ios之Block的详细使用和具体说明

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iOS代码块Block

一：概述

闭包 = 一个函数「或指向函数的指针」+ 该函数执行的外部的上下文变量「也就是自由变量」；Block 是 Objective-C 对于闭包的实现。
代码块Block是苹果在iOS4开始引入的对C语言的扩展,用来实现匿名函数的特性,Block是一种特殊的数据类型,其可以正常定义变量、作为参数、作为返回值,特殊的Block还可以保存一段代码,在需要的时候调用,目前Block已经广泛应用于iOS开发中,常用于GCD、动画、排序及各类回调。

其中，Block：

1：可以嵌套定义，定义 Block 方法和定义函数方法相似。
2：Block 可以定义在方法内部或外部。
3：只有调用 Block 时候，才会执行其{}体内的代码。
4：本质是对象，使代码高聚合。

使用 clang 将 OC 代码转换为 C++ 文件查看 block 的方法：

1：在命令行输入代码 clang -rewrite-objc 需要编译的OC文件.m
2：这时查看当前的文件夹里 多了一个相同的名称的 .cpp 文件，在命令行输入
open main.cpp 查看文件

二：Block定义

1.无参数无返回值

   //无参无返回值
     void (^myBlock) (void) = ^{
         NSLog(@"无参无返回Block");
     };
     myBlock();  //  block的调用

2.有参数无返回值

 void (^myBlock3) (int a) = ^(int a){
        NSLog(@"a == %d, 我就是有参数无返回值的block", a);
    };
   myBlock3(100); //    //调用block
//控制台打印结果：a == 100, 我就是有参数无返回值的block

3.有参有返回值

 //有参有返回值的block
    int (^myBlock4)(int , int) = ^(int a, int b){
        NSLog(@"-- %d, 我就是有参数有返回值的block", a +b);
        return (a +b);
    };
    myBlock4(30 , 20); //  //调用block
  // 控制台打印结果：50, 我就是有参数有返回值的block

4.无参数有返回值的block（实际中很少用到）

  //无参有返回值的block
     int (^myBlock5)(void) = ^{
         NSLog(@"我是一个无参数， 有返回值的block");
         return 100;
     };
     myBlock5();

5.实际开发中常用typedef 定义Block。
例如：

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//typedef 定义有参数有返回值的block
typedef int (^MyBlock3)(int c, int d);

这时，MyBlock3就成为了一种Block类型。
在定义类的属性时可以这样：

//block 修饰 作为属性
@property (nonatomic, copy) MyBlock3 threeBlock;

使用该block时：

   //使用block
      self.threeBlock = ^int(int c, int d) {
          NSLog(@"block的返回值 == %d",c*d);
          return c*d;
      };
      self.threeBlock(10, 20);

三：Block与变量

1.block 中可以访问局部变量

    int a = 10;
    void (^myBlock)(void) = ^{
        NSLog(@"a的值为：%d", a);
    };
    myBlock();
//控制台输出结果：a的值为10

2.在声明Block之后、调用Block之前对局部变量进行修改,在调用Block时局部变量值是修改之前的旧值

    int a = 10;
    void (^myBlock)(void) = ^{
        NSLog(@"a的值为：%d", a);
    };
    a = 20;
    // 调用后控制台输出"a的值为:10"
    myBlock();

3.在Block中不可以直接修改局部变量

    int a = 10;
    void (^myBlock)(void) = ^{
//        a++; //这一句报错
        NSLog(@"a的值为：%d", a);
    };
    myBlock();

4.Block内访问__block修饰的局部变量
在局部变量前使用__block修饰,在声明Block之后、调用Block之前对局部变量进行修改,在调用Block时局部变量值是修改之后的新值

   __block int a = 10;
    void(^myBlock)(void) = ^{
        NSLog(@"a的值==%d",a);
    };
    a = 11;
    // 调用后控制台输出"a的值== 11"
    myBlock();

5.在局部变量前使用下划线__block修饰,在Block中可以直接修改局部变量

//__block 修饰的变量可以在block里面进行改变，从栈copy到堆
//   会发现一个局部变量加上block修饰符后竟然跟block一样变成了一个Block_byref_val_0结构体类型的自动变量实例！！！！
    __block int a = 10;
    void(^myBlock)(void) = ^{
        a++;
        NSLog(@"a的值==%d",a);
    };
    // 调用后控制台输出"a的值==11"
    myBlock();

6.在Block中可以访问全局变量

//定义全局变量
@interface ViewController (){
    int aa;
}

定义block并访问全局变量

    void(^myBlock)(void) = ^{
        NSLog(@"aa的值 == %d", self->aa);
    };
    // 调用后控制台输出"aa的值 = 100"
    myBlock();

7.在声明Block之后、调用Block之前对全局变量进行修改,在调用Block时全局变量值是修改之后的新值

    void(^myBlock)(void) = ^{
          NSLog(@"aa的值 == %d", self->aa);
      };
     aa = 200;
      // 调用后控制台输出"aa的值 == 100"    
     myBlock();

8.在Block中可以直接修改全局变量

   void(^myBlock)(void) = ^{
        self->aa++;
        NSLog(@"aa的值 == %d", self->aa);
      };
      // 调用后控制台输出"aa的值 ==  101"
      myBlock();

9.在声明Block之后、调用Block之前对静态变量进行修改,在调用Block时静态变量值是修改之后的新值

    static int a = 10;
    void (^myBlock)(void) = ^{
        NSLog(@"a的值==%d",a);
    };
    a = 20;
    myBlock();
//控制台输出结果：a的值==20

10.在Block中可以直接修改静态变量

  static int a = 10;
     void (^myBlock)(void) = ^{
         a++;
         NSLog(@"a的值==%d",a);
     };
     myBlock();
    //控制台输出结果：a的值==11

四：Block的使用示例

1：Block作为变量（Xcode快捷键：inlineBlock）

    int(^sumBlock)(int, int);
    sumBlock = ^(int s, int d){
        return s + d;
    };
    int f = sumBlock(10, 20);
    NSLog(@"f的值为=%d", f);
 //如下代码等同于上
    int(^sum)(int, int) = ^(int d, int j) {
        int dd = d + j;
        NSLog(@"dd的值为: %d", dd);
        return dd;
    };
    sum(30, 50);

2.Block作为属性（Xcode 快捷键：typedefBlock）

//typedef 定义有参数有返回值的block
typedef int (^MyBlock3)(int c, int d);

//block 修饰 作为属性
@property (nonatomic, copy) MyBlock3 threeBlock;
@property (nonatomic, copy) int (^sum)(int, int); // 不使用 typedef

    //使用block
      self.threeBlock = ^int(int c, int d) {
          NSLog(@"block的返回值 == %d",c*d);
          return c*d;
      };
      self.threeBlock(10, 20);

    //以下是不使用typedef 定义的block 属性
    self.sum = ^int(int b, int c) {
        return (b + c);
    };
    self.sum(3, 49);

3.Block作为 OC 中的方法参数

// ---- 无参数传递的 Block ---------------------------//
- (CGFloat)testTimeConsume:(void(^)(void))middleBlock{
    //执行前记录当前时间
    CFTimeInterval startTime = CACurrentMediaTime();
    middleBlock();
    //执行后记录当前时间
    CFTimeInterval endTime = CACurrentMediaTime();
    NSLog(@"时间差为：%f", endTime - startTime);
    return endTime - startTime;
   }

调用方法

    //作为方法调用block
    [self testTimeConsume:^{
        //具体实现
    }];

// ---- 有参数传递的 Block ---------------------------//
- (NSString *)testBlockWith:(void(^)(NSString *name))testBlock{
    NSString *name = @"我是block传递的参数";
    testBlock(name);
    return name;
}

调用方法

   [self testBlockWith:^(NSString *name) {
        // 放入 block 中的代码，可以使用参数 name
        // 参数 name 是实现代码中传入的，在调用时只能使用，不能修改
        NSLog(@"block传递过来的参数为：%@", name);
    }];

4.Block回调使用示例

Block回调是关于Block最常用的内容，比如网络下载，我们可以用Block实现下载成功与失败的反馈。开发者在block没发布前，实现回调基本都是通过代理的方式进行的，比如负责网络请求的原生类NSURLConnection类，通过多个协议方法实现请求中的事件处理。而在最新的环境下，使用的NSURLSession已经采用block的方式处理任务请求了。各种第三方网络请求框架也都在使用block进行回调处理。这种转变很大一部分原因在于block使用简单，逻辑清晰，灵活等原因。
下面用代码实现一个下载图片的回调，示例如下

#import <Foundation/Foundation.h>

NS_ASSUME_NONNULL_BEGIN

//定义block
typedef void(^DownloadManagerBlock) (NSData *receiveData, NSError *error);

@interface DownloadManager : NSObject<NSURLSessionDownloadDelegate>

//@property (nonatomic, copy) DownloadManagerBlock downLoadBlock;
//定义方法
- (void)downloadWithUrl:(NSString *)Url parameters:(NSDictionary *)parameters hander:(DownloadManagerBlock )hander;
@end

.m文件如下：

#import "DownloadManager.h"

@interface DownloadManager ()

@end

@implementation DownloadManager

//下面通过封装NSURLSession的请求，传入一个处理请求结果的block对象，就会自动将请求任务放到工作线程中执行实现，我们在网络请求逻辑的代码中调用如下：
- (void)downloadWithUrl:(NSString *)Url parameters:(NSDictionary *)parameters hander:(DownloadManagerBlock )hander{

    NSURLRequest *request = [NSURLRequest requestWithURL:[NSURL URLWithString:Url]];
    NSURLSession *session = [NSURLSession sharedSession];

    //执行请求任务
    NSURLSessionTask *task = [session dataTaskWithRequest:request completionHandler:^(NSData * _Nullable data, NSURLResponse * _Nullable response, NSError * _Nullable error) {
        if (hander) {
            dispatch_async(dispatch_get_main_queue(), ^{
                hander(data, error);
            });
        }
    }];
    [task resume];    
}
- (void)URLSession:(nonnull NSURLSession *)session downloadTask:(nonnull NSURLSessionDownloadTask *)downloadTask didFinishDownloadingToURL:(nonnull NSURL *)location {

}
@end

上面通过封装NSURLSession的请求，传入一个处理请求结果的block对象，就会自动将请求任务放到工作线程中执行实现，我们在网络请求逻辑的代码中调用如下：

//点击下载图片
- (void)downloadImageAction:(id)sender{
    __weak typeof (self) weakSelf = self;
    NSString *urlStr = @"https://img95.699pic.com/photo/40011/0709.jpg_wh860.jpg";
    DownloadManager *downloadManager = [[DownloadManager alloc] init];
    [downloadManager downloadWithUrl:urlStr parameters:@{} hander:^(NSData * _Nonnull receiveData, NSError * _Nonnull error) {
        if (error) {
            NSLog(@"下载失败：%@", error);
            weakSelf.downloadImageBtn.enabled = YES;
        }else{
            NSLog(@"下载成功：%@",receiveData);
            weakSelf.myImgView.image = [UIImage imageWithData:[NSData dataWithData:receiveData]];
            weakSelf.downloadImageBtn.enabled = NO;
        }
    }];
}

5.Block反向传值
再举一示例，A，B两个界面，A界面中有一个label，一个buttonA。点击buttonA进入B界面，B界面中有一个UITextfield和一个buttonB，点击buttonB退出B界面并将B界面中UITextfield的值传到A界面中的label。

A界面中，也就是ViewController类中：

//关键代码
- (void)button1Action:(id)sender{
    //block反向传值实例
    ThirdViewController *thirdVc = [[ThirdViewController alloc] init];
    [self.navigationController pushViewController:thirdVc animated:YES];
    __weak typeof (self) weakSelf = self;
    //用属性定义的注意：这里属性是不会自动补全的，方法就会自动补全
    [thirdVc setMyBlock:^(NSString * string) {
        weakSelf.label1.text = string;
    }];    
}

B界面中 .m文件

- (void)button1Action:(id)sender{
    [self.navigationController popViewControllerAnimated:YES];
   //调用block并传参数
    self.myBlock(self.textF.text);
}

.h文件

#import <UIKit/UIKit.h>

NS_ASSUME_NONNULL_BEGIN
typedef void (^Myblock)(NSString *string);  //定义带参的block
@interface ThirdViewController : UIViewController
@property (nonatomic, copy) Myblock myBlock;

@end

五：Block类型

block有三种类型：
全局块(_NSConcreteGlobalBlock)
栈块(_NSConcreteStackBlock)
堆块(_NSConcreteMallocBlock)

这三种block各自的存储域如下图：

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1）全局块存在于全局内存中, 相当于单例.
2）栈块存在于栈内存中, 超出其作用域则马上被销毁
3）堆块存在于堆内存中, 是一个带引用计数的对象, 需要自行管理其内存
简而言之，存储在栈中的Block就是栈块、存储在堆中的就是堆块、既不在栈中也不在堆中的块就是全局块。
遇到一个Block，我们怎么判断Block的存储位置呢？
（1）Block不访问外界变量（包括栈中和堆中的变量），Block 既不在栈又不在堆中，在代码段中，ARC和MRC下都是如此。换种说法是：“没有引用局部变量 or 全局变量 or 静态变量”，此时为全局块。
（2）Block访问外界变量
MRC 环境下：访问外界变量的 Block 默认存储栈中。（引用局部变量，不赋值给强引用）
ARC 环境下：访问外界变量的 Block 默认存储在堆中（实际是放在栈区，然后ARC情况下自动又拷贝到堆区），自动释放。（引用局部变量，并且赋值给强引用， copy 或者 strong）

ARC下，访问外界变量的 Block为什么要自动从栈区拷贝到堆区呢？

栈上的Block，如果其所属的变量作用域结束，该Block就被废弃，如同一般的自动变量。当然，Block中的__block变量也同时被废弃。如下图：

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为了解决栈块在其变量作用域结束之后被废弃（释放）的问题，我们需要把Block复制到堆中，延长其生命周期。开启ARC时，大多数情况下编译器会恰当地进行判断是否有需要将Block从栈复制到堆，如果有，自动生成将Block从栈上复制到堆上的代码。Block的复制操作执行的是copy实例方法。Block只要调用了copy方法，栈块就会变成堆块。
如下图：

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例如下面一个返回值为Block类型的函数：

typedef int (^blk_t)(int);

blk_t func(int rate) {
    return ^(int count) { return rate * count; };
}

分析可知：上面的函数返回的Block是配置在栈上的，所以返回函数调用方时，Block变量作用域就结束了，Block会被废弃。但在ARC有效，这种情况编译器会自动完成复制。

在非ARC情况下则需要开发者调用copy方法手动复制，由于开发中几乎都是ARC模式，所以手动复制内容不再过多研究。

将Block从栈上复制到堆上相当消耗CPU，所以当Block设置在栈上也能够使用时，就不要复制了，因为此时的复制只是在浪费CPU资源。

Block的复制操作执行的是copy实例方法。不同类型的Block使用copy方法的效果如下表：

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根据表得知，Block在堆中copy会造成引用计数增加，这与其他Objective-C对象是一样的。虽然Block在栈中也是以对象的身份存在，但是栈块没有引用计数，因为不需要，我们都知道栈区的内存由编译器自动分配释放。
不管Block存储域在何处，用copy方法复制都不会引起任何问题。在不确定时调用copy方法即可。

在ARC有效时，多次调用copy方法完全没有问题：

blk = [[[[blk copy] copy] copy] copy];
// 经过多次复制，变量blk仍然持有Block的强引用，该Block不会被废弃。

2、block变量与forwarding

在copy操作之后，既然block变量也被copy到堆上去了, 那么访问该变量是访问栈上的还是堆上的呢?****forwarding 终于要闪亮登场了，如下图：

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通过forwarding, 无论是在block中还是 block外访问block变量, 也不管该变量在栈上或堆上, 都能顺利地访问同一个__block变量。

六：Block循环引用

Block 循环引用的情况：
某个类将 block 作为自己的属性变量，然后该类在 block 的方法体里面又使用了该类本身，如下：

self.someBlock = ^(Type var){
    [self dosomething];
};

解决循环引用的办法：
（1）ARC 下：使用 __weak

__weak typeof(self) weakSelf = self;
self.someBlock = ^(Type var){
   [weakSelf dosomething];
};

(2) MRC 下：使用 __block

__block typeof(self) blockSelf = self;
self.someBlock = ^(Type var){
   [blockSelf dosomething];
};

值得注意的是，在ARC下，使用 __block 也有可能带来的循环引用，如下：

// 循环引用 self -> _attributBlock -> tmp -> self
typedef void (^Block)();
@interface TestObj : NSObject
{
    Block _attributBlock;
}
@end

@implementation TestObj
- (id)init {
    self = [super init];
    __block id tmp = self;
    self.attributBlock = ^{
        NSLog(@"Self = %@",tmp);
        tmp = nil;
   };
}

- (void)execBlock {
    self.attributBlock();
}
@end

// 使用类
id obj = [[TestObj alloc] init];
[obj execBlock]; // 如果不调用此方法，tmp 永远不会置 nil，内存泄露会一直在

注：部分内容参考了一些好的博客。