iOS探索：Block解析淺談
什麼是Block
- Block是將函式及其執行上下文封裝起來的物件
接下來讓我們通過原始碼來看一看Block的本質
- 我們在一個方法中寫了三行程式碼，第一行是定義了一個區域性變數，第二行是一個Block，第三行是這個Block的呼叫
這裡我們通過一個clang的編譯命令clang -rewrite-objc xxx.m來看一下原始碼的實現
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我們的那段程式碼通過編譯器編寫後，首先第一行I代表的是一個例項方法後面的是物件和方法名，傳了兩個引數一個是self，一個是選擇器因子
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然後我們方法中的第一行程式碼在編譯後沒有發生改變，我們著重看一下Block方法編譯後的改變
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首先我們可以看到__BlockOneObj__testMethod_block_impl_0這樣一個結構體，在這個結構體中傳遞了幾個引數，第一個引數(void*)__BlockOneObj__testMethod_block_func_0我們通過名字可以知道這是一個無型別的函式指標，第二個引數&__BlockOneObj__testMethod_block_desc_0_DATA是一個Block相關描述的結構體然後取地址符，第三個引數muIntNum就是我們定義的區域性變數。最後取這個結構體地址強制轉換賦值給我們定義的這個Block
然後我們來看看__BlockOneObj__testMethod_block_impl_0這個結構體中有什麼具體操作，如下圖
其中第一個結構體裡面又是什麼資料結構呢，請看下圖
在我們上面介紹的結構體下面還有一個函式，具體解釋請看下圖
那麼什麼是Block的呼叫呢
Block的呼叫其實就是函式的呼叫，從原始碼中我們可以看出來
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首先先對這個Block進行一個強制型別轉換(__block_impl *)Block
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之後又取出它之中的成員變數FuncPtr（函式指標），找到我們上面解析的結構體和函式，在其中拿到對應的函式呼叫，然後把其中的引數傳遞進去，一個引數是我們這個Block本身，一個是我們傳遞的2，然後就回去呼叫__BlockOneObj__testMethod_block_func_0函式，最終進行呼叫
Block截獲變數
首先我們先來看一段程式碼
- (void)testMethod {
int muIntNum = 6;
int(^Block)(int) = ^int(int num){
return num *muIntNum;
};
muIntNum = 4;
Block(2);
}
複製程式碼這段程式碼執行完Block(2)返回的值是多少呢？-------答案是12 接下來我們看一下為什麼是12以及Block截獲變數的本質是什麼
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對於基本資料型別的區域性變數截獲其值
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對於物件型別的區域性變數連同其所有權修飾符一起截獲
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對於區域性靜態變數是以指標形式去截獲
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對於全域性變數和靜態全域性變數不截獲
下面直接上程式碼
#import "BlockTwoObj.h"
//全域性變數
int global_var = 4;
//全域性靜態變數
static int static_global_var = 5;
@implementation BlockTwoObj
- (void)testMethodTwo {
//基本資料型別的區域性變數
int var = 1;
//物件型別的的區域性變數
__unsafe_unretained id unsafe_obj = nil;
__strong id strong_obj = nil;
//區域性靜態變數
static int static_var = 3;
void(^Block)(void) = ^{
NSLog(@"基本資料型別區域性變數：%d", var);
NSLog(@"物件型別區域性變數（__unsafe_unretained修飾）：%@", unsafe_obj);
NSLog(@"物件型別區域性變數（__strong修飾）：%@", strong_obj);
NSLog(@"區域性靜態變數：%d", static_var);
NSLog(@"全域性變數：%d", global_var);
NSLog(@"全域性靜態變數：%d", static_global_var);
};
Block();
}
@end
複製程式碼接下來我們通過clang命令clang -rewrite-objc -fobjc-arc xxx.m來看一下原始碼
- 在這張圖中可以很清晰的看到Block中的變數截獲，其中需要注意的是對於區域性的靜態變數截獲的是指標，也就是說如果後面這個區域性靜態變數發生了修改，那麼Block中使用的是最新的值
__block修飾符
我們在什麼情況下使用__block修飾符呢？ 一般情況下，對被截獲變數進行賦值操作需要新增__block修飾符，這裡需要注意的是賦值不等於是使用，切記！！！
例如在下面的程式碼中是否需要__block修飾符來修飾
NSMutableArray *muArr = [[NSMutableArray alloc] init];
void(^Block)(void) = ^{
//這裡只是做了新增操作，並非賦值，所以不需要用__block進行修飾
[muArr addObject:@"111"];
};
Block();
複製程式碼那麼在下面的程式碼段當中呢？
__block NSMutableArray *muArrOther = nil;
void(^BlockOther)(void) = ^{
//這裡做了賦值操作，所以需要用__block進行修飾，否則會出現編譯報錯
muArrOther = [NSMutableArray array];
};
BlockOther();
複製程式碼對變數進行賦值時
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需要__block修飾符修飾的是區域性變數（包括基本資料型別和物件型別）
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不需要__block修飾符修飾的是靜態區域性變數、全域性變數和靜態全域性變數，因為對於全域性變數和靜態全域性變數不涉及到變數的截獲，而對於靜態區域性變數呢，是通過使用指標來操作對應的變數的，所以也不需要修飾
下面請看一段程式碼，還是我們上面的那個例子
- (void)testMethod {
__block int muIntNum = 6;
int(^Block)(int) = ^int(int num){
return num *muIntNum;
};
muIntNum = 4;
Block(2);
}
複製程式碼此時Block返回的是8，這裡是為什麼呢，我們只是用了__block來修飾
- 因為在這裡會發生一個非常奇妙的變化，__block修飾的變數變成了物件
請看下面的流程圖
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首先__block int muIntNum會被轉化成第一個這樣一個結構體，其中具有isa指標，我們也可以理解成一個物件
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從這個角度來看muIntNum經過編譯後就會變成一個物件，通過__forwarding指標去找到對應的物件，然後進行賦值
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剛才我們看到的程式碼段是在棧上，在__block變數中有一個__forwarding指標，而這個指標指向的是自己，這裡要注意的是前提是在棧上，如果在堆上，這個__forwarding指標指向的就不是自己了，在下面會講到
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所以在棧上我們修改這個變數的值，就會通過__forwarding指標找到自己本省去修改這個變數的值
那麼這裡有一個問題就是我們在棧上這個__forwarding指向的是自己到底有什麼用呢？我們完全可以通過訪問成員變數來修改，為什麼還需要這個指標呢，請繼續往下看
Block的記憶體管理
Block有三種類型
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_NSConcreteGlobalBlock 全域性Block
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_NSConcreteStackBlock 棧Block
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_NSConcreteMallocBlock 堆Block
Block的Copy操作
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當我們棧上的Block通過copy在堆上產生一個一樣的Block，有相同的Block和__block變數，當變數作用於結束後，棧上的Block物件就會被銷燬，而堆上的block依舊存在，所有如果棧上Block不用copy拷貝到堆上，在作用於銷燬後會因為找不到Block物件而崩潰
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當然我們在這裡有一個問題，假如說在MRC環境下，如果在棧上進行了copy操作，會不會產生記憶體洩漏，答案是肯定的，相當於一個物件alloc出來，但是並沒有對應的relese操作一樣
- 當我們棧上的Block經過copy操作後，在堆上會產生一個一樣的Block，在棧中的Block中的__forwarding指標指向的事堆上Block的__block變數，並且在堆上Block的__forwarding指標也是指向的它自己的__block變數
參考書籍
Objective - C 高階程式設計：iOS與OS X多執行緒和記憶體管理