iOS开发之带你畅游闭包Closure --Swift

2017-03-17 本文已影响1305人 Qinz

Qinz

在Swift中引进了闭包Closure的概念，使用起来更加的方便和简洁了，下面让我们揭开它的神秘面纱，带你畅行它执行的详细过程，熟悉理解本文中的每个实例，你就对闭包有了深刻认识了，废话不多说，开始畅游~

一：首先我们创建一个Cat的类，声明一个name的常量和description的变量

class Cat{
    let name:String
    init(name:String) {
        self.name = name
    }
    var description:String{return "<名字 \(name)>"}
    
    deinit {
        print("🐱对象被销毁")
    }
}

1.写一个延迟执行的闭包函数，这里延迟主要是方便我们接下来的观察

 
    func delay(seconds:Int,closure:@escaping ()->()){
        
        print("当前时间为\(Date())")
        
        DispatchQueue(label: "com.ys").asyncAfter(deadline: .now() + .seconds(seconds), execute: {
            
        print("延迟执行所在的线程\(Thread.current)")
            
            print("当前时间为\(Date())")
            
            print("🐱")
            
            closure()
        })
    }

2.我们来调用闭包函数

   func demo1(){
        let pokemon1 = Cat(name: "ys")
        print("-----开始执行demo1的函数-----\(pokemon1)")
        
        delay(seconds: 2, closure: {

            print("-----执行闭包中-------\(pokemon1)")
        })
        print("当前所在的线程\(Thread.current)")

        print("--------demo1的函数执行结束---------------------")
    }

3.我们来看看控制台输出了什么

-----开始执行demo1的函数-----ClosureSamples.Cat
当前时间为2017-03-17 02:10:33 +0000
--------demo1的函数执行结束---------------------
当前时间为2017-03-17 02:10:35 +0000
🐱
-----执行闭包中-------ClosureSamples.Cat

🐱对象被销毁

4.分析如下

a:首先我们调用了demo1()方法，它输出”-----开始执行demo1函数------“的log,这个毋容置疑。
b:接下来demo1()里面又调用了delay(seconds:Int,closure:@escaping ()->())这个含有闭包参数的函数，说明下，这里有一个关键字escaping表示的是逃逸闭包，就是闭包中的变量可以被捕获在调用的地方引用，这里我们研究的是闭包执行的过程，所以并没有给闭包参数。
c:执行delay()这个函数，打印出了当前的时间，我们只看秒数，因为这里我们是延迟2秒执行现在的秒数是33。
d:现在打印出”----demo1函数执行结束------“，估计在这里有些人容易懵逼，可能会想为什么不先执行DispatchQueue里面的代码打印出35秒这个当前时间呢？原因很简单，因为打印"----demo1函数执行结束------"代码在主线程中执行，而延迟执行的代码是在子线程执行的，如果你觉得还不理解，建议先看看这篇多线程的基础知识详解，点击这里跳转。
e:对于步骤d理解后，接下来我们再来看，打印出35秒的时间，说明延迟2秒代码开始执行了，然后我们在DispatchQueue中开始执行闭包closure()，这时候代码跳转至demo1()函数的delay中开始执行闭包中的代码，打印出“-----执行闭包中-------”，我们可以看到此时这只还是活着的，当闭包代码执行完毕，接着就走了Cat类中的deinit
方法，这时就挂了。

5.我们来打印出当前的线程


    func demo1(){
        let pokemon1 = Cat(name: "ys")
        print("-----开始执行demo1的函数-----\(pokemon1)")
        
        delay(seconds: 0, closure: {

            print("-----执行闭包中-------\(pokemon1)")
        })
        print("当前所在的线程\(Thread.current)")

        print("--------demo1的函数执行结束---------------------")
    }
    
    
    func delay(seconds:Int,closure:@escaping ()->()){
        
        print("当前时间为\(Date())")
        
        DispatchQueue(label: "com.ys").asyncAfter(deadline: .now() + .seconds(seconds), execute: {
            
        print("延迟执行所在的线程\(Thread.current)")
            
            print("当前时间为\(Date())")
            
            print("🐱")
            
            closure()
        })
    }

6.控制台输出为

-----开始执行demo1的函数-----ClosureSamples.Cat
当前时间为2017-03-17 02:16:25 +0000
--------demo1的函数执行结束---------------------
延迟执行所在的线程<NSThread: 0x610000066bc0>{number = 3, name = (null)}
当前时间为2017-03-17 02:16:25 +0000
🐱
-----执行闭包中-------ClosureSamples.Cat
🐱对象被销毁

总结

对于上面闭包执行过程的总结：demo1() 函数执行完毕后，闭包才开始执行；并且2秒后当闭包被执行的时候实例依然存活着。这是因为闭包捕获（强引用）了变量：编译器发现在闭包内部引用了变量，它会自动捕获该变量（默认是强引用），所以的生命周期与闭包自身是一致的。因此，闭包有点像精灵球，只要你持有着精灵球闭包，变量也就会在那里，不过一旦精灵球闭包被释放，引用的也会被释放。例子中:一旦 GCD 执行完毕，闭包就会被释放，所以的 deinit 方法也会被调用。值得注意的是 Swift 在闭包执行时才会取出捕获变量的值[^1]，所以这里的性能消耗是很小的，我们可以认为它之前捕获的是变量的引用（或指针）。

二：接下来我们在demo1的基础上加上对变量进行赋值的代码，看第二个例子

   func demo2(){
    
        var pokemon2 = Cat(name: "王子🍡")
        print("-----开始执行demo2的函数-----\(pokemon2.name)")
        delay(seconds: 2, closure: {
            
            print("-----执行闭包中-------\(pokemon2.name)")
        
        })
        pokemon2 = Cat(name: "公主👸")
        
        print("--------demo2的函数执行结束---------------------")
   
    }

1.我们看看控制台输出的内容

-----开始执行demo2的函数-----王子🍡
当前时间为2017-03-17 02:22:18 +0000
🐱对象被销毁
--------demo2的函数执行结束---------------------
延迟执行所在的线程<NSThread: 0x618000264ac0>{number = 3, name = (null)}
当前时间为2017-03-17 02:22:20 +0000
🐱
-----执行闭包中-------公主👸
🐱对象被销毁

2.分析

a 对于前两段输出内容肯定毋容置疑。
b 为什么到第三段直接输出了"对象被销毁"呢？是不是又有点懵逼了，不慌--带你看是什么原理，此处和demo1()不同的是我们将pokemon2由原来的“王子”重新赋值给了“公主”,此时引用发生了变化，所以“王子”顺利挂彩，“公主”接上，那么接下来主线程中的"--------demo2的函数执行结束---------------------"开始输出，接着延迟2秒至32,开始打印DispatchQueue中的代码，然后执行闭包，开始跳转至demo2()中的delay函数执行闭包里面的代码，打印出“-----执行闭包中-------公主”，我们可以看到此时“公主””还是活着的，当闭包代码执行完毕，接着就走了Cat类中的deinit方法，这时“公主”也挂了！
总结

对于二的总结：在创建完闭包之后修改了 pokemon 对象，闭包延迟2秒后执行（虽然此时已经脱离了 demo2() 函数的作用域），我们打印的结果是新的 pokemon 对象，而不是旧的！这是因为 Swift 默认捕获的是变量的引用:首先初始化一个值为 "王子" 的 pokemon 对象，接着修改该对象的值为 "公主"，之前值为 "王子" 的对象由于没有其他变量强引用，所以会被释放。接着闭包等待2秒钟执行，打印捕获 "公主" 变量（引用）的内容，待闭包执行完毕“公主”也就被释放了。

三：我们来看一个值类型的闭包捕获过程

  func demo3() {
        var value = 200
        print("-----开始执行demo3的函数-----\(value)")
        
        delay(seconds: 1, closure: {
            
            value = 10000
            print("-----执行闭包中-------\(value)")
        })
        
        value = 230
        print("--------demo3的函数执行结束---------------------")
    }

1.我们来看看控制台输出了什么

-----开始执行demo3的函数-----200
当前时间为2017-03-17 02:24:55 +0000
--------demo3的函数执行结束---------------------
延迟执行所在的线程<NSThread: 0x6100000701c0>{number = 3, name = (null)}
当前时间为2017-03-17 02:24:56 +0000
🐱
-----执行闭包中-------10000

总结
理解了demo2也就理解demo3了，可以看出值类型和字符串类型执行的是一样的，所以针对于demo2的特性：对于值类型也是一样的，闭包打印了新的整型变量值——尽管整型变量是值类型！因为它捕获了变量的引用，而不是变量自身的内容！,如果捕获的是变量 var（而不是常量 let），你也可以在闭包中[^2]修改它的值

四：我们在demo3的基础上做一点点小小的改动

    func demo4(){
    
        var value = 100
        
        print("-----开始执行demo4的函数-----\(value)")

        delay(seconds: 1, closure: { [oldValue = value] in
          
            
            print("-----执行闭包中-------\(oldValue)")

            })
        value = 800
        
        print("--------demo4的函数执行结束---------------------")
    }

我们来看看控制台输出了什么:很有趣是不是吗？你会发现最后输出的是100，这就是闭包一个很好的特征，可以拿到之前的值，我们在这里写了[oldValue = value]就可以拿到oldValue之前的值，也就是被赋值为800之前的值，此时的100是旧值，800是新的值。

-----开始执行demo4的函数-----100
当前时间为2017-03-17 02:29:26 +0000
--------demo4的函数执行结束---------------------
延迟执行所在的线程<NSThread: 0x618000074a40>{number = 3, name = (null)}
当前时间为2017-03-17 02:29:27 +0000
🐱
-----执行闭包中-------100

2.如果你想，800到哪里去了呢？没错，它就是此时的value,看打印输出

  
    func demo4(){
    
        var value = 100
        
        print("-----开始执行demo4的函数-----\(value)")

        delay(seconds: 1, closure: { [oldValue = value] in
          
            
            print("-----执行闭包中-------\(oldValue)")
            print("-----执行闭包中-------\(value)")
            
        })
        value = 800
        
        print("--------demo4的函数执行结束---------------------")
    }

-----开始执行demo4的函数-----100
当前时间为2017-03-17 02:30:51 +0000
--------demo4的函数执行结束---------------------
延迟执行所在的线程<NSThread: 0x60800006f0c0>{number = 3, name = (null)}
当前时间为2017-03-17 02:30:52 +0000
🐱
-----执行闭包中-------100
-----执行闭包中-------800

3.有人会想我能不能对oldValue再在闭包里面赋值呢？孩子你想多了---显然它是一个let类型啊！

五：根据以上，我们来看个稍微复杂的示例

    func demo5() {
        var pokemon = Cat(name: "王子 🍡")
        print("-----开始执行demo4的函数-----\(pokemon.name)")
        delay(seconds: 1, closure: { [pokemonCopy = pokemon] in
            
            print("-----执行闭包中-------\(pokemonCopy.name)")
            print("******执行闭包中*******\(pokemon.name)")
            
        })
        pokemon = Cat(name: "公主 👸")
        print("--------demo5的函数执行结束---------------------")
    }

1.我们来看看控制台的输出：经过上面熟悉了四个例子的前提，是不是很容易明白下面的输出结果了呢？如果还不明白，看我下面的分析。有点懵逼的就是为什么”王子 “被赋值为"公主 "之后"王子 "没有被销毁，原因就在于在闭包的参数中我们写了[pokemonCopy = pokemon]，这样我们又对旧值有了引用，不会消失了吧？我们看看有这句和没有这句的区别，下面是对比：

-----开始执行demo4的函数-----王子 🍡
当前时间为2017-03-17 02:34:41 +0000
--------demo5的函数执行结束---------------------
延迟执行所在的线程<NSThread: 0x60000007a480>{number = 3, name = (null)}
当前时间为2017-03-17 02:34:42 +0000
🐱
-----执行闭包中-------王子 🍡
******执行闭包中*******公主 👸
🐱对象被销毁
🐱对象被销毁

不写[pokemonCopy = pokemon]

    func demo5() {
        var pokemon = Cat(name: "王子 🍡")
        print("-----开始执行demo4的函数-----\(pokemon.name)")
        delay(seconds: 1, closure: {
            
//            print("-----执行闭包中-------\(pokemonCopy.name)")
            print("******执行闭包中*******\(pokemon.name)")
            
        })
        pokemon = Cat(name: "公主 👸")
        print("--------demo5的函数执行结束---------------------")
    }

控制台输出

-----开始执行demo4的函数-----王子 🍡
当前时间为2017-03-17 02:36:07 +0000
🐱对象被销毁
--------demo5的函数执行结束---------------------
延迟执行所在的线程<NSThread: 0x610000260a80>{number = 3, name = (null)}
当前时间为2017-03-17 02:36:08 +0000
🐱
******执行闭包中*******公主 👸
🐱对象被销毁

分析

a ”王子 “被创造。
b 接着闭包捕获了 ”王子 “ 的拷贝（这里实际上是捕获了 pokemon 变量的值）。所以当我们紧接着为 pokemon 变量赋新值 “公主 ” 后，“王子 ” 还没有被释放，依然被闭包所保留。
c 当我们离开 demo5 函数的作用域，”公主 “ 就被释放了，在方法内部 pokemon 变量自身只被一个强引用所保持，离开作用域强引用也就消失了。
d 稍后闭包执行时，打印了 "王子 “，这是因为在闭包创建时，捕获列表就捕获了 Pokemon。
e 最后 GCD 释放了闭包，由此可以证明闭包保持了"王子 “的引用。

六：好了，最后来看一个综合例子

1.先想想下面这段代码会怎么输出？

func demo6() {
    var pokemon = Cat(name: "王子 🍡")
    print("----- 初始化 pokemon 为 \(pokemon.name)")
    
    delay(seconds: 2, closure:  { [capturedPokemon = pokemon] in
        print("closure 1 — 旧值: \(capturedPokemon.name)")
        print("closure 1 — 新值: \(pokemon.name)")
        pokemon = Cat(name: "公主 👸")
        print("closure 1 - pokemon的值为 \(pokemon.name)")
    })
    
    pokemon = Cat(name: "爱心 ❤️")
    print("****** pokemon 发生改变为 \(pokemon.name)")
    
    delay(seconds: 2, closure:  { [capturedPokemon = pokemon] in
        print("closure 2 — 旧值: \(capturedPokemon.name)")
        print("closure 2 — 新值: \(pokemon.name)")
        pokemon = Cat(name: "青蛙 🐸")
        print("closure 2 - pokemon的值为 \(pokemon.name)")
    })
}

2.来~我们看看控制台输出结果：估计你看到又懵逼了，不急，我们来慢慢分析为什么是这样输出的，如果你理解了这个，说明闭包就真的已经深入理解了。

----- 初始化 pokemon 为王子 🍡
当前时间为2017-03-17 02:41:00 +0000
****** pokemon 发生改变为爱心 ❤️
当前时间为2017-03-17 02:41:00 +0000
延迟执行所在的线程<NSThread: 0x6000002624c0>{number = 4, name = (null)}
延迟执行所在的线程<NSThread: 0x61800007ca00>{number = 3, name = (null)}
当前时间为2017-03-17 02:41:02 +0000
当前时间为2017-03-17 02:41:02 +0000
🐱
closure 2 — 旧值: 爱心 ❤️
🐱
closure 1 — 新值: 爱心 ❤️
closure 1 — 旧值: 王子 🍡
closure 2 - pokemon的值为青蛙 🐸
closure 1 - 新值: 青蛙 🐸
🐱对象被销毁
🐱对象被销毁
closure 1 - pokemon的值为公主 👸

🐱对象被销毁
🐱对象被销毁

分析

1：输出”----- 初始化 pokemon 为王子 “肯定是毋庸置疑的。
2：输出”当前时间为2017-03-16 08:43:40 +0000“也肯定完全理解。
3：输出”****** pokemon 发生改变为爱心 ❤️“原因是这段输出是在主线程中执行，不懂点击这里先熟悉多线程知识。
4：输出”当前时间为2017-03-16 08:43:40 +0000“说明开始进入第一次调用的delay方法中。
5：输出”延迟执行所在的线程{number = 3, name = (null)}“说明进入DispatchQueue开启子线程执行代码
6：为什么在第5步输出”延迟执行所在的线程{number = 3, name = (null)}“接着打印”延迟执行所在的线程{number = 5, name = (null)}“，因为此时进入到了我们第二次调用delay的方法中，”number = 3“和”number = 5“可以看出两次调用delay的方法是在不同的子线程中进行的异步并发任务，这点不明白，还是点击这里先熟悉多线程知识。
7：输出”当前时间为2017-03-16 08:43:42 +0000“肯定也是毋庸置疑的。
8：接着又输出”当前时间为2017-03-16 08:43:42 +0000“，其实原理和5，6步是一样的，也就是它们执行的是并行任务。
9：接下来打印了一只”“，毋容置疑
10：这里开始懵逼？按照5，6和7，8的步骤规律，应该接下来再打印一只猫才对，怎么乱入了”closure 2 — 旧值: 爱心 ❤️“呢？其实这个还是并行任务的特点，我们再次运行一遍程序，发现输出结果如下：两只”“又同时输出了，其实发现它们就是打印一遍delay第一次调用的方法里面的代码，再打印一次delay第二次调用的方法里面的代码，交替进行，也没先后的。

----- 初始化 pokemon 为王子 🍡
当前时间为2017-03-17 02:43:39 +0000
****** pokemon 发生改变为爱心 ❤️
当前时间为2017-03-17 02:43:39 +0000
延迟执行所在的线程<NSThread: 0x608000071a80>{number = 3, name = (null)}
延迟执行所在的线程<NSThread: 0x610000073b80>{number = 4, name = (null)}
当前时间为2017-03-17 02:43:41 +0000
当前时间为2017-03-17 02:43:41 +0000
🐱
🐱
closure 1 — 旧值: 王子 🍡
closure 2 — 旧值: 爱心 ❤️
closure 1 — 新值: 爱心 ❤️
closure 2 — 新值: 爱心 ❤️
closure 1 - pokemon的值为公主 👸
closure 2 - pokemon的值为青蛙 🐸
🐱对象被销毁
🐱对象被销毁
🐱对象被销毁

🐱对象被销毁

11：接下来执行了closure()代码，回到delay的闭包中，一直从”closure 1 — 旧值: 王子 “到输出”closure 2 - pokemon的值为青蛙 “都是交替进行，各自输出一次的。
12：为什么最后四只”“是一起挂的，因为我们在闭包里面都对旧值有了引用，也就是和第五个步骤的原理是一样的，所以都是等闭包代码执行完才被释放。

总结：Swift中的Closure还是很方便和有趣的，了解和熟悉了它执行的过程对于以后的开发非常有利，因为你会发现在OC的工程中我们使用了大量的Block,而Swift把它变得更加优雅了。

我是Qinz,希望我的文章对你有帮助。