Objective-C：探索block（一）

本篇文章主要讲block的基本使用和底层实现，以下将block的讲解分成三小节：

一. 什么是block

block 表面语义指“块”，在Objective-C中block就是能执行某些任务的代码块，是对C语言的扩充，从它的语法上看（请看 block的语法），block相当于带有局部变量的匿名函数。在Objective-C编程中使用block可以简化代码结构，使代码的业务逻辑更清晰。

二. block语法

1.block代码体定义

^返回类型(参数0，参数1，……){……} 其中返回类型，参数列表可以省略

示例代码：

带参有返回值：^void(int i){ NSLog(@"%d",i);}
无参无返回值：^{NSLog(@"I'am block");}

2.block 类型变量

从上面的block代码体的定义中，知道了怎样写一个代码块。但问题是如何来引用该代码块？抛砖引玉，又如我们怎样引用字符串@"hello world"，一般会先定义字符串类型变量再把字符串赋值给该变量：NSString *str=@"hello world",之后就可以通过str变量来引用@"hello world"。同理，要引用代码块，我们可以先定义一个block 类型变量，block类型变量定义：

返回类型 (^变量名)(参数0,参数1,...)

示例：

void (^myprint)(int i)=^void(int i){NSLog(@"%d",i);};
void (^myprint)(int i)=^(int i){NSLog(@"%d",i);};
void (^myprint)(void)=^{NSLog(@"hello world");};

注意：block类型变量定义，即使它的返回类型为void和参数列表为空都不能省略

3.用typedef 定义block 数据类型

如果block类型变量在代码中多处出现或作为函数的参数和返回值时，它的书写将变得很繁杂。通常，我们会用宏定义typedef 来重新定义block数据类型

typedef 返回类型(^代码块类型名)(参数列表);

示例：

typedef void(^Myprint)(int i);
#import <Foundation/Foundation.h>
int main(int argc,const char *argv[]){
  @autoreleasepool{
    Myprint myprint=^void(int i){NSLog(@"%d",i);};
    myprint(1);//使用block
  }
    return 0;
}

三. block的底层实现

想窥探block的底层实现，我们要把OC反编译成C++语言，看看block整体定义包含了哪些内容。贴出要做反编译的OC代码文件 main.m：

#import <Foundation/Foundation.h>
int main(int argc, const char * argv[]) {
    @autoreleasepool {
        void (^myprint)(void) = ^{
            NSLog(@"Hello World!");
        };
        
        myprint();
    }
    return 0;
}

进入到工程目录，在终端执行编译指令：clang -rewrite-objc main.m ，

这里写图片描述

编译后可以在main.cpp文件的尾部可以看到block 的整体定义有四部分：

//1.此结构体记录block的描述信息，它在定义时顺便初始化了个实例__main_block_desc_0_DATA
static struct __main_block_desc_0 {
//size_t可以理解成 unsigned long(但不严谨)
  size_t reserved; //指明block在内存中要保留一块内存空间的大小，这块内存区暂没用途。
  size_t Block_size;//指明block的大小 == sizeof(struct __main_block_impl_0) 
} __main_block_desc_0_DATA = { 0, sizeof(struct __main_block_impl_0)};

//2.存储与block实现相关的信息
static struct __block_impl {
  void *isa;//isa是一个void *类型（空指针类型可以指向任何类型，相当于id），在这里isa是指向了block实例，也就是指向了自己在内存中的起始地址
  int Flags; //系统默认值为0
  int Reserved; //构造方法里没看到赋值，应该是用来存储block保留内存空间大小
  void *FuncPtr; //指向block代码体实现的函数指针，block的调用关键就它了
}

//3.
//__main_block_impl_0就是block(myprint)的定义，它就是一个结构体里面包含了另外两个struct和一个结构体的构造方法（用来初始化一个结构体实例）
struct __main_block_impl_0 {
  struct __block_impl impl; //存储与block实现（代码体）相关的信息，请看//2.
  struct __main_block_desc_0* Desc; //存储block的描述信息
  //构造方法，这个方法是重点
  __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;
  }
};

//4.block代码体的实现函数，就是一个C函数，可以通过函数指针来调用
static void __main_block_func_0(struct __main_block_impl_0 *__cself) {
            printf("Hello World!");
        }
        
//这里是主函数,调用了block
int main(int argc, const char * argv[]) {
    /* @autoreleasepool */ { __AtAutoreleasePool __autoreleasepool;
     
//下面做了各种转换，拆解一下
//1.void (*myprint)(void):声明一个返回类型为空，参数为空，名称叫myprint的函数指针,它指向了block的构造方法,实质它是指向block结构体实例的指针
//2.(void (*)(__block_impl *))这是一个返回值为void，参数类型为__block_impl *的指针类型，用来修饰FuncPtr
        void (*myprint)(void) = ((void (*)())&__main_block_impl_0((void *)__main_block_func_0, &__main_block_desc_0_DATA));                    
        ((void (*)(__block_impl *)) ((__block_impl *)myprint)->FuncPtr)((__block_impl *)myprint);
    }
    return 0;
}
//转换简化一下如下：
//struct __main_block_impl_0 tmp = __main_block_impl_0((void *)__main_block_func_0, &__main_block_desc_0_DATA);
//struct __main_block_impl_0 *myprint = &tmp;
//(*myprint->impl.FuncPtr)(myprint);

由block的底层定义可以知道，block类型变量其实它是一个结构体实例与Objective-C对象极为相似，它的底层定义也解释了block为什么既可以像变量一样定义和作为参数被传递，也可以像函数一样被调用。

Block还有其它重要知识点：

基本类型变量与对象的截取
__block修饰符
block存储域
copy的使用
相互引用问题