Block

最简单用法:

void (^block)(void) = ^{
      NSLog(@"this is block");
      NSLog(@"this is block");
      NSLog(@"this is block");
      NSLog(@"this is block");
};      
block();
  • block本质上也是一个OC对象,它内部也有个isa指针
  • block是封装了函数调用以及函数调用环境的OC对象
  • block的底层结构如图所示
    block底层结构

block底层源码:
int age = 10;
void (^block)() = ^(){
     NSLog(@"Hello,world!%d",age);
};//创建block的时候,已经把age的值捕获(capture)进来,(变量捕获)
age = 20;
block();
打印结果:
Hello,world!10
block的变量捕获(capture)
  • 为了保证block内部能够正常访问外部的变量,block有个变量捕获机制
block访问局部变量:
int age = 10;
//默认有个auto关键字,其实等价于auto int age = 10;
//auto的意思是离开当前的大括号,变量自动销毁,
//auto:自动变量,离开作用域就销毁,所以auto只存在于局部变量
static int height = 10;
        
void (^block)(void) = ^(){
     NSLog(@"age is %d,height is %d",age,height);
};
age = 20;
height = 20;
block();
打印结果:
age is 10,height is 20

那么为什么auto和static修饰的变量会有这个区别呢?
因为auto修饰的变量可能会在内存中销毁,那么block不能去访问那块内存,

block访问全局变量:
#import <Foundation/Foundation.h>

int age_ = 10;
static int height_ = 10;

int main(int argc, const char * argv[]) {
    @autoreleasepool {
       void (^block)(void) = ^(){
            NSLog(@"age is %d,height is %d",age_,height_);
        };
        age_ = 20;
        height_ = 20;
        block();
    }
    return 0;
}
打印结果:
age is 20,height is 20
cpp编译代码

所以,全局变量不需要捕获,直接访问就可以。
那么局部变量为什么需要捕获呢?
作用域的问题,跨函数访问局部变量,需要捕获

涉及到会不会捕获的问题:先搞清楚是局部变量还是全局变量。全局变量不会捕获,局部变量会捕获

Person.m文件
例子1:
- (void)test{
    void (^block)(void) = ^{
        NSLog(@"--------%p",self);
    };
    block();
    //self需要捕获到block里边吗?
    //会捕获,self是局部变量,在c++函数test函数是默认传了两个参数,相当于void test(Person *self,SEL _cmd),参数是一种局部变量,所以会被捕获
}
例子2:
- (void)test{
    void (^block)(void) = ^{
        NSLog(@"--------%p",_name);
    };
    //_name来自于self->_name,来自于方法调用者,
    //所以只能先捕获self对象,然后再访问self里边的属性
    block();
}
例子3:
- (void)test{
    void (^block)(void) = ^{
        NSLog(@"--------%p",[self name]);
    };
    //先捕获self对象,然后再访问self里边的属性
    block();
}
例子4:
#import "Person.h"
@implementation Person
int age_ = 10;

- (void)test{
    void (^block)(void) = ^{
        NSLog(@"--------%d",age_);
    };
    block();
}//全局变量不需要捕获
@end
Block类型
  • block有3种类型,可以通过调用class方法或者isa指针查看具体类型,最终都是继承自NSBlock类型
    1.NSGlobalBlock (_NSConcreteGlobalBlock)
    2.NSStackBlock(_NSConcreteStackBlock)
    3.NSMallocBlock(_NSConcreteMallocBlock)
void (^block1)(void) = ^{
      NSLog(@"Hello");
};
int age = 10;
void (^block2)(void) = ^{
      NSLog(@"Hello - %d",age);
};
NSLog(@"%@ : %@ : %@",[block1 class],[block2 class],[^{
     NSLog(@"%d",age);
} class]);
打印结果:
__NSGlobalBlock__ : __NSMallocBlock__ : __NSStackBlock__

用clang编译的c++文件写的isa都是&_NSConcreteStackBlock 类型,
这里需要注意一点就是:一切以运行时的结果为准,
clang c++生成的文件有的时候只能作为参考
应用程序的内存分配

如何判断block是哪种类型的?
void (^block1)(void) = ^{
     NSLog(@"block1----");
};
NSLog(@"%@",[block1 class]);
打印结果:
__NSGlobalBlock__

int a = 10;
void (^block1)(void) = ^{
       NSLog(@"block1----%d",a);
};
NSLog(@"%@",[block1 class]);
打印结果:
__NSMallocBlock__
(这里为什么和上面的图片不一样呢,访问了auto变量,不是应该是__NSStackBlock__类型么?这里需要注意把arc关闭,因为arc做了好多事情,关闭如下图所示,关掉之后再build一次。)
打印结果:
__NSStackBlock__
关闭arc
void (^block)(void);
void test2()
{
    int age = 10;
    block = ^{
        NSLog(@"block-----%d",age);
    };
}
int main(int argc, const char * argv[]) {
    @autoreleasepool {
        // insert code here...
        test2();
        block();
        打印结果:
        block-----67940808
        乱码原因:block访问了auto变量所以是__NSStackBlock__,保存在栈内存中,test2()函数调用完,栈内存中的数据就被释放了,所以如果想不被释放,就要把block变成__NSMallocBlock__,即__NSStackBlock__调用copy就升级为__NSMallocBlock__
    }
    return 0;
}

NSStackBlock调用copy就升级为NSMallocBlock代码如下:

void (^block)(void);
void test2()
{
    int age = 10;
    block = [^{
        NSLog(@"block-----%d",age);
    } copy];
}
int main(int argc, const char * argv[]) {
    @autoreleasepool {
        // insert code here...
        test2();
        block();
        打印结果:block-----10
    }
    return 0;
}
  • 每一种类型的block调用copy后的结果如下所示:

插播:想知道类对象存在哪里,如下试验

int age = 10;
int main(int argc, const char * argv[]) {
    @autoreleasepool {
        // insert code here...
        int a = 20;
        NSLog(@"age %p",&age);
        NSLog(@"a %p",&a);
        NSLog(@"obj %p",[[NSObject alloc] init]);
        NSLog(@"class %p",[Person class]);
        打印结果:  
        age 0x100008204(数据段)
        a 0x3040cb20c     (栈)
        obj 0x108e154e0  (堆)
        class 0x1000081a8  (和age的地址很相似,所以存在于数据段)
    }
    return 0;
}
block的copy
  • 在ARC环境下,编译器会根据情况自动将栈上的block复制到堆上,比如以下情况:
    1.block作为函数返回值时,代码示例如下:
typedef void(^Block)(void);

Block myblock()
{
    int age = 10;
    return ^{
        NSLog(@"-------%d",age);
    };
}
int main(int argc, const char * argv[]) {
    @autoreleasepool {
        // insert code here...
        
        Block block = myblock();
        block();
        NSLog(@"class = %@",[block class]);
        打印结果:
        -------10
        class = __NSMallocBlock__
    }
    return 0;
}

2.将block赋值给__strong指针时

int main(int argc, const char * argv[]) {
    @autoreleasepool {
         int age = 10;
        Block block = ^{
            NSLog(@"---%d",age);
        };
        NSLog(@"class = %@",[block class]);
    }
    return 0;
}
ARC环境下打印结果:
class = __NSMallocBlock__
MRC环境下打印结果:
class = __NSStackBlock__

如果把上边的代码换成如下没有强指针指向,就不会自动将block复制到堆上。

int main(int argc, const char * argv[]) {
    @autoreleasepool {
          int age = 10;
//        Block block = ^{
//            NSLog(@"---%d",age);
//        };
        NSLog(@"class = %@",[^{
            NSLog(@"---%d",age);
        } class]);
    }
    return 0;
}
ARC环境下打印结果:
class = __NSStackBlock__

3.block作为Cocoa API中方法名含有usingBlock的方法参数时

NSArray *array = @[];
[array enumerateObjectsUsingBlock:^(id  _Nonnull obj, NSUInteger idx, BOOL * _Nonnull stop) {
                    
}];

static dispatch_once_t onceToken;
dispatch_once(&onceToken, ^{
            
});

dispatch_after(dispatch_time(DISPATCH_TIME_NOW, (int64_t)(1.0 * NSEC_PER_SEC)), dispatch_get_main_queue(), ^{
            
});
对象类型的auto变量
  • 当block内部访问了对象类型的auto变量时
    - 如果block是在栈上,将不会对auto变量产生强引用
    - 如果block被拷贝到堆上:会调用block内部的copy函数;copy函数内部会调用_Block_object_assign函数; _Block_object_assign函数会根据auto变量的修饰符(__strong__weak__unsafe_unretained)做出相应的操作,类似于retain(形成强引用、弱引用)
    - 如果block从堆上移除:会调用block内部的dispose函数;dispose函数内部会调用_Block_object_dispose函数;_Block_object_dispose函数会自动释放引用的auto变量,类似于release
__weak问题解决
  • 在使用clang转换为OC为C++代码时,可能会遇到以下问题:cannot create __weak reference in file using manual reference
  • 解决方案:支持ARC、指定运行时系统版本,比如:
    xcrun -sdk iphoneos clang -arch arm64 -rewrite-objc -fobjc-arc -fobjc-runtime=ios-8.0.0 main.m
__block修饰符
int main(int argc, const char * argv[]) {
    @autoreleasepool {
        int age = 10;
        Block block = ^{
            age = 20;
            //报错:Variable is not assignable (missing __block type specifier)
            //报错,默认情况下,block是不能修改外面的值的
            NSLog(@"age is %d",age);
        };
        block();
    }
    return 0;
}

如果block想修改外面的值,那么可以把外面的值的属性用static修饰,写法如下:

int main(int argc, const char * argv[]) {
    @autoreleasepool {
        static int age = 10;
        Block block = ^{
            age = 20;
            NSLog(@"age is %d",age);
        };
        block();
    }
    return 0;
}

或者把局部变量设置为全局变量,写法如下:

int age = 10;
int main(int argc, const char * argv[]) {
    @autoreleasepool {
        Block block = ^{
            age = 20;
            NSLog(@"age is %d",age);
        };
        block();
    }
    return 0;
}

还有一种方法是用__block,(因为如果我只是想临时用变量,static修饰的变量或者全局变量会一直存在内存中),写法如下:

int main(int argc, const char * argv[]) {
    @autoreleasepool {
        __block int age = 10;
        Block block = ^{
            age = 20;
            NSLog(@"age is %d",age);
        };
        block(); 
    }
    return 0;
}
  • __block可以用于解决block内部无法修改auto变量值的问题
  • __block不能修饰全局变量、静态变量(static
  • 编译器会将__block变量包装成一个对象
__block的内存管理
  • 当block在栈上时,并不会对__block变量产生强引用
  • 当block被copy到堆时:会调用block内部的copy函数;copy函数内部会调用_Block_object_assign函数;_Block_object_assign函数会对__block变量形成强引用(retain)
  • 当block从堆中移除时:会调用block内部的dispose函数;dispose函数内部会调用_Block_object_dispose函数;_Block_object_dispose函数会自动释放引用的__block变量(release)
对象类型的auto变量、__block变量
  • 当block在栈上时,对它们都不会产生强引用
  • 当block拷贝到堆上时,都会通过copy函数来处理它们
    __block变量(假设变量名叫做a):_Block_object_assign((void )&dst->a,(void )src->a,8/BLOCK_FIELD_IS_BYREF/);
    对象类型的auto变量(假设变量名叫做p)
    _Block_object_assign((void )&dst->p,(void )src->p,3/BLOCK_FIELD_IS_OBJECT/);
  • 当block从堆上移除时,都会通过dispose函数来释放它们
    __block变量(假设变量名叫做a):
    _Block_object_dispose((void )src->a,8/BLOCK_FIELD_IS_BYREF/);
    对象类型的auto变量(假设变量名叫做p)
    _Block_object_dispose((void )src->p,3/BLOCK_FIELD_IS_OBJECT
    /);
__block的__forwarding指针
被__block修饰的对象类型
  • 当__block变量在栈上时,不会对指向的对象产生强引用
  • 当__block变量被copy到堆时:会调用__block变量内部的copy函数;copy函数内部会调用_Block_object_assign函数;_Block_object_assign函数会根据所指向对象的修饰符(__strong、__weak、__unsafe_unretained)做出相应的操作,形成强引用(retain)或者弱引用(注意:这里仅限于ARC时会retain,MRC时不会retain)
  • 如果__block变量从堆上移除:会调用__block变量内部的dispose函数;dispose函数内部会调用_Block_object_dispose函数;_Block_object_dispose函数会自动释放指向的对象(release)
block的循环引用的问题
int main(int argc, const char * argv[]) {
    @autoreleasepool {
         Person *person = [[Person alloc] init];
        person.age = 10;
        person.block = ^{
            NSLog(@"age is----%d",person.age);
        };
    }
    NSLog(@"11111111");
    return 0;
}

解决循环引用问题 - ARC
  • 用__weak、__unsafe_unretained解决,
    __weak:不会产生强引用,指向的对象销毁时,会自动让指针置为nil
    __unsafe_unretained :不会产生强引用,不安全,指向的对象销毁时,指针存储的地址值不变。(不常用)
#import <Foundation/Foundation.h>
#import "Person.h"
int main(int argc, const char * argv[]) {
    @autoreleasepool {
         Person *person = [[Person alloc] init];
        person.age = 10;
        
        __weak Person *weakPerson = person;
       //或者下边的写法:
       // __weak typeof(person) weakPerson = person;
      //或者
      //__unsafe_unretained Person *weakPerson = person;
        person.block = ^{
            NSLog(@"age is----%d",weakPerson.age);
        }; 
    }
    NSLog(@"11111111");
    return 0;
}

  • 用__block解决(必须要调用block)
#import <Foundation/Foundation.h>
#import "Person.h"
int main(int argc, const char * argv[]) {
    @autoreleasepool {
        __block Person *person = [[Person alloc] init];
        person.age = 10;
        
        person.block = ^{
            NSLog(@"age is----%d",person.age);
            person = nil;
        };
        person.block();
    }
    return 0;
}
解决循环引用问题 - MRC

MRC不支持__weak的

  • 用__unsafe_unretained解决


  • 用__block解决


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