iOS block变量截获的那些事

2019-05-14 本文已影响159人尘埃Wang

1、前言

对于初中级iOS开发工程师来说，面试的时候手写block是比较常见的问题，那对于高级及以上在问到block的使用的时候，不得不提block的变量截获本质了。在此我对此问题做一些总结，仅供各位大佬借鉴、斧正。

2、实例探究

在开始之前，我们先来总结一下变量的几种类型：
a.局部变量（基本数据类型）
b.局部变量（对象类型）
c.静态局部变量
d.全局变量和静态全局变量

下面开始我们一一分析；

a.局部变量 -- 基本数据类型

来看下面一段代码：

- (void)viewDidLoad {
    [super viewDidLoad];
    
    int a = 10;
    void (^varBlock)(void) = ^{
        
        NSLog(@"%d", a); // 只会打印10
    };
    a = 20;
    varBlock();
}

然后我们使用clang命令clang -rewrite-objc ViewController.m来观察，编译后的ViewController.cpp文件代码。

注：
如果上述命令报错fatal error: 'UIKit/UIKit.h' file not found，可换成clang -x objective-c -rewrite-objc -isysroot /Applications/Xcode.app/Contents/Developer/Platforms/iPhoneSimulator.platform/Developer/SDKs/iPhoneSimulator.sdk ViewController.m

我们会在文件中找到以下代码：

局部变量 -- 基本数据类型其中__ViewController__viewDidLoad_block_impl_0方法，为viewDidLoad编译后的完整方法，在此可以看到我们定义的varBlock编译为（后续重点关注的结构体）：

struct __ViewController__viewDidLoad_block_impl_0 {
  struct __block_impl impl;
  struct __ViewController__viewDidLoad_block_desc_0* Desc;
  int a;
  __ViewController__viewDidLoad_block_impl_0(void *fp, struct __ViewController__viewDidLoad_block_desc_0 *desc, int _a, int flags=0) : a(_a) {
    impl.isa = &_NSConcreteStackBlock;
    impl.Flags = flags;
    impl.FuncPtr = fp;
    Desc = desc;
  }
};

我们可以看下__block_impl这个结构体：

struct __block_impl {
  void *isa; // 指向class的指针
  int Flags; // 标识
  int Reserved; // 保留的变量
  void *FuncPtr; // 函数指针
};

所以我们可以说Block是将函数及其执行上下文封装起来的对象。上述的字段就不一一介绍了，感兴趣的可以留言讨论。
还记得我刚刚提到的重点么，可以看到最后截获的变量int a就是已经作为参数传递进去了，并且是截获的是变量a的值，所以后续无论怎么修改，我们block中的变量a的值，都是我们在定义时已经传递进去的值。也就是10。

补充：

接下来在这个地方补充一个面试比较常问的问题，也就是修改变量a的值，我们需要在block的声明之前把int a = 10;修改为__block int a = 10;，下面来看一下__block修饰后的，变量截获的问题，同样的使用clang编译文件，看一下重点代码：

__block修饰下的变量截获.jpg 我们看到，之前传递的变量int a变成了__Block_byref_a_0 *a，我们在看看__Block_byref_a_0这个是什么东西：

struct __Block_byref_a_0 {
  void *__isa;
__Block_byref_a_0 *__forwarding;
 int __flags;
 int __size;
 int a;
};

找到了，原来__Block_byref_a_0也是一个含有isa的结构体，也就是说，用__block修饰后，变量a变成了一个对象，并且把对象的地址传递给了block，所以可以在block中修改变量的值。

- (void)viewDidLoad {
    [super viewDidLoad];
    
    __block int a = 10;
    void (^varBlock)(void) = ^{
        
        NSLog(@"%d", a); // 打印结果为20
    };
    a = 20;
    varBlock();
}

b.局部变量 -- 对象类型

测试代码:

- (void)viewDidLoad {
    [super viewDidLoad];
    
    __strong NSNumber *a = @10;
    void (^varBlock)(void) = ^{
        
        NSLog(@"%@", a); // a = 10
    };
    varBlock();
}

我们看下上述代码的编译结果：

局部变量 -- 对象类型1.jpg 截获的就仅仅是NSNumber *a;所以我们接着往下看

局部变量 -- 对象类型2.jpg 在图2中可以看到__attribute__((objc_ownership(strong))) NSNumber *a = ...这段代码可以看到其修饰符为strong。我们修改strong为__unsafe_unretained来看下结果：

局部变量 -- 对象类型3.jpg 其中修饰符变为__attribute__((objc_ownership(none))) NSNumber *a = ...，由此，我们可以得出结论：对于对象类型的局部变量是连同其修饰符一起截获的。因此，在这里截获了对象的修饰符，所以强引用对象，在使用的时候可能为造成循环引用，导致内存泄漏。

c.静态局部变量

测试代码:

- (void)viewDidLoad {
    [super viewDidLoad];
    
    static NSNumber *a;
    static int b = 20;
    void (^varBlock)(void) = ^{
        
        NSLog(@"%@ -- %d", a, b); // 10 -- 30
    };
    a = @10;
    b = 30;
    varBlock();
}

编译结果如下图：

静态局部变量.jpg 可以清晰的看出，截获的是其指针。结论：对于静态局部变量是以指针的形式截取的。

d.全局变量和静态全局变量

测试代码：

@implementation ViewController

// 全局变量
int global_a = 10;

// 静态全局变量
static int static_global_a = 20;

- (void)viewDidLoad {
    [super viewDidLoad];
    
    void (^varBlock)(void) = ^{
        
        NSLog(@"%d -- %d", global_a, static_global_a);
    };
    varBlock();
}

@end

编译结果如下图：

1557831286486.jpg 可以看出，没有截获。结论：对于全局变量和静态全局变量不截获。

3、总结

总结.jpg

最后，祝大家早日成为大牛。欢迎留言交流。