iOS探索：Block解析浅谈

什么是Block

Block是将函数及其执行上下文封装起来的对象

接下来让我们通过源码来看一看Block的本质

我们在一个方法中写了三行代码，第一行是定义了一个局部变量，第二行是一个Block，第三行是这个Block的调用

这里我们通过一个clang的编译命令clang -rewrite-objc xxx.m来看一下源码的实现

我们的那段代码通过编译器编写后，首先第一行I代表的是一个实例方法后面的是对象和方法名，传了两个参数一个是self，一个是选择器因子
然后我们方法中的第一行代码在编译后没有发生改变，我们着重看一下Block方法编译后的改变
首先我们可以看到__BlockOneObj__testMethod_block_impl_0这样一个结构体，在这个结构体中传递了几个参数，第一个参数(void*)__BlockOneObj__testMethod_block_func_0我们通过名字可以知道这是一个无类型的函数指针，第二个参数&__BlockOneObj__testMethod_block_desc_0_DATA是一个Block相关描述的结构体然后取地址符，第三个参数muIntNum就是我们定义的局部变量。最后取这个结构体地址强制转换赋值给我们定义的这个Block

然后我们来看看__BlockOneObj__testMethod_block_impl_0这个结构体中有什么具体操作，如下图

其中第一个结构体里面又是什么数据结构呢，请看下图

在我们上面介绍的结构体下面还有一个函数，具体解释请看下图

那么什么是Block的调用呢

Block的调用其实就是函数的调用，从源码中我们可以看出来

首先先对这个Block进行一个强制类型转换(__block_impl *)Block
之后又取出它之中的成员变量FuncPtr（函数指针），找到我们上面解析的结构体和函数，在其中拿到对应的函数调用，然后把其中的参数传递进去，一个参数是我们这个Block本身，一个是我们传递的2，然后就回去调用__BlockOneObj__testMethod_block_func_0函数，最终进行调用

Block截获变量

首先我们先来看一段代码

- (void)testMethod {int muIntNum = 6;int(^Block)(int) = ^int(int num){return num *muIntNum;};muIntNum = 4;Block(2);
}复制代码

这段代码执行完Block(2)返回的值是多少呢？-------答案是12 接下来我们看一下为什么是12以及Block截获变量的本质是什么

对于基本数据类型的局部变量截获其值
对于对象类型的局部变量连同其所有权修饰符一起截获
对于局部静态变量是以指针形式去截获
对于全局变量和静态全局变量不截获

下面直接上代码

#import "BlockTwoObj.h"//全局变量
int global_var = 4;
//全局静态变量
static int static_global_var = 5;@implementation BlockTwoObj- (void)testMethodTwo {//基本数据类型的局部变量int var = 1;//对象类型的的局部变量__unsafe_unretained id unsafe_obj = nil;__strong id strong_obj = nil;//局部静态变量static int static_var = 3;void(^Block)(void) = ^{NSLog(@"基本数据类型局部变量：%d", var);NSLog(@"对象类型局部变量（__unsafe_unretained修饰）：%@", unsafe_obj);NSLog(@"对象类型局部变量（__strong修饰）：%@", strong_obj);NSLog(@"局部静态变量：%d", static_var);NSLog(@"全局变量：%d", global_var);NSLog(@"全局静态变量：%d", static_global_var);};Block();
}@end
复制代码

接下来我们通过clang命令clang -rewrite-objc -fobjc-arc xxx.m来看一下源码

在这张图中可以很清晰的看到Block中的变量截获，其中需要注意的是对于局部的静态变量截获的是指针，也就是说如果后面这个局部静态变量发生了修改，那么Block中使用的是最新的值

__block修饰符

我们在什么情况下使用__block修饰符呢？ 一般情况下，对被截获变量进行赋值操作需要添加__block修饰符，这里需要注意的是赋值不等于是使用，切记！！！

例如在下面的代码中是否需要__block修饰符来修饰

NSMutableArray *muArr = [[NSMutableArray alloc] init];void(^Block)(void) = ^{//这里只是做了添加操作，并非赋值，所以不需要用__block进行修饰[muArr addObject:@"111"];};Block();
复制代码

那么在下面的代码段当中呢？

__block NSMutableArray *muArrOther = nil;void(^BlockOther)(void) = ^{//这里做了赋值操作，所以需要用__block进行修饰，否则会出现编译报错muArrOther = [NSMutableArray array];};BlockOther();
复制代码

对变量进行赋值时

需要__block修饰符修饰的是局部变量（包括基本数据类型和对象类型）
不需要__block修饰符修饰的是静态局部变量、全局变量和静态全局变量，因为对于全局变量和静态全局变量不涉及到变量的截获，而对于静态局部变量呢，是通过使用指针来操作对应的变量的，所以也不需要修饰

下面请看一段代码，还是我们上面的那个例子

- (void)testMethod {__block int muIntNum = 6;int(^Block)(int) = ^int(int num){return num *muIntNum;};muIntNum = 4;Block(2);
}
复制代码

此时Block返回的是8，这里是为什么呢，我们只是用了__block来修饰

因为在这里会发生一个非常奇妙的变化，__block修饰的变量变成了对象

请看下面的流程图

首先__block int muIntNum会被转化成第一个这样一个结构体，其中具有isa指针，我们也可以理解成一个对象
从这个角度来看muIntNum经过编译后就会变成一个对象，通过__forwarding指针去找到对应的对象，然后进行赋值
刚才我们看到的代码段是在栈上，在__block变量中有一个__forwarding指针，而这个指针指向的是自己，这里要注意的是前提是在栈上，如果在堆上，这个__forwarding指针指向的就不是自己了，在下面会讲到
所以在栈上我们修改这个变量的值，就会通过__forwarding指针找到自己本省去修改这个变量的值

那么这里有一个问题就是我们在栈上这个__forwarding指向的是自己到底有什么用呢？我们完全可以通过访问成员变量来修改，为什么还需要这个指针呢，请继续往下看

Block的内存管理

Block有三种类型

_NSConcreteGlobalBlock 全局Block
_NSConcreteStackBlock 栈Block
_NSConcreteMallocBlock 堆Block

Block的Copy操作

当我们栈上的Block通过copy在堆上产生一个一样的Block，有相同的Block和__block变量，当变量作用于结束后，栈上的Block对象就会被销毁，而堆上的block依旧存在，所有如果栈上Block不用copy拷贝到堆上，在作用于销毁后会因为找不到Block对象而崩溃
当然我们在这里有一个问题，假如说在MRC环境下，如果在栈上进行了copy操作，会不会产生内存泄漏，答案是肯定的，相当于一个对象alloc出来，但是并没有对应的relese操作一样

当我们栈上的Block经过copy操作后，在堆上会产生一个一样的Block，在栈中的Block中的__forwarding指针指向的事堆上Block的__block变量，并且在堆上Block的__forwarding指针也是指向的它自己的__block变量

参考书籍

Objective - C 高级编程：iOS与OS X多线程和内存管理

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