Blocks 概要
Blocks是C语言的扩充功能。可以用一句话来表示Blocks的扩充功能：带有自动变量（局部变量）的匿名函数。
“带有自动变量值”究竟是什么呢。
先看看C函数中可能使用的变量。
- 自动变量（局部变量）
- 函数的参数
- 静态变量（静态局部变量）
- 静态全局变量
- 全局变量
其中，在函数中多次调用之间能够传递值的变量有： - 静态变量 （静态局部变量）
- 静态全局变量
- 全局变量
虽然这些变量的作用域不同，但在整个程序当中，一个变量总保持在一个内存区域。因此，虽然多次调用函数，但该变量值总能保持不变，在任何时候以任何状态调用，使用的都是同样的变量值。
Blocks类型的变量可完全像通常的C语言变量一样使用
Blocks底层结构
首先我们通过clang将含有Blcoks语法的源代码转换为C++的源代码，具体如下
1.新建.m文件
OC代码
int main(int argc, const char * argv[]) {
@autoreleasepool {
void (^blk)(void) = ^{
printf("Block\n");
};
blk();
}
return 0;
}
2.打开终端 cd 到main.m所在文件夹
3.输入clang -rewrite-objc main.m，就会在当前文件夹内自动生成对应的main.cpp文件
文件非常长，我们直接拉到最后，找到main函数
C++代码
int main(int argc, const char * argv[]) {
/* @autoreleasepool */ { __AtAutoreleasePool __autoreleasepool;
void (*blk)(void) = ((void (*)())&__main_block_impl_0((void *)__main_block_func_0, &__main_block_desc_0_DATA));
((void (*)(__block_impl *))((__block_impl *)blk)->FuncPtr)((__block_impl *)blk);
}
return 0;
}
首先来看最初的源代码中的Block语法
^{
printf("Block\n");
};
可以看到，变换后的源代码也含有相同的表达式
static void __main_block_func_0(struct __main_block_impl_0 *__cself) {
printf("Block\n");
}
该函数的参数*__cself 为指向Block的值的变量（相当于C++里的this，OC里的self）
__cself是__main_block_impl_0 的指针
先看一下__main_block_impl_0 的结构体，该结构体我们可以从command+f 在main.cpp文件中搜索得到：
struct __main_block_impl_0 {
struct __block_impl impl;
struct __main_block_desc_0* Desc;
__main_block_impl_0(void *fp, struct __main_block_desc_0 *desc, int flags=0) {
impl.isa = &_NSConcreteStackBlock;
impl.Flags = flags;
impl.FuncPtr = fp;
Desc = desc;
}
};
该结构体的声明如下
struct __main_block_impl_0 {
struct __block_impl impl;
struct __main_block_desc_0* Desc;
}
由于转化源码之后一并写入了构造函数，所以看起来稍显复杂，第一个成员变量是impl，我们先来看一下其 __block_impl impl结构体的声明
struct __block_impl {
void *isa;
int Flags;
int Reserved;
void *FuncPtr;
};
第二个成员变量是Desc指针，以下为__main_block_desc_0结构体的声明
static struct __main_block_desc_0 {
size_t reserved;//今后版本升级所需的区域
size_t Block_size;//Blcok的大小
} __main_block_desc_0_DATA = { 0, sizeof(struct __main_block_impl_0)};
下面来看一初始化含有这些结构体__main_block_impl_0结构体的构造函数
__main_block_impl_0(void *fp, struct __main_block_desc_0 *desc, int flags=0) {
impl.isa = &_NSConcreteStackBlock;
impl.Flags = flags;
impl.FuncPtr = fp;
Desc = desc;
}
以上就是初始化 __main_block_impl_0结构体的源代码。
总结如图
接下来先看一下该构造函数的调用
void (*blk)(void) = ((void (*)())&__main_block_impl_0((void *)__main_block_func_0, &__main_block_desc_0_DATA));
去掉转化部分为
struct __main_block_impl_0 tmp = __main_block_impl_0（__main_block_func_0, &__main_block_desc_0_DATA）;
struct __main_block_impl_0 *blk = &tmp;
该源代码将struct __main_block_impl_0 结构体的自动变量，既栈上生成的__main_block_impl_0 结构体实例的指针赋值给__main_block_impl_0 结构体指针类型的变量blk。
以下为这部分对应的最初源代码
void (^blk)(void) = ^{
printf("Block\n");
};
将Block语法生成的Block赋给Block类型变量blk，它等同于将__main_block_impl_0结构体实例指针赋值给变量blk。该源代码中的Block就是__main_block_impl_0结构体类型的自动变量，即栈上生成的__main_block_impl_0 结构体实例
下面看下__main_block_impl_0结构体实例构造函数。
__main_block_impl_0((void *)__main_block_func_0, &__main_block_desc_0_DATA))
第一个参数是Block语法转化的C函数指针。第二个参数是静态全局变量初始化的__main_block_desc_0结构体实例指针。以下为__main_block_desc_0结构体实例的初始化部分代码
__main_block_desc_0_DATA = {
0,
sizeof(struct __main_block_impl_0)
};
由此可知，该源码使用Block，即__main_block_impl_0结构体实例的大小，进行初始化。
__main_block_func_0 参数是有Blcoks语法转换的C语言函数指针。
&__main_block_desc_0_DATA是作为__main_block_desc_0结构体的实例指针。
我们来确认下使用该Block的部分
blk();
这部分可转化为以下源代码
((void (*)(__block_impl *))((__block_impl *)blk)->FuncPtr)((__block_impl *)blk);
去掉转化部分
（*blk->impl.FuncPtr）（blk)
正如我们刚刚确认的，有Block语法转换的__main_block_func_0函数指针被赋值成员变量FuncPtr中。另外也说明了FuncPtr函数的参数
__cself指向了Block的值。在调用该函数的源代码中可以看出Block正是作为参数进行了传递。
Blcok即为OC的对象
截获自动变量值
Block解释为带有自动变量（局部变量）的匿名函数，带有“自动变量值”在Blocks中表现为“截获自动变量的值”。截获自动变量的值的实例如下：
int main(int argc, const char * argv[]) {
@autoreleasepool {
int dmy = 256;
int val = 10;
const char *fmt = "val = %d \n";
void (^blk)(void) = ^{
printf(fmt,val);
};
val = 2;
fmt = "these values were change. val = %d \n";
blk();
}
return 0;
}
执行结果
val = 10
该源代码中Block语法的表达式使用的是它之前声明的自动变量fmt和val。Blocks中，Block表达式获取所使用的自动变量的值，即保存该自动变量的瞬间值。所以在执行Block语法后即使改写Blcok中使用的自动变量值也不会影响Blcok执行时自动变量的值。
这就是自动变量值的截获。
通过clang -rewrite-objc main.m 分析下源代码
C++代码
int main(int argc, const char * argv[]) {
/* @autoreleasepool */ { __AtAutoreleasePool __autoreleasepool;
int dmy = 256;
int val = 10;
const char *fmt = "val = %d \n";
void (*blk)(void) = ((void (*)())&__main_block_impl_0((void *)__main_block_func_0, &__main_block_desc_0_DATA, fmt, val));
val = 2;
fmt = "these values were change. val = %d \n";
((void (*)(__block_impl *))((__block_impl *)blk)->FuncPtr)((__block_impl *)blk);
}
return 0;
}
__main_block_impl_0结构体
struct __main_block_impl_0 {
struct __block_impl impl;
struct __main_block_desc_0* Desc;
const char *fmt;
int val;
__main_block_impl_0(void *fp, struct __main_block_desc_0 *desc, const char *_fmt, int _val, int flags=0) : fmt(_fmt), val(_val) {
impl.isa = &_NSConcreteStackBlock;
impl.Flags = flags;
impl.FuncPtr = fp;
Desc = desc;
}
};
我们注意到，Blcok语法表达式中使用的自动变量被作为成员变量追加到了 __main_block_impl_0结构体中，请注意没有使用的自动变量不会增加如dmy。
在转换后的源代码中，截获到 _main_block_impl_0结构体实例的成员变量上的自动变量，这些变量在Block语法表达式之前被定义。
因此 所谓“截获自动变量值”意味着在执行Block语法时，Block语法表达式所使用的自动变量值被保存到了Block的结构体实例（即Blcok自身）中
若想在Blcok语法的表达式中将值付给在Block语法外的自动变量，需要在该自动变量上附加 _block说明符。
