iOS中Block的使用注意事项

//定义一个Block
typedef returnType(^BlockName)(parameterA,parameterB,...)
e.g:typedef void(^RequestResult)(BOOL Result)
//实例
^{NSLog(@"This is a Block");}

Block本质是一个OC对象，内部含有一个isa指针，它是一个封装了函数及函数调用环境的OC对象，可以添加到NSArray及NSDictionary等集合中，它是基于C语言及运行时特性，有点类似标准的C函数。但除了可执行代码以外，另外包含了变量同堆或栈的自动绑定。

常用介绍

Block的类型：

1、NSGlobalBlock

void(^exampleBlock)(void)=^{//block
}
NSLog(@"exampleBlock is:%@",[exampleBlock class])

打印日志：exampleBlock is:__NSGlobalBlock

如果一个block没有访问外部局部变量，或者访问的全局变量，或者静态局部变量，此时的block就是一个全局block,并且数据存储的全局区。

2、NSStackBlock

int temp = 100
void(^exampleBlock)(void) = ^{//NSLog(@"exampleBlock is:%d, temp")
}
NSLog(@"exampleBlock is:%@,[exampleBlock class]")

打印日志：exampleBlock is: __NSMallocBlock__？？？不是说好的 __NSStackBlock__的吗？为什么打印的是__NSMallocBlock__ 呢？这里是因为我们使用了 ARC ，Xcode 默认帮我们做了很多事情。

我们可以去 Build Settings 里面，找到 Objective-C Automatic Reference Counting，并将其设置为 No ，然后再 Run 一次代码。你会看到打印日志是：exampleBlock is: __NSStackBlock__

如果 block 访问了外部局部变量，此时的 block 就是一个栈 block ，并且存储在栈区。由于栈区的释放是由系统控制，因此栈中的代码在作用域结束之后内存就会销毁，如果此时再调用 block 就会发生问题，( 注：此代码运行在 MRC 下)如：

void (^simpleBlock)(void);
void callFunc() {int age = 10;simpleBlock = ^{NSLog(@"simpleBlock-----%d", age);};
}int main(int argc, char * argv[]) {NSString * appDelegateClassName;@autoreleasepool {callFunc();simpleBlock();// Setup code that might create autoreleased objects goes here.appDelegateClassName = NSStringFromClass([AppDelegate class]);}return 0;
}

打印日志：simpleBlock--------41044160

3、NSMallocBlock

当一个__NSStackBlock__类型block做copy操作后，就会将这个block从栈上复制到堆上，而堆上的这个block类型就是__NSMallocBlock__类型。在ARC环境下，编译器会根据情况，自动将block从栈上copy到堆上。具体会进行copy的情况有如下4种：

1、block作为函数的返回值时；

2、block赋值给__strong指针，或者赋值给block类型的成员变量时；

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；

__Block的作用

简单来说，__block作用是允许block内部访问和修改外部变量，在ARC环境下还可以用来防止循环引用。

__block int num = 100;
void(^exampleBlock)(void) = ^{NSLog(@"1、num is:%d",num);num = 120;NSLog(@"2、num is:%d",num);
};
exampleBlock();
NSLog(@"3、num is:%d",num);

__block主要用来解决block内部无法修改auto变量值的问题，为什么加上__block修饰之后，auto变量值就能修改呢？

这是因为，加上__block修饰之后，编译器会将__bl;ock变量包装成一个结构体__Block_byref_num_0,结构体内部的*__forwarding是指向自身的指针，并且结构体内部还存储着外部auto变量。

struct __Block_byref_val_0{
void *__isa;//isa指针
__Block_byref_val_0 *__forwarding;
int __flags;
int __size;//Block结构体大小
int num;//捕获到的变量
}

从上图可以看到，如果 block 是在栈上，那么这个 __forwarding 指针就是指向它自己，当这个 block 从栈上复制到堆上后，栈上的 __forwarding 指针指向的是复制到堆上的 __block 结构体。堆上的 __block 结构体中的 __forwarding 指向的还是它自己，即 num->__forwarding 获取到堆上的 __block 结构体，num->__forwarding->num 会把堆上的 num 赋值为 120。因此不管是栈上还是堆上的 __block 结构体，最终使用到的都是堆上的 __block 结构体里面的数据。

__weak 的作用

简单来说是为了防止循环引用。

self 本身会对 block 进行强引用，block 也会对 self 形成强引用，这样就会造成循环引用的问题。我们可以通过使用 __weak 打破循环，使 block 对象对 self 弱引用。

此时我们注意，由于 block 对 self 的引用为 weak 引用，因此有可能在执行 block时，self 对象本身已经释放，那么我们如何保证 self 对象不在 block 内部释放呢？这就引出了下面__strong 的作用。

__strong 的作用

简单来说，是防止 block 内部引用的外部 weak 变量被提前释放，进而在 block 内部无法获取 weak 变量以继续使用的情况；

__weak __typeof(self) weakSelf = self;
void (^exampleBlock)(void) = ^{__strong __typeof(weakSelf) strongSelf = weakSelf;[strongSelf exampleFunc];
};

这样就保证了在 block 作用域结束之前，block 内部都持有一个 strongSelf 对象可供使用。

但是，即便如此，依然有一个场景，就是执行 __strong __typeof(weakSelf) strongSelf = weakSelf; 之前，weakSelf 对象已经释放，这时如果给 self 对象发送消息，这没有问题，Objective-C 的消息发送机制允许我们给一个 nil 对象发送消息，这不会出现问题。但如果有额外的一些操作，比如说将 self 添加到数组，这时因为 self 为 nil，程序就会 Crash。

我们可以增加一层安全保护来解决这个问题，如：

__weak __typeof(self) weakSelf = self;
void (^exampleBlock)(void) = ^{__strong __typeof(weakSelf) strongSelf = weakSelf;if (strongSelf) {// Add operation here}
};

拓展知识

思考题

Block 内修改外部 NSMutableString 、NSMutableArray 、NSMutableDictionary 对象，是否需要添加 __block 修饰？

NSMutableArray *mutableArray = [[NSMutableArray alloc] init];
[mutableArray addObject:@"1"];
void (^exampleBlock)(void) = ^{// block[mutableArray addObject:@"2"];
};
exampleBlock();
NSLog(@"mutableArray: %@", mutableArray);

打印日志：

mutableArray: ( 1, 2 )

答案是：不需要，因为在 block 内部，我们只是使用了对象 mutableArray 的内存地址，往其中添加内容。并没有修改其内存地址，因此不需要使用 __block 也可以正确执行。当我们只是使用局部变量的内存地址，而不是对其内存地址进行修改时，我们无需对其添加 __block ，如果添加了 __block 系统会自动创建相应的结构体，这种情况冗余且低效。

Block 数据结构

Block 内部数据结构图如下：

struct Block_descriptor {unsigned long int reserved;unsigned long int size;void (*copy)(void *dst, void *src);void (*dispose)(void *);
};struct Block_layout {void *isa;int flags;int reserved; void (*invoke)(void *, ...);struct Block_descriptor *descriptor;/* Imported variables. */
};

Block_layout 结构体成员含义如下：

isa: 指向所属类的指针，也就是 block 的类型

flags: 按 bit 位表示一些 block 的附加信息，比如判断 block 类型、判断 block 引用计数、判断 block 是否需要执行辅助函数等；

reserved: 保留变量；

invoke: block 函数指针，指向具体的 block 实现的函数调用地址，block 内部的执行代码都在这个函数中；

descriptor: 结构体 Block_descriptor，block 的附加描述信息，包含 copy/dispose 函数，block 的大小，保留变量；

variables: 因为 block 有闭包性，所以可以访问 block 外部的局部变量。这些 variables 就是复制到结构体中的外部局部变量或变量的地址；

Block_descriptor 结构体成员含义如下：

reserved: 保留变量；

size: block 的大小；

copy: 函数用于捕获变量并持有引用；

dispose: 析构函数，用来释放捕获的资源；

总结

使用 Block 过程中需要我们关注的重点有 4 个：

block 的三种类型；
block 避免引起循环引用；
block 对 auto 变量的 copy 操作；
__block、__weak、__strong 的作用；

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总结

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