第六章 块与大中枢派发(EffectiveObjective-C

1 理解"块"这一概念

• 块的基础知识
  块与函数类似,用"^"符号来表示,后面跟着一对花括号.括号里面是块的实现代码.如
  ^{ //Block implementation here }

块其实就是一个值,而且自由其相关类型,与int,float或者OC对象一样,也可以把块赋值给变量,然后向其他变量那样使用
块类型的语法与函数指针类似,如
void (^someBlock)() = { //Block implementation here}

块类型的语法结构如下:
return_type (^block_name)(parameters)
定义一个接受2个int类型参数,返回int类型的参数的block

int (^addBlock)(int a,int b) = ^(int a,int b){     

 return a+b;

};

定义好后,可以向函数一样调用
int add = addBlock(2,5);//add = 7

块的强大之处:在声明它的范围里,所有变量都可以为其所捕获.也就是说,那个范围内的全部变量都可以在块里使用

int additional = 5;     
int (^addBlock)(int a,int b) = ^(int a,int b){     

 return a+b+additional;

};
int add = addBlock(2,5);//add = 12

默认情况下,为块所捕获的变量,是不可以在块里修改的,如上代码,如果在块里修改了addition变量,那么编译器会报错.不过什么变量的时候如果加上__block修饰符,就可以在块里修改了(自己理解为:不加__block捕获的是变量的值,加了__block之后捕获的是变量的地址)

如果块所捕获的变量是对象类型,那么就会自动保留它.系统在释放这个快的时候,也会将其一并释放.块本身可视为对象.与其他对象一样,有引用计数.当最后一个指向块的引用移走之后,块就回收了.回收时也会释放块所捕获的变量,以便平衡捕获时所执行的保留操作.

如果将块定义在OC类的实例方法中,那么除了可以访问类的所有实例变量之外, 还可以使用self变量(当前类的实例).块总能修改实例变量,所以在声明时无须加上__block.不过如果读取或写入操作捕获了实例变量,那么也会自动把self变量一并捕获,因为实例变量是与self所指代的实例关联在一起的.例如

#import "EOCClass.h"     
@implementation EOCClass{

NSString *_anInstanceVariable;

 }
 - (void)anInstanceMethod{

//...    void(^SomeBlock)() = ^{ 
   _anInstanceVariable = @"something";
    NSLog(@"_anInstanceVariable = %@",_anInstanceVariable);
};
//...

 }
 @end

如果某个EOCClass实例在执行anInstanceMethod方法,那么self变量就指向此实例,由于块里没有明确使用self变量,所以很容易忘记self变量其实也为块所捕获了.直接访问变量和通过self来访问是等效的:
self->_anInstanceVariable = @"something";
之所以要捕获self变量,原因正在于此.我们经常通过属性来访问实例变量,在这种情况下就需要指明self了:
self.aProperty = @"something";
然而,一定要记住:self也是个对象,因而块在捕获它时也会将其保留,如果self所指代的哪个对象同时也保留了块,那么这种情况通常会导致"保留环".

2 块的内部结构

每个OC对象都占据着某个内存区域.块本事也是对象,在存放块对象的内存区域中,首个变量是指向Class对象的指针,该指针叫做isa.其余内存里含有块对象正常运转所需的各种信息.如下图:

block.png

在内存布局中,最重要的就是invoke变量,这是个函数指针,指向块的实现代码,函数原型至少要接受一个void *型的参数,此参数代表块.块其实就是一种代替函数指针的语法结构.
descriptor变量是指向结构体的指针,每个块里都包含此结构体,其中声明了块对象的总体大小,还声明了copy,dispose两个辅助函数对应的函数指针,辅助函数在拷贝丢弃块对象时运行,其中执行一些操作,前者要保留捕获的对象,后者则将之销毁

块还会把他所捕获的所有变量都拷贝一份,这些拷贝放在descriptor变量后面,捕获了多少个变量,就要占据多少内存空间,拷贝的并不是变量本身,而是指向这些对象的指针变量.
invoke函数为何需要把块对象作为参数传进来呢?原因在于,执行块时,要从内存中把这些捕获到的变量读出来.

3 全局块,栈块,堆块

• 定义块的时候,其所占的内存区域是分配在栈中的,就是说,块只在定义它的那个范围有效.当给块对象发送copy消息.
  可以把块从栈赋值到堆.
• 除"堆块"与"栈块"之外,还有一类叫做"全局块"(global block).这种快不会捕捉任何状态(比如外围的常量等),运行时也无需有状态来参与.块所使用的整个内出去,在编译器已经完全确定了.因此全局块可以声明在全局内存里.而不需要每次用到的时候于栈中创建.另外全局块的拷贝操作是个空操作,因为全局块不可能为系统所回收,这种快实际上相当于单例.

4 为常用的块类型创建typedef

每个块都具备其"固有类型"(inherent type).因而可以将其赋给适当类型的变量.这个快有所接受的参数及其返回值组成

int (variableName)(BOOL flag,int value) = ^(BOOL flag,int value){     

 return someInt;

}

以上block接受2个类型分别为BOOL及int类型的参数,返回int的值.在定义块变量的时候,要把变量名放在类型之中.
为了隐藏负责的块类型,可以使用C语言的"类型定义"(type definition)

typedef int(^EOCSomeBlock)(BOOL flag,int value);                  
EOCSomeBlock block =  ^(BOOL flag,int value){

 return someInt;

}

5 用handler块降低代码分散程度

• 在创建对象时,可以使用内联的handler块将相关业务逻辑一并声明
• 在有多个实例需要监控时,如果采用委托模式,那么经常需要根据传入的对象来切换,而若该用handler块来实现,则可以直接将块与相关对象放在一起
• 设计API时,如果用到了handler,那么可以增加一个参数,使调用者通过此参数来决定应该把块安排在哪个队列上执行

6 用块引用其所属对象时候不要出现保留环

• 如果块所捕获的对象直接或者间接地保留了块本事,那么就的担心保留换问题
• 一定要找适当的时机接触保留环,而不能把责任推给API调用者

7 多用派发队列,少用同步锁

1>在OC中,如果有多个线程要执行同一份代码,那么有可能会出问题,这种情况下,通常要使用锁来实现某种同步机制.
在GCD之前,有2种办法:
"同步块"(synchronization block)

- (void)synchronizationMethod{

 @synchronized(self){
     //safe 
 }

}

然而滥用@synchronization(self)会降低代码效率,因为共同用一个锁的那些代码块,都必须按顺序执行,若是在self对象上加锁,那么程序可能要等另外一段与此无关的代码执行完毕,才能继续执行当前代码
另外一种直接使用NSLock对象

_lock = [[NSLock alloc] init];
- (void)synchronizedMethod{

 [_lock lock];
 //safe
 [_lock unlock];

}

也可以使用NSRecursiveLock这种"递归锁"(recursive lock),线程能够多次持有该锁,而不会出现死锁(deadlock)现象

简单而高效的办法可以替代同步块或锁对象,那就是GCD的"串行同步队列"(serial synchronization queue).将读取操作和写入操作都安排在同一个队列里,即可保证数据同步.

@implementation EOCClass{

dispatch_queue_t _syncQueue;

}
- (instancetype)init{

self = [super init];
if (self) {
    _syncQueue = dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0);
}
return self;

}
- (void)setSomeString:(NSString *)someString{

dispatch_barrier_async(_syncQueue, ^{
    _someString = someString;
});

}
- (NSString *)someString{

__block NSString *localSomeString;
dispatch_sync(_syncQueue, ^{
    localSomeString = _someString;
});
return localSomeString;

}

8 多用GCD,少用performSelector系列方法

1 延时操作

//using performSelector:withObject:afterDelay:
[self performSelector:@selector(doSomething) withObject:nil afterDelay:5.0];
//using dispatch_after
dispatch_time_t time = dispatch_time(DISPATCH_TIME_NOW, (int64_t)(5.0*NSEC_PER_SEC));
dispatch_after(time, dispatch_get_main_queue(), ^{

    [self doSomething];

 });

2 回到主线程操作

//suing performSelectorOnMainThread:withObject:waitUntilDone:
[self performSelectorOnMainThread:@selector(doSomething) withObject:nil waitUntilDone:NO];
//using dispatch_async
dispatch_async(dispatch_get_main_queue(), ^{

    [self doSomething];

});

对比:

• performSelector系列方法在内存管理方法容易有疏失,他无法确定将要执行的选择器具体是什么,因而ARC编译器也就无法插入适当的内存管理方法(他是在运行期才确定选择器的,这也是他的强大之处)
• performSelector系列方法所能处理的选择器太过局限了,选择器的返回值类型及发送给方法的参数个数都收到限制
• 如果想把任务放在另一个线程上执行,那么最好不要用performSelector系列方法,而是应该把任务封装在块里,然后调用GCD的相关方法实现

9 掌握GCD及操作队列的使用时机

该章节列出了NSOperation与GCD的对比,在以下情况使用NSOperation比GCD更方便

• 取消某个操作,可以调用NSOperation对象的cancel方法,不过已经启动的任务无法取消
• 指定操作间的依耐
• 通过键值观察NSOperation对象的属性,如isCancelled, isFinished
• 指定操作的优先级

10 通过Dispatch Group机制,根据系统执行状况来执行任务

dispatch group是GCD的一项特性,能够把任务分组.调用者可以等待这组任务执行完毕,收到通知.最主要用处是把将要并发执行的多个任务合为一组.调用着可以知道这些任务何时才能全部执行完毕.

dispatch_queue_t queue = dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0);

dispatch_group_t group = dispatch_group_create();       dispatch_group_async(group, queue, ^{ 
  //do something 

   });

dispatch_group_async(group, queue, ^{
   //do something else
});
dispatch_queue_t notifyQueue = dispatch_get_main_queue(); 
dispatch_group_notify(group, notifyQueue, ^{
   //continue processing after completing tasks
});

在向并发队列派发任务的例子中,为了执行队列中块,GCD对在适当的实际自动创建新线程或复用旧线程.如果使用并发队列,那么其中有可能会有多个线程,这 也就意味着多个块可以并发执行.在并发动队列中,执行任务所用的并发线程数量,取决于各个因素,而GCD主要是根据系统资源状况来判断这些因素的,开发者可以只用关系业务逻辑代码,无需再为处理并发任务而编写负责的调度器.

11 使用dispatch_once来执行只需要运行一次的线程安全代码

+ (instancetype)sharedInstance{

    staticEOCClass *instance = nil;
    staticdispatch_once_t onceToken;
    dispatch_once(&onceToken, ^{
      instance = [[selfalloc] init];
    }); 

    return instance;
}

• 经常需要编写"只需要运行一次的线程安全代码",通过GCD的dispatch_once很容易实现次功能
• 标记应该声明在static或global作用域中,这样的话,在把只需要ahix一次的块传给dispatch_once函数时,传进去的标记也是相同的

12 不要使用dispatch_get_current_queue

dispatch_get_current_queue函数的行为常常与开发者所预期的不同,此函数已经废弃,可以使用NSThread替代
[NSThreadcurrentThread]