Block的底层原理
一、Block概述
1.什么是block
Block是将函数及其执行上下文封装起来的对象。
2.闭包
闭包 = 一个函数（或指向函数的指针） + 该函数执行的上下文变量（也就是自由变量）； Block是Object-C对于闭包的实现。
其中，Block：
可以嵌套定义，定义Block方法和定义函数方法相似；
Block可以定义在方法内部或外部；
只有调用Block的时候，才会执行其{}体内的代码。
本质是对象，使代码高聚合；
3.Block的声明及常见应用。
1.Block声明为属性的时候，可以使用typedef自定义block类型，
声明:
typedef return_type (^BlockTypeName)(var_type);
@property (nonatomic, copy) BlockTypeName itemClickBlock;
2.直接在属性中定义block:
@property (nonatomic, copy) void(^myBlock)(NSString *string);
二、Block变量捕获
为了保证block内部能够正常访问外部的变量，block有个变量捕获机制 ，变量我们有：局部变量，全局变量，静态变量，非静态变量。不同的变量block的捕获机制是不一样的，我们先来看下面的一张总结表格
| 变量类型 | 是否捕获到block内部 | 访问方式 |
|---|---|---|
| 局部变量 auto | 是 | 值传递 |
| 局部变量 static | 是 | 指针传递 |
| 全局变量 | 否 | 直接访问 |
下面我们对这三种情况的变量捕获分别讲解
2.1局部(auto)变量的捕获
1 什么时间捕获：定义block时捕获外部局部变量
2 捕获的是什么：基本数据类型捕获的是变量的值，对于对象类型的局部变量，连同所有权修饰符一起截获。
OK 下面我们接着看局部静态变量。
2.2局部静态变量的捕获
1 什么时间捕获：定义block时捕获外部局部变量
2 捕获的是什么：以指针形式截获局部静态变量，捕获的是变量的地址
3 一旦捕获，block内部变量跟外部的局部变量指向的内存地址都是同一个，无论外部的局部变量怎么变都会影响到block内部的变量，反之毅然。
OK 下面我们接着看全局变量的捕获。
2.3全局变量的捕获
1 什么时间捕获：什么时候都不捕获
2 捕获的是什么：什么也不捕获，用的时候就是直接访问
3 因为是全局变量，大家谁都可以修改访问，所以任何修改都会影响其他的使用者。
通过上面的代码，我们可以总结原因如下：
1 因为作用域的原因，全局变量什么地方都可以访问，block内部，函数内部都可以直接访问，所以block没必要去捕获它。
2 而对于局部变量，我们的block可以在很多地方调用，假如我在一个函数内部给它赋值并且这个block使用了局部变量，我在别处要想正常调用，我就需要把这个局部变量捕获到我内部，这时候谁调用我都不会有问题。
3 那为什么自动变量是捕获值，静态变量是捕获地址呢？那是因为自动变量和静态变量的生命周期不同，自动变量函数执行完就销毁了，而静态变量不会销毁。所以我不能捕获自动变量的地址，变量销毁了，我再访问它地址就会出错的。
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三、Block的类型
block有3种类型，可以通过调用class方法或者isa指针查看具体类型，最终都是继承自NSBlock类型 ，具体类型如下:
| 序号 | 类型 | 同名类型 | 如何区分 |
|---|---|---|---|
| 1 | NSGlobalBlock | _NSConcreteGlobalBlock | 没有访问局部(auto)变量 |
| 2 | NSStackBlock | _NSConcreteStackBlock | 访问了基本数据类型的局部变量(auto) |
| 3 | NSMallocBlock | _NSConcreteMallocBlock | NSStackBlock调用了copy(block内部访问了对象类型) |
screenshot_2023_02_21_17_47_04.png
Block的截获实例
- (void)method
{
int multiplier = 6;
int(^Block)(int) = ^int(int num)
{
return num * multiplier;
};
multiplier = 4;
NSLog(@"result is %d", Block(2)); //打印结果是12
}
- (void)method
{
static int multiplier = 6;
int(^Block)(int) = ^int(int num)
{
return num * multiplier;
};
multiplier = 4;
NSLog(@"result is %d", Block(2)); //打印结果是8
}
// 全局变量
int global_var = 2;
// 静态全局变量
static int static_global_var = 5;
- (void)method
{
int multiplier = 6;
int(^Block)(int) = ^int(int num)
{
return num * global_var;
};
global_var = 9;
NSLog(@"result is %d", Block(2)); //打印结果是18，不进行捕获，修改为9，再调用那就是2*9。
}
一个int变量被 __block 修饰与否的区别？block 的变量截获？
没有被__block修饰的int，block体中对这个变量的引用是值拷贝，在block中是不能被修改的。
通过__block修饰的int，block体中对这个变量的引用是指针拷贝，它会生成一个结构体，复制这个变量的指针引用，从而达到可以修改变量的作用。
block的变量截获：
__block会将block体内引用外部变量的变量进行拷贝，将其拷贝到block的数据结构中，从而可以在block体内访问或修改外部变量。
外部变量未被__block修饰时，block数据结构中捕获的是外部变量的值，通过__block修饰时，则捕获的是对外部变量的指针引用。
注意：block内部访问全局变量时，全局变量不会被捕获到block数据结构中。
Block的循环引用问题
Block有没有循环引用问题，关键看当前对象是否持有了block的同时，block也持有了当前对象，如果互相持有(强引用),则会形成循环引用。
- (void)viewDidLoad {
[super viewDidLoad];
self.content = @"第二个界面执行了:";
[self executeBlock:^(NSString *str) {
NSString *content = [NSString stringWithFormat:@"%@--%@",self.content,str];
NSLog(@"hello world %@",content);
}];
}
- (void)executeBlock:(void(^)(NSString *str))myblock{
myblock(@"myblock1");
}
以上代码中可以看出block持有了self，而block仅仅是一个局部变量，并没有被self持有，所以不会造成循环引用问题。
但如果将block改为self的一个属性，被其持有,则会造成循环引用导致当前对象不会释放。
- (void)executeBlock:(void(^)(NSString *str))myblock{
self.myblock = myblock;
myblock(@"myblock1");
}
并不是所有的block都会造成循环引用
在block中，并不是所有的block都会循造成环引用，比如UIView动画block、dispatch_async的block，Masonry添加约束block、AFN网络请求回调block等。
- UIView动画block不会造成循环引用是因为这是类方法，不可能强引用一个类，所以不会造成循环引用。
- dispatch_async的block是因为直接调用的函数，block并没有被self持有。
- Masonry约束block不会造成循环引用是因为self并没有持有block，所以我们使用Masonry的时候不需要担心循环引用。
- Masonry内部代码
- (NSArray *)mas_makeConstraints:(void(^)(MASConstraintMaker *))block {
self.translatesAutoresizingMaskIntoConstraints = NO;
MASConstraintMaker *constraintMaker = [[MASConstraintMaker alloc] initWithView:self];
//这里并不是self.block （self并没有持有block 所以不会引起循环引用）
block(constraintMaker);
return [constraintMaker install];
}
```
4. AFN请求回调block不会造成循环引用是因为在内部做了处理。
block先是被AFURLSessionManagerTaskDelegate对象持有。而AFURLSessionManagerTaskDelegate对象被mutableTaskDelegatesKeyedByTaskIdentifier字典持有，在block执行完成后，mutableTaskDelegatesKeyedByTaskIdentifier字典会移除AFURLSessionManagerTaskDelegate对象，这样对象就被释放了，所以不会造成循环引用
#### 通过__weak __typeof(self) weakSelf = self;并不能解决所有block造成的循环引用
大部分情况下，这样使用是可以解决block循环引用，但是有些情况下这样使用会造成一些问题，比如在block中延迟执行一些代码，在还没有执行的时候，控制器被销毁了，这样控制器中的对象也会被释放，__weak对象就会变成null。所以会输出null。
//在延迟执行期间，控制器被释放了，打印出来的会是**(null)**，有可能不是开发者想要的结果
```_person1 = [[Person alloc] init];
_person2 = [[Person alloc] init];
_person2.name = @"张三";
__weak __typeof(self) weakSelf = self;
[_person1 Block:^{
dispatch_after(dispatch_time(DISPATCH_TIME_NOW, (int64_t)(5 * NSEC_PER_SEC)), dispatch_get_main_queue(), ^{
NSLog(@"%@",weakSelf.person2.name);
});
}];
所以要通过weakSelf、strongSelf结合使用，才能解决延迟block被释放的问题
_person1 = [[Person alloc] init];
_person2 = [[Person alloc] init];
_person2.name = @"李四";
__weak __typeof(self) weakSelf = self;
[_person1 Block:^{
__typeof(&*weakSelf) strongSelf = weakSelf;
dispatch_after(dispatch_time(DISPATCH_TIME_NOW, (int64_t)(5 * NSEC_PER_SEC)), dispatch_get_main_queue(), ^{
NSLog(@"%@",strongSelf.person2.name);
});
}];
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