oc中block底层原理分析(二)
一、block对对象变量的捕获
block一般使用过程中都是对对象变量的捕获，那么对象变量的捕获同基本数据类型变量相同吗？
查看一下代码思考：当在block中访问的为对象类型时，对象什么时候会销毁？
typedef void (^Block)(void);
int main(int argc, const char * argv[]) {
@autoreleasepool {
Block block;
{
Person *person = [[Person alloc] init];
person.age = 10;
block = ^{
NSLog(@"------block内部%d",person.age);
};
} // 执行完毕，person没有被释放
NSLog(@"--------");
} // person 释放
return 0;
}
大括号执行完毕之后，person依然不会被释放。上一篇文章提到过，person为aotu变量，传入的block的变量同样为person，即block有一个强引用引用person，所以block不被销毁的话，peroson也不会销毁。
__weak
__weak添加之后，person在作用域执行完毕之后就被销毁了。
typedef void (^Block)(void);
int main(int argc, const char * argv[]) {
@autoreleasepool {
Block block;
{
Person *person = [[Person alloc] init];
person.age = 10;
__weak Person *waekPerson = person;
block = ^{
NSLog(@"------block内部%d",waekPerson.age);
};
}
NSLog(@"--------");
}
return 0;
}
__weak修饰的变量，在生成的__main_block_impl_0中也是使用__weak修饰。
__main_block_copy_0 和 __main_block_dispose_0
当block中捕获对象类型的变量时，我们发现block结构体__main_block_impl_0的描述结构体__main_block_desc_0中多了两个参数copy和dispose函数。
copy和dispose函数中传入的都是__main_block_impl_0结构体本身。
copy本质就是__main_block_copy_0函数，__main_block_copy_0函数内部调用_Block_object_assign函数，_Block_object_assign中传入的是person对象的地址，person对象，以及8。
dispose本质就是__main_block_dispose_0函数，__main_block_dispose_0函数内部调用_Block_object_dispose函数，_Block_object_dispose函数传入的参数是person对象，以及8。
总结
1.一旦block中捕获的变量为对象类型，block结构体中的__main_block_desc_0会出两个参数copy和dispose。因为访问的是个对象，block希望拥有这个对象，就需要对对象进行引用，也就是进行内存管理的操作。比如说对对象进行retarn操作，因此一旦block捕获的变量是对象类型就会会自动生成copy和dispose来对内部引用的对象进行内存管理。
2.当block内部访问了对象类型的auto变量时，如果block是在栈上，block内部不会对person产生强引用。不论block结构体内部的变量是__strong修饰还是__weak修饰，都不会对变量产生强引用。
3.如果block被拷贝到堆上。copy函数会调用_Block_object_assign函数，根据auto变量的修饰符（__strong，__weak，unsafe_unretained）做出相应的操作，形成强引用或者弱引用。
4.如果block从堆中移除，dispose函数会调用_Block_object_dispose函数，自动释放引用的auto变量。
二、block内修改变量的值
int main(int argc, const char * argv[]) {
@autoreleasepool {
int age = 10;
Block block = ^ {
// age = 20; // 无法修改
NSLog(@"%d",age);
};
block();
}
return 0;
}
默认情况下block不能修改外部的局部变量。通过之前对源码的分析可以知道。
age是在main函数内部声明的，说明age的内存存在于main函数的栈空间内部，但是block内部的代码在__main_block_func_0函数内部。__main_block_func_0函数内部无法访问age变量的内存空间，两个函数的栈空间不一样，__main_block_func_0内部拿到的age是block结构体内部的age，因此无法在__main_block_func_0函数内部去修改main函数内部的变量。
方式一：age使用static修饰。
前文提到过static修饰的age变量传递到block内部的是指针，在__main_block_func_0函数内部就可以拿到age变量的内存地址，因此就可以在block内部修改age的值。
方式二：__block
__block用于解决block内部不能修改auto变量值的问题，__block不能修饰静态变量（static） 和全局变量。
首先被__block修饰的age变量声明变为名为age的__Block_byref_age_0结构体，也就是说加上__block修饰的话捕获到的block内的变量为__Block_byref_age_0类型的结构体。
image.png
接着将__Block_byref_age_0结构体age存入__main_block_impl_0结构体中，并赋值给__Block_byref_age_0 *age;
之后调用block，首先取出__main_block_impl_0中的age，通过age结构体拿到__forwarding指针，上面提到过__forwarding中保存的就是__Block_byref_age_0结构体本身，这里也就是age(__Block_byref_age_0)，在通过__forwarding拿到结构体中的age(10)变量并修改其值。
为什么要通过__forwarding获取age变量的值？
__forwarding是指向自己的指针。这样的做法是为了方便内存管理，之后内存管理章节会详细解释。
到此为止，__block为什么能修改变量的值已经很清晰了。__block将变量包装成对象，然后在把age封装在结构体里面，block内部存储的变量为结构体指针，也就可以通过指针找到内存地址进而修改变量的值。
__block修饰对象类型
int main(int argc, const char * argv[]) {
@autoreleasepool {
__block Person *person = [[Person alloc] init];
NSLog(@"%@",person);
Block block = ^{
person = [[Person alloc] init];
NSLog(@"%@",person);
};
block();
}
return 0;
}
通过源码查看，将对象包装在一个新的结构体中。结构体内部会有一个person对象，不一样的地方是结构体内部添加了内存管理的两个函数__Block_byref_id_object_copy和__Block_byref_id_object_dispose
image.png
__block内存管理
上文提到当block中捕获对象类型的变量时，block中的__main_block_desc_0结构体内部会自动添加copy和dispose函数对捕获的变量进行内存管理。
那么同样的当block内部捕获__block修饰的对象类型的变量时，__Block_byref_person_0结构体内部也会自动添加__Block_byref_id_object_copy和__Block_byref_id_object_dispose对被__block包装成结构体的对象进行内存管理。
当block内存在栈上时，并不会对__block变量产生内存管理。当blcok被copy到堆上时
会调用block内部的copy函数，copy函数内部会调用_Block_object_assign函数，_Block_object_assign函数会对__block变量形成强引用（相当于retain）。
__block修饰的变量在block结构体中一直都是强引用，而其他类型的是由传入的对象指针类型决定。
一段代码更深入的观察一下。
typedef void (^Block)(void);
int main(int argc, const char * argv[]) {
@autoreleasepool {
int number = 20;
__block int age = 10;
NSObject *object = [[NSObject alloc] init];
__weak NSObject *weakObj = object;
Person *p = [[Person alloc] init];
__block Person *person = p;
__block __weak Person *weakPerson = p;
Block block = ^ {
NSLog(@"%d",number); // 局部变量
NSLog(@"%d",age); // __block修饰的局部变量
NSLog(@"%p",object); // 对象类型的局部变量
NSLog(@"%p",weakObj); // __weak修饰的对象类型的局部变量
NSLog(@"%p",person); // __block修饰的对象类型的局部变量
NSLog(@"%p",weakPerson); // __block，__weak修饰的对象类型的局部变量
};
block();
}
return 0;
}
将上述代码转化为c++代码查看不同变量之间的区别
struct __main_block_impl_0 {
struct __block_impl impl;
struct __main_block_desc_0* Desc;
int number;
NSObject *__strong object;
NSObject *__weak weakObj;
__Block_byref_age_0 *age; // by ref
__Block_byref_person_1 *person; // by ref
__Block_byref_weakPerson_2 *weakPerson; // by ref
__main_block_impl_0(void *fp, struct __main_block_desc_0 *desc, int _number, NSObject *__strong _object, NSObject *__weak _weakObj, __Block_byref_age_0 *_age, __Block_byref_person_1 *_person, __Block_byref_weakPerson_2 *_weakPerson, int flags=0) : number(_number), object(_object), weakObj(_weakObj), age(_age->__forwarding), person(_person->__forwarding), weakPerson(_weakPerson->__forwarding) {
impl.isa = &_NSConcreteStackBlock;
impl.Flags = flags;
impl.FuncPtr = fp;
Desc = desc;
}
};
