Block底层原理一(本质)

block底层原理

• 最新不少人在群里问，block底层原理是怎么样的，本质是什么,为啥他可以保存代码块，然后内部调用,有不少的朋友面试的时候会问到
• 首先新建一个项目

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

        int age = 10; 

        void (^block)(int, int) =  ^(int a , int b){
            NSLog(@"this is a block! -- %d", age);
            NSLog(@"this is a block!");
            NSLog(@"this is a block!");
            NSLog(@"this is a block!");
        };
       
        block(10, 10);
    }
    return 0;
}

• 现在我们就是创建了一个block,调用，我们来转换为C++代码

cd  切换到我们当前项目所在目录
clang -rewrite-objc main.m
//这个是指定模拟器和arm64架构的
xcrun -sdk iphoneos clang -arch arm64 -rewrite-objc main.m 

• 接下来就生成了cpp文件

  
  image.png

分析一下main.cpp代码

static struct __main_block_desc_0 {
  size_t reserved;
  size_t Block_size;
} __main_block_desc_0_DATA = { 0, sizeof(struct __main_block_impl_0)};
int main(int argc, const char * argv[]) {
    /* @autoreleasepool */ { __AtAutoreleasePool __autoreleasepool; 

        int age = 10;

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


        ((void (*)(__block_impl *, int, int))((__block_impl *)block)->FuncPtr)((__block_impl *)block, 10, 10);
    }
    return 0;
}

• 这段代码我们可以看出他是程序的入口
• 我们来分析一下这段代码
• 可以看出block内部实现就是 __main_block_impl_0
• 我们点开看一下 __main_block_impl_0结构体的内部

struct __main_block_impl_0 {
    struct __block_impl impl;
    struct __main_block_desc_0* Desc;
    int age;
};

struct __main_block_desc_0 {
    size_t reserved;
    size_t Block_size;
};

struct __block_impl {
    void *isa;
    int Flags;
    int Reserved;
    void *FuncPtr;
};

• block底层结构我把他抽出来一下

struct __main_block_impl_0 {
    void *isa;
    int Flags;
    int Reserved;
    void *FuncPtr;
    struct __main_block_desc_0* Desc;
    int age;
   __main_block_impl_0(void *fp, struct __main_block_desc_0 *desc, int _age, int flags=0) : age(_age) {
    impl.isa = &_NSConcreteStackBlock;
    impl.Flags = flags;
    impl.FuncPtr = fp;
    Desc = desc;
  }
};

• 从这里我们可以看出来他内部有一个isa指针，block是一个oc对象，里面封装了函数调用环境(以及对象)
• block内部里面有age对象，也就是说内存中存在外部传递的对象

block内部调用,以及实现

//调用
 void (*block)(int, int) = ((void (*)(int, int))&__main_block_impl_0((void *)__main_block_func_0, &__main_block_desc_0_DATA, age));

//实现
static void __main_block_func_0(struct __main_block_impl_0 *__cself, int a, int b) {
  int age = __cself->age; // bound by copy

            NSLog((NSString *)&__NSConstantStringImpl__var_folders_2r__m13fp2x2n9dvlr8d68yry500000gn_T_main_3f4c4a_mi_0, age);
            NSLog((NSString *)&__NSConstantStringImpl__var_folders_2r__m13fp2x2n9dvlr8d68yry500000gn_T_main_3f4c4a_mi_1);
            NSLog((NSString *)&__NSConstantStringImpl__var_folders_2r__m13fp2x2n9dvlr8d68yry500000gn_T_main_3f4c4a_mi_2);
            NSLog((NSString *)&__NSConstantStringImpl__var_folders_2r__m13fp2x2n9dvlr8d68yry500000gn_T_main_3f4c4a_mi_3);
        }

• 我们可以看到他是通过__main_block_func_0 调用的NSlog
• 我们来解析一下

他是通过创建的时候main_block_impl_0((void *)__main_block_func_0将内存地址传递给
__main_block_impl_0(void *fp, struct __main_block_desc_0 *desc, int _age, int flags=0) : age(_age){
  impl.FuncPtr = fp; //接受外部传来的内存地址
}

• 创建的时候FuncPtr保存block对象函数的内存地址
• 调用的时候通过FuncPtr内存地址去调用实现

 ((void (*)(__block_impl *, int, int))((__block_impl *)block)->FuncPtr)((__block_impl *)block, 10, 10);

//将c++代码简化 删除强制转换 内部代码为
block->FuncPtr(block);

是不是有点明白了，接下来我们再看看一个更好玩的

//将结构体转换为block底层的结构体
//我们来看看底层的东西
  struct __main_block_impl_0 *blockStruct = (__bridge struct __main_block_impl_0 *)block;

image.png

• age对象20已经存储在内存中
• 说明代码已经封装在函数内存中
• FuncPtr 0x100000eb0

image.png

• 让代码运行到block函数中

• 查看汇编的内存地址

  
  image.png
• 也就是说他存在的内存地址是ox100000eb0
• FuncPtr 0x100000eb0 函数内部的内存地址就是FuncPtr地址，他是通过FuncPtr地址直接找到函数

总结一下

面试如果问到block是怎么实现的,他是什么？如果回答是一个代码块，这样回答没错但是比较浅

• block 的本质是OC对象 里面封装了函数地址,以及调用环境(以及对象),包括大小
• block 内部是通过FuncPtr地址直接找到了函数