block 之 block的底层实现

前言

最近在总结关于block的东西，可能会写几篇关于block的博客，语法那些就不说，这里提供一个语法的入口，我们主要探究block的底层实现、block引用局部变量、block的内存管理，今天先讲下block的底层实现。

block实例

#import <Foundation/Foundation.h>

void hello_(){
    int i = 2;
    int j = 3;
    long (^myBlock)(void) = ^long(){
        return i*j*10;
    };
}

int main(int argc, const char * argv[]) {
    @autoreleasepool {
        
 
    }
    return 0;
}

定义hello方法是方便我们等下查看编译代码的时候准确定位myBlock的实现。用clang将objected-C 代码编译为C++代码。

控制台命令：clang -rewrite-objc main.m

我们打开main.cpp文件，定位到以下代码：

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

这是block基类的定义，所有block都继承于它，拥有它以下那些属性：
isa是指向该block的类型的类，也就是我们理解的对象指针；
Flags包含了引用计数；
Reserved：保留变量,我的理解是表示block内部的变量数；
FuncPtr：函数指针，指向具体block实现的函数的调用地址；

struct __hello__block_impl_0 {
  struct __block_impl impl;
  struct __hello__block_desc_0* Desc;
  int i;
  int j;
  __hello__block_impl_0(void *fp, struct __hello__block_desc_0 *desc, int _i, int _j, int flags=0) : i(_i), j(_j) {
    impl.isa = &_NSConcreteStackBlock;
    impl.Flags = flags;
    impl.FuncPtr = fp;
    Desc = desc;
  }
};

这是myBlock的定义，它的结构体以hello打头，代表myBlock位于hello函数里，这是block的命名方式。__hello__block_desc_0指的是myBlock的描述。

static long __hello__block_func_0(struct __hello__block_impl_0 *__cself) {
  int i = __cself->i; // bound by copy
  int j = __cself->j; // bound by copy

        return i*j*10;
    }

myBlock内函数的具体实现，注意bound by copy，block对外部引用变量做只读拷贝，还有另外的一种情况，在以后讲到关于block引用局部变量的时候会说。

static struct __hello__block_desc_0 {
  size_t reserved;
  size_t Block_size;
} __hello__block_desc_0_DATA = { 0, sizeof(struct __hello__block_impl_0)};

这是myBlock的具体描述

void hello_(){
    int i = 2;
    int j = 3;
    long (*myBlock)(void) = ((long (*)())&__hello__block_impl_0((void *)__hello__block_func_0, &__hello__block_desc_0_DATA, i, j));
}

myBlock实例变量的定义

做下小小总结

block是对象；
编译器会根据block捕获的局部变量，生成具体的结构体定义。block内部的代码将会提取出来，成为一个单独的C函数(eg：__hello__block_func_0)。创建block时，实际就是在方法中声明一个struct，并且初始化该struct的成员。而执行block时，就是调用那个单独的C函数，并把该struct指针传递过去；
block中包含了被引用的局部变量(由struct持有)，也包含了控制成分的代码块(由函数指针持有)，符合闭包(closure)的概念。