iOS block深入理解(一)

引言:Block的声明与赋值只是保存了一段代码段,必须调用才能执行内部代码

本文要初步解决的问题

  • block是什么?block它的内存如何分配?
  • block分类
  • MRC如何解决循环引用?ARC如何解决循环引用?
  • block的生命周期(作用域)

问题一:block本质是什么?

“ Blocks are Objective-C objects, which means they can be added to collections like NSArray or NSDictionary. ”

由此可见 Block是Objective C语言中的对象 。

苹果在block的文档中也提过这么一句:

“ As an optimization, block storage starts out on the stack—just like blocks themselves do. ”

Clang的文档中也有说明:

“ The initial allocation is done on the stack, but the runtime provides a Block_copy function ” (Block_copy在下面我会说)
Block对象与一般的类实例对象有所不同,一个主要的区别就是分配的位置不同,block默认在栈上分配,一般类的实例对象在堆上分配。

一个 block 实际是一个OC对象,它主要由一个 isa 和 一个 impl函数指针 和 一个 descriptor 组成。

一个 block 实例实际上由 6 部分构成:

  • isa 指针,所有对象都有该指针,用于实现对象相关的功能。
  • flags,用于按 bit 位表示一些 block 的附加信息,本文后面介绍 block copy 的实现代码可以看到对该变量的使用。
  • reserved,保留变量。
  • invoke,函数指针,指向具体的 block 实现的函数调用地址。
  • descriptor, 表示该 block 的附加描述信息,主要是 size 大小,以及 copy 和 dispose 函数的指针。
  • variables,capture 过来的变量,block 能够访问它外部的局部变量,就是因为将这些变量(或变量的地址)复制到了结构体中。

问题二:block内部如何实现?

  • block对象是一个结构体,结构体中的 isa指针指向自己的类(global malloc stack),结构体中有desc(结构体)描述block的信息,__forwarding指向自己或堆上自己的地址,如果block对象截获变量,这些变量也会出现在block结构体中。
  • block结构体有一个函数指针,指向block代码块。block结构体的构造函数的参数,包括函数指针,描述block的结构体,自动截获的变量(全局变量不用截获)

问题三:__block修饰变量a后发生了什么?

  • __block修饰变量a并非简单的引用了a的地址,(此时a在编译后会转变成__Block_byref_a_0 结构体,__forwarding 指针是同样是指向 a 结构体变量本身的。)

问题四:block执行,它的内部发生了什么?

  • 执行block,相当于执行block里面__forwarding里面的函数指针

** block分类**

  • NSGlockBlock
  • NSStackBlock
  • NSMallocBlock

** _NSConcreteGlobalBlock 全局的静态 block,不会访问任何外部变量。
_NSConcreteStackBlock 保存在栈中的 block,当函数返回时会被销毁。
_NSConcreteMallocBlock 保存在堆中的 block,当引用计数为 0 时会被销毁。**

Clang的文档中,只定义了两个Block类型: _NSConcreteGlobalBlock 和 _NSConcreteStackBlock 。
而在Console中的Log我们看到的3个类型应该是处理过的显示,这些字样在苹果的文档和Clang/LLVM的文档中实难找到。
通过字面上来看,可认为 _NSConcreteGlobalBlock对应于 SGlobalBlock ,_NSConcreteStackBlock对应于 NSStackBlock,而NSMallocBlock则是比较特殊的block。

NSGlobalBlock,我们只要实现一个没有对周围变量没有引用的Block,就会显示为是它。而如果其中加入了对定义环境变量的引用,就是NSStackBlock。那么NSMallocBlock又是哪来的呢?malloc一词其实大家都熟悉,就是在堆上分配动态内存时。

如果你对一个NSStackBlock对象使用了Block_copy()或者发送了copy消息,就会得到NSMallocBlock。

MRC如何解决循环引用?ARC如何解决循环引用?
MRC时期解决循环引用用__block,即在变量前使用下划线下划线block修饰,禁止Block对所引用的对象进行retain操作.

__block ViewController *vc = [[ViewController alloc] init];
// ...
vc.completionHandler =  ^(NSInteger result) {
    [vc dismissViewControllerAnimated:YES completion:nil];
};
[self presentViewController:vc animated:YES completion:^{
   [vc release];
}];

ARC时期__block并不能禁止Block对所引用的对象进行强引用.解决办法可以是在Block中将myController置空(为了可以修改myController,还是需要使用下划线下划线block对变量进行修饰)

方法一:

__block MyViewController *myController = [[MyViewController alloc] init];
// ...
myController.completionHandler =  ^(NSInteger result) {
    [myController dismissViewControllerAnimated:YES completion:nil];
    **myController = nil;**
};
[self presentViewController:myController animated:YES completion:^{}];

方法二:weak-strong dance

MyViewController *myController = [[MyViewController alloc] init];
// ...
__weak MyViewController *weakMyController = myController;
myController.completionHandler =  ^(NSInteger result) {
    MyViewController *strongMyController = weakMyController;
    if (strongMyController)
    {
        [strongMyController dismissViewControllerAnimated:YES completion:nil];
    }
    else
    {
        // Probably nothing...
    }
};
[self presentViewController:myController animated:YES completion:^{}];

MRC与ARC循环引用破除方法不同的原因:

__block在MRC下有两个作用

  1. 允许在Block中访问和修改局部变量
  2. 禁止Block对所引用的对象进行隐式retain操作
    __block在ARC下只有一个作用
  3. 允许在Block中访问和修改局部变量
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