52个有效方法(37) - 理解“块”这一概念

块的基础知识

块类型的语法结构

return_type (^block_name)(parameters)//返回类型 (^声明的block名称)(参数列表)

• 块与函数类似，只不过是直接定义在另一个函数里，和定义他的那个函数共享一个范围内的东西。块用“^”符号来表示，后面根这一对花括号，括号里面是块的实现代码。

^{
    //Block implementation here
}

• 块是值类型。与int、float或Objective-C对象一样，也可以把块赋值给变量，然后像使用其他变量那样使用它。块类型的语法与函数指针近似。

void (^someBlock)() = ^{
    //Block implementation here
};

• 块的强大之处是：在声明它的范围里，所有变量都可以为其所捕获。这也就是说，那个范围里的全部变量，在块里依然可用。

int additional = 5;
int (^addBlock)(int a, int b) = ^(int a, int b){
    return a + b + additional;
};

int add = addBlock(2, 5);

• 加上__block修饰符，可以修改块内所捕获的变量。(默认情况下，为块所捕获的变量，是不可以在块里修改的。在本例中，假如块内的代码改动了additional变量的值，那么编译器就会报错。)

NSArray *array = @[@0, @1, @2, @3, @4, @5];
__block NSInteger count = 0;
[array enumerateObjectsUsingBlock:^(NSNumber *  _Nonnull number, NSUInteger idx, BOOL * _Nonnull stop) {
    if ([number compare:@2] == NSOrderedAscending) {
        count++;
    }
}];
//count = 2

“内联块”（inline block）

这段范例代码也演示了“内联块”（inline block）的用法。传给“enumberateObjectsUsingBlock”方法的块并未先赋值给变量，而是直接内联在函数调用里了。

• 如果块所捕获的变量是对象类型，那么就会自动保留它。系统在释放这个块的时候，也会将其一并释放。块本身可视为对象。块本身也和其他对象一样，有引用计数。当最后一个指向块的引用移走之后，块就回收了。回收时也会释放块所捕获的变量，以便平衡捕获时所执行的保留操作。

• 如果将块定义在Objective-C类的实例方法中，那么除了可以访问类的所有实例变量之外，还可以使用self变量。块总能修改实例变量，所以在声明时无须加__block。不过，如果通过读取或写入操作捕获了实例变量，那么也会自动把self变量一并捕获了，因为实例变量是与self所指代的实例关联在一起的。

• 然而，一定要记住：self也是个对象，因为块在捕获它时也会将其保留。如果self所指代的那个对象同时也保留了块，那么这种情况通常就会导致“保留环”。

块的内部结构

块的内部结构

• 每个Objective-C对象都占据着某个内存区域。因为实例变量的个数及对象所包含的关联数据互不相同，所以每个对象所占据的内存区域也有大小。块本身也是对象，在存放块对象的内存区域中，首个变量是指向Class对象的指针，该指针叫做isa（参见第14条）。其余内存里含有块对象正常运转所需的各种信息。

• 在内存布局中，最重要的就是invoke变量，这是个函数指针，指向块的实现代码。函数原型至少要接受一个void*型的参数，此参数代表块。刚才说过，块其实就是一种代替函数指针的语法结构，原来使用函数指针时，需要用“不透明的void指针”来传递状态。而改用块之后，则可以把原来用标准C语言特性所编写的代码封装成简明且易用的接口。

• descriptor变量是指向结构体的指针，每个块里都包含此结构体，其中声明了块对象的总体大小，还声明了copy与dispose这两个辅助函数所对应的函数指针。辅助函数在拷贝及丢弃块对象时运行，其中会执行一些操作，比方说，前者copy要保留捕获的回校，而后者dispose则将之释放。

• 块还把会它所捕获的所有变量都拷贝一份。这些拷贝放在descriptor变量后面，捕获了多少个变量，就要占据多少内存空间。请注意，拷贝的并不是对象本身，而是指向这些对象的指针变量。invoke函数为何需要把块对象作为参数传进来呢？原因就在于，执行块时，要从内存中把这些捕获到的变量读出来。

全局块、栈块及堆块

• 定义块的时候，其所占的内存区域是分配在栈中的。块只在定义他的那个范围内有效。例如，下面这段代码就有危险：

void (^block)();
if (/* some condition */) {
    block = ^{
        NSLog(@"Block A");
    };
}else{
    block = ^{
        NSLog(@"Block B");
    };
}
block();

定义在if及else语句中的两个块都分配在栈内存中。编译器会给每个块分配好栈内存,然而等离开了相应范围后,编译器可能把分配给块的内容覆写掉,于是运行时可能会程序崩溃。

• 可以给块对象发送copy消息以拷贝,这样就把块从栈上复制到堆上了。拷贝后的块可以在定义它的范围之外使用,而且复制到堆上后,块就成了带引用计数的对象了。由ARC负责管理释放。

void (^block)();
if (/* some condition */) {
    block = [^{
        NSLog(@"Block A");
    }; copy];
}else{
    block = [^{
        NSLog(@"Block B");
    }; copy];
}
block();

• 全局块不会捕捉任何状态,运行时也无需有状态参与,块所使用的整个内存区域在编译期已经完全确定了。块所使用的整个内存区域，在编译期已经完全确定了，因此，全局块可以声明在全局内存里，而不需要在每次用到的时候于栈中创建。下面就是一个全局块:

void (^block)() = ^{
    NSLog(@"This is a block");
};

运行全局块所需的全部信息都能在编译期确定。

要点

1. 块是C、C++、Objective-C中的词法闭包。

2. 块可接受参数，也可返回值。

3. 块可以分配在栈或堆上，也可以是全局的。分配在栈上的块可拷贝到堆里，这样的话，就和标准的Objective-C对象一样，具备引用计数了。