深入理解Block

目录

• 1.block的内部结构
• 2.捕获变量
• 3.block的类型
• 3.循环引用

一、block的内部结构

block本质上也是个OC对象，它内部也有个isa指针。

二、捕获变量

block捕获变量的规则如下：

Q：block如何捕获变量？

• 对于自动变量的捕获：会在block结构体中增加一个同名变量，将自动变量的值赋给它；
• 对于静态变量的捕获：会在block结构体中增加一个同名指针变量，将自动变量的地址赋给它。
• 对于全局变量：不截获，直接访问。

三、block的类型

在ARC环境下，编译器会根据情况自动将栈上的block复制到堆上：

• 1.block作为函数返回值时
• 2.将block赋值给__strong指针时
• 3.block作为Cocoa API中方法名含有usingBlock的方法参数时
• 4.block作为GCD API的方法参数时

每一种类型的block调用copy后的结果：

Q：下面block分别属于什么类型？ / 下面的输出是什么？

void (^block1)(void) = ^{}; 
static int static_global_val = 1;
int main(int argc, const char * argv[]) {
    @autoreleasepool {
        static int static_val = 3;
        int num = 4;
        void (^block2)(void) = ^{ static_global_val = 0; };
        void (^block3)(void) = ^{ static_val = 0; }; 
        void (^block4)(void) = ^{};
        void (^block5)(void) = ^{int a = num;};
        void (^block6)(void) = [block1 copy]; 
        void (^block7)(void) = [^{int a = num;} copy]; 

        NSLog(@"%@\n", block1); // 全局block
        NSLog(@"%@\n", block2);  // 全局block
        NSLog(@"%@\n", block3); // 全局block
        NSLog(@"%@\n", block4); // 全局block
        NSLog(@"%@\n", block5); // 堆block
        NSLog(@"%@\n", block6); // 全局block
        NSLog(@"%@\n", block7); // 堆block
        NSLog(@"%@\n", ^{int a = num;}); // 堆block
    }
    return 0;
}

三、Q：如何使被截获的自动变量能被修改？A：__block变量

3.1 基本作用

如果想要可以修改捕捉的自动变量，那么需要将其设置为__block变量。下面来演示一下。

源程序

int main(int argc, const char * argv[]) {

    __block int age = 10;
    
    void (^block)(void) = ^{
        age = 20;
    };

    block();
    NSLog(@"%d", age);
}

编译后

int main(int argc, const char * argv[]) {

    __attribute__((__blocks__(byref))) __Block_byref_age_0 age = {(void*)0,(__Block_byref_age_0 *)&age, 0, sizeof(__Block_byref_age_0), 10};

    void (*block)(void) = ((void (*)())&__main_block_impl_0((void *)__main_block_func_0, &__main_block_desc_0_DATA, (__Block_byref_age_0 *)&age, 570425344));

    ((void (*)(__block_impl *))((__block_impl *)block)->FuncPtr)((__block_impl *)block);
    NSLog((NSString *)&__NSConstantStringImpl__var_folders_by_7ktpgnl143l_zkyqrb1mc_r00000gn_T_main_188616_mi_0, (age.__forwarding->age));
}

struct __Block_byref_age_0 {
  void *__isa;
__Block_byref_age_0 *__forwarding;
 int __flags;
 int __size;
 int age;
};

可以看到__block变量被包装为一个OC对象。

struct __main_block_impl_0 {
  struct __block_impl impl;
  struct __main_block_desc_0* Desc;
  __Block_byref_age_0 *age; // 引用传递
  __main_block_impl_0(void *fp, struct __main_block_desc_0 *desc, __Block_byref_age_0 *_age, int flags=0) : age(_age->__forwarding) {
    impl.isa = &_NSConcreteStackBlock;
    impl.Flags = flags;
    impl.FuncPtr = fp;
    Desc = desc;
  }
};

static void __main_block_func_0(struct __main_block_impl_0 *__cself) {
  __Block_byref_age_0 *age = __cself->age; 

        (age->__forwarding->age) = 20; 
    }

static struct __main_block_desc_0 {
  size_t reserved;
  size_t Block_size;
  void (*copy)(struct __main_block_impl_0*, struct __main_block_impl_0*);
  void (*dispose)(struct __main_block_impl_0*);
} __main_block_desc_0_DATA = { 0, sizeof(struct __main_block_impl_0), __main_block_copy_0, __main_block_dispose_0};

可以看到__block变量会被包装为一个对象：

3.2 __forwarding指针

看这样一个例子：

__block int val = 0;

void (^blk)(void) = [^{++val;} copy];

++val;

blk();

nslog(@"%d", val);

调用copy方法，会将block变量连同__block变量都复制到堆上。

这样的情况下，++val;调用的是栈上的__block变量，而^{++val;}调用的是堆上的__block变量，正是因为__forwarding指针才将它们指向正确的位置。