;
int __flags;
int __size;
int val;
};
查看__Block_byref_val_0结构体声明，发现val变量出现在改结构体中，这就意味着
__Block_byref_val_0结构体持有相当于原自动变量的成员变量。
2.2.2 __block变量赋值
^{
val = 456;
printf("局部变量 val = %d\n",val);
};
clang后源码
static void __main_block_func_0(struct __main_block_impl_0 *__cself) {
__Block_byref_val_0 *val = __cself->val; // bound by ref
(val->__forwarding->val) = 456;
printf("局部变量 val = %d\n",(val->__forwarding->val));
}
- Block的__main_block_impl_0结构体实例 持有指向__block变量的__Block_byref_val_0结构体实例的指针。
- __Block_byref_val_0结构体实例的成员变量__forwarding 持有指向该实例自身的指针。
通过成员变量__forwarding可以访问到成员变量val,上面说过这个成员变量val相当于原自动变量。
2.2.3 __block变量的捕获
Block的__main_block_impl_0结构体实例 持有指向__block变量的__Block_byref_val_0结构体实例的指针。
struct __main_block_impl_0 {
struct __block_impl impl;
struct __main_block_desc_0* Desc;
__Block_byref_val_0 *val; // by ref
__main_block_impl_0(void *fp, struct __main_block_desc_0 *desc,
__Block_byref_val_0 *_val, int flags=0)
: val(_val->__forwarding) {
impl.isa = &_NSConcreteStackBlock;
impl.Flags = flags;
impl.FuncPtr = fp;
Desc = desc;
}
};
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