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iOS block原理详解

iOS block原理详解

作者: 72行代码 | 来源:发表于2020-05-13 16:12 被阅读0次
  1. block本质
  • block底层就是一个struct __main_block_impl_0类型的结构体,这个结构体中包含一个isa指针,本质上是一个OC对象
  • block是封装了函数调用以及函数调用环境OC对象
  1. block底层结构
    block底层结构就是__main_block_impl_0结构体,内部包含了impl结构体Desc结构体以及外部需要访问的变量block将需要执行的代码放到一个函数里,impl内部的FuncPtr指向这个函数的地址,通过地址调用这个函数,就可以执行block里面的代码了。Desc用来描述block,内部的reserved作保留,Block_size描述block占用内存

  2. block的变量捕获
    局部变量block访问方式是值传递auto自动变量可能会销毁,内存可能会消失,不采用指针访问;
    局部静态变量block访问方式是指针传递static变量一直保存在内存中,指针访问即可;
    全局变量、静态全局变量block不需要对变量捕获,直接取值

// block的变量捕获代码解析如下
auto int age = 10;
static int height = 10;    
void (^block)(void) = ^{
    NSLog(@"age is %d,height is %d",age,height);
};        
age = 20;
height = 20;        
block();
-------------------------------------------------
output: age is 10,height is 20

struct __main_block_impl_0 {
  struct __block_impl impl;
  struct __main_block_desc_0* Desc;
  int age; // 值传递
  int *height; // 指针传递
}
  1. block的类型
block类型 环境 存储域 copy操作后
__NSGlobalBlock__ 没有访问auto变量 数据区 什么也不做,类型不改变
__NSStackBlock__ 访问了auto变量 栈区 从栈复制到堆,类型改变为__NSMallocBlock__
__NSMallocBlock__ __NSStackBlock__调用了copy 堆区 引用计数+1,类型不改变
  • ARC环境下,编译器会根据以下几种情况自动将栈上的block复制到堆上:
    1、block作为函数返回值时,比如使用=
    2、将block赋值给__strong指针时
    3、block作为Cocoa API中方法名含有usingBlock的方法参数时
    4、block作为GCD API的方法参数时
  1. 对象类型的auto变量
  • block内部访问了对象类型的auto变量时:
    如果block在栈空间,不论是ARC还是MRC环境,不管外部变量强引用还是弱引用block都会弱引用访问对象
    如果block在堆空间,如果外部强引用block内部也是强引用;如果外部弱引用block内部也是弱引用
  • 栈block:
    a) 如果block是在栈上,将不会对auto变量产生强引用
    b) 栈上的block随时会被销毁,也没必要去强引用其他对象
  • 堆block:
    1、如果block被拷贝到堆上
    a) 会调用block内部的copy函数
    b) copy函数内部会调用_Block_object_assign函数
    c) _Block_object_assign函数会根据auto变量的修饰符__strong__weak__unsafe_unretained做出相应的操作,形成强引用或者弱引用
    2、如果block从堆上移除
    a) 会调用block内部的dispose函数
    b) dispose函数内部会调用_Block_object_dispose函数
    c) _Block_object_dispose函数会自动释放引用的auto变量(release,引用计数-1,若为0,则销毁)
  1. __block
  • __block修饰符作用:
    __block可以用于解决block内部无法修改auto变量值的问题
    __block不能修饰全局变量、静态变量static
  • __block修饰符原理:
    编译器会将__block变量包装成一个结构体__Block_byref_age_0,结构体内部*__forwarding是指向自身的指针,内部还存储着外部auto变量的值
    __blockforwarding指针如下图:

栈上__block结构体中的__forwarding指针指向自己,一旦复制到堆上栈上的__block结构体中的__forwarding指针会指向堆上的__block结构体,堆上__block结构体中的__forwarding还是指向自己。假设age栈上的变量,age->__forwarding会拿到堆上的__block结构体,age->__forwarding->age会把20赋值到堆上,不论是栈上还是堆上的__block结构体,都能保证20赋值到堆的结构体

  1. 思考题:block修改NSMutableString、NSMutableArray、NSMutableDictionary,需不需要添加__block
    题目如下:以下代码是否可以正确执行
int main(int argc, const char * argv[]) {
    @autoreleasepool {
        NSMutableArray *array = [NSMutableArray array];
        void (^block)(void) = ^{
            [array addObject: @"5"];
            [array addObject: @"5"];
            NSLog(@"%@",array);
        };
        block();
    }
    return 0;
}

分析:可以正确执行,因为在block块中仅仅是使用了array的内存地址,往内存地址添加内容,并没有修改arry的内存地址,因此array不需要使用__block修饰也可以正确编译。当仅仅是使用局部变量的内存地址,而不是修改的时候,尽量不要添加__block,通过上述分析我们知道一旦添加了__block修饰符,系统会自动创建相应的结构体,占用不必要的内存空间

附:我的博客地址

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