一、什么是Block？，怎么实现的？
想要知道Block是什么？就要探究Block的本质，首先我们看下Block在编译后的文件是什么样子，可以使用clang将OC代码转为C/C++。
clang
clang -rewrite-objc 的作用是把oc代码转写成c/c++代码，我们可以用它来查看OC的底层实现。
查看当前机器已安装的 SDK
xcodebuild -showsdks
iOS SDKs:
iOS 11.2 -sdk iphoneos11.2
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Simulator - iOS 11.2 -sdk iphonesimulator11.2
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watchOS Simulator SDKs:
Simulator - watchOS 4.2 -sdk watchsimulator4.2
指定真机
xcrun -sdk iphoneos clang -rewrite-objc test.m
指定模拟器
xcrun -sdk iphonesimulator clang -rewrite-objc test.m
指定 SDK 版本
xcrun -sdk iphonesimulator10.3 clang -rewrite-objc test.m
指定 真机 + 架构模式
xcrun -sdk iphoneos clang -arch arm64 -rewrite-objc main.m
Block的本质
进入你要转换的文件所在的目下
将main.cpp文件添加到项目内，在Build Phases->Compile Sources内移除 main.cpp不让其参与编译。
点开main.cpp文件，command + ↓到最后可以看到我们main.c文件转换为main.cpp后的内容。
main.m文件内容
main.cpp文件内容
可以看到block在编译后被转为下面的格式
void (*block)(void) = ((void (*)())&__main_block_impl_0((void *)__main_block_func_0, &__main_block_desc_0_DATA));
额...，有点头大，我们去掉一些格式转换在来看看这行代码
void (*block)(void) = &__main_block_impl_0(__main_block_func_0, &__main_block_desc_0_DATA));
void (*block)(void) 表示定义一个函数指针类型为block,函数的返回值为void,参数类型为void，函数指针block指向的地址为&__main_block_impl_0(__main_block_func_0, &__main_block_desc_0_DATA,))，即为函数__main_block_impl_0(void *fp, struct __main_block_desc_0 *desc, int flags=0)的返回值的地址，__main_block_impl_0 ()是构造函数，返回的是结构体__main_block_impl_0,所以此时的函数指针block指向的是一个结构体__main_block_impl_0
可以看到__main_block_impl_0函数的返回值得地址被赋值给了block，也就是我们原来定义的blcok被转换成了__main_block_impl_0方法返回值的地址，那么__main_block_impl_0方法返回值的地址指向的是什么？,那么__main_block_impl_0函数是什么呢？
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;
}
};
此处可以看到__main_block_impl_0是个结构体，但是结构体内部有个与结构体同名的方法__main_block_impl_0(void *fp, struct __main_block_desc_0 *desc, int flags=0),这是c++中的结构体构造方法，和OC的init构造方法一样，也就是说__main_block_impl_0(void *fp, struct __main_block_desc_0 *desc, int flags=0)返回的是一个__main_block_impl_0类型的结构体，所以__main_block_impl_0方法返回值的地址指向的是一个__main_block_impl_0类型结构体。
在此我们可以初步得出个结论
Block的底层是一个__main_block_impl_0类型的结构体.
void (*block)(void) = &__main_block_impl_0(__main_block_func_0, &__main_block_desc_0_DATA));
//__main_block_impl_0 方法返回的是一个类型为 __main_block_impl_0 的结构体
// 则block 的底层是 一个类型为 __main_block_impl_0 的结构体
我们再看看__main_block_impl_0 结构体，可以看到结构体内部有两个成员变量分别为 impl和Desc,下面我们分别看看这两个成员变量是什么
成员变量: impl 类型为__block_impl
struct __block_impl {
void *isa; //和OC对象一样有个isa指针
int Flags; // 当block被copy时，应该执行的操作
int Reserved; // 保留字段
void *FuncPtr; // 方法指针
};
成员变量: Desc
static struct __main_block_desc_0 {
size_t reserved; // 保留字段
size_t Block_size; // block 的大小
}
我们将他们整合起来看下
struct __main_block_impl_0 {
// struct __block_impl impl;
void *isa; //和OC对象一样有个isa指针
int Flags; //当block被copy时，应该执行的操作
int Reserved; // 保留字段
void *FuncPtr; // 方法指针
// struct __main_block_desc_0* Desc;
size_t reserved; // 保留字段
size_t Block_size; // block 的大小
__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;
}
};
可以看到就是一个OC对象类型，有一些成员变量类型，
由此我们可以进一步得出
Block的本质是一个OC对象，因为它也有isa指针
我们再回头看下
void (*block)(void) = ((void (*)())&__main_block_impl_0((void *)__main_block_func_0, &__main_block_desc_0_DATA));
在构造__main_block_impl_0结构体是传入了两个参数__main_block_func_0和&__main_block_desc_0_DATA
参数 __main_block_func_0
static void __main_block_func_0(struct __main_block_impl_0 *__cself) {
NSLog((NSString *)&__NSConstantStringImpl__var_folders_1z_bw1zh_rj5rg3glg1bxmzmnzc0000gp_T_main_c2f71e_mi_0);
}
就是我们定义block的内部实现
^{
NSLog(@"我是一个block");
};
则参数__main_block_func_0就是一个函数指针
参数 &__main_block_desc_0_DATA
static struct __main_block_desc_0 {
size_t reserved;
size_t Block_size;
} __main_block_desc_0_DATA = { 0, sizeof(struct __main_block_impl_0)};
__main_block_desc_0_DATA方法构造了一个__main_block_desc_0结构体，__main_block_desc_0_DATA方法的两个参数0、sizeof(struct __main_block_impl_0) 分别赋值给__main_block_desc_0结构体的两个成员变量reserved、Block_size;
则参数&__main_block_func_0就是一个__main_block_desc_0类型的结构体的地址，
void (*block)(void) = ((void (*)())&__main_block_impl_0((void *)__main_block_func_0, &__main_block_desc_0_DATA));
__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;
}
由__main_block_impl_0构造方法可以看出,block保存的函数指针__main_block_func_0被赋值给了impl.FuncPtr,描述blcok的结构体被赋值给了Desc
在此，我们又再一次得出结论
Block是一个封装了函数调用的OC对象
下面我们再看另一个例子，
#import <Foundation/Foundation.h>
int main(int argc, const char * argv[]) {
@autoreleasepool {
int a = 10;
void (^block)(void) = ^{
NSLog(@"a = %d",a);
};
block();
}
return 0;
}
通过clang 转换为C++ 后
struct __main_block_impl_0 {
struct __block_impl impl;
struct __main_block_desc_0* Desc;
int a;
__main_block_impl_0(void *fp, struct __main_block_desc_0 *desc, int _a, int flags=0) : a(_a) {
impl.isa = &_NSConcreteStackBlock;
impl.Flags = flags;
impl.FuncPtr = fp;
Desc = desc;
}
};
static void __main_block_func_0(struct __main_block_impl_0 *__cself) {
int a = __cself->a; // bound by copy
NSLog((NSString *)&__NSConstantStringImpl__var_folders_1z_bw1zh_rj5rg3glg1bxmzmnzc0000gp_T_main_1f51de_mi_0,a);
}
static struct __main_block_desc_0 {
size_t reserved;
size_t Block_size;
} __main_block_desc_0_DATA = { 0, sizeof(struct __main_block_impl_0)};
int main(int argc, const char * argv[]) {
/* @autoreleasepool */ { __AtAutoreleasePool __autoreleasepool;
int a = 10;
void (*block)(void) = ((void (*)())&__main_block_impl_0((void *)__main_block_func_0, &__main_block_desc_0_DATA, a));
((void (*)(__block_impl *))((__block_impl *)block)->FuncPtr)((__block_impl *)block);
}
return 0;
}
static struct IMAGE_INFO { unsigned version; unsigned flag; } _OBJC_IMAGE_INFO = { 0, 2 };
可以看出__main_block_impl_0内也有个成员变量a,那么这个成员变量a是怎么来的呢？
int a = 10;
void (*block)(void) = ((void (*)())&__main_block_impl_0((void *)__main_block_func_0, &__main_block_desc_0_DATA, a));
由此可以看出__main_block_impl_0的构造函数传了一个参数a
__main_block_impl_0(void *fp, struct __main_block_desc_0 *desc, int _a, int flags=0) : a(_a) {
impl.isa = &_NSConcreteStackBlock;
impl.Flags = flags;
impl.FuncPtr = fp;
Desc = desc;
}
};
:a(_a) 此处是C++的特性 意思就是给将_a的值赋给a
也就是 结构体__main_block_impl_0内的a的值外面的局部变量a相同。
再看一下下面段block()编译后的代码
((void (*)(__block_impl *))((__block_impl *)block)->FuncPtr)((__block_impl *)block);
//上面的代码去掉格式强制转换和多余的()后
//block->FuncPtr(block);
可以看到OC代码block()编译后为block->FuncPtr(block)
int main(int argc, const char * argv[]) {
/* @autoreleasepool */ { __AtAutoreleasePool __autoreleasepool;
int a = 10;
void (*block)(void) = ((void (*)())&__main_block_impl_0((void *)__main_block_func_0, &__main_block_desc_0_DATA, a));
((void (*)(__block_impl *))((__block_impl *)block)->FuncPtr)((__block_impl *)block);
// block->FuncPtr(block);
}
return 0;
}
void (*block)(void) 表示定义一个函数指针类型为block,函数的返回值为void,参数类型为void，函数指针block指向的地址为&__main_block_impl_0(__main_block_func_0, &__main_block_desc_0_DATA, a))，即为函数__main_block_impl_0(void *fp, struct __main_block_desc_0 *desc, int _a, int flags=0) : a(_a)的返回值的地址，__main_block_impl_0 ()是构造函数，返回的是结构体__main_block_impl_0,所以此时的函数指针block指向的是一个结构体__main_block_impl_0
通过分析我们知道此时的函数指针block指向的是一个结构体__main_block_impl_0
((void (*)(__block_impl *))((__block_impl *)block)->FuncPtr)((__block_impl *)block);
// block->FuncPtr(block);
那么block->FuncPtr(block)就是在__main_block_impl_0结构体内找到FuncPtr函数指针调用，且传了个参数block也就是__main_block_impl_0结构体。我们已经找到FuncPtr函数指针指向的是static void __main_block_func_0(struct __main_block_impl_0 *__cself)函数
static void __main_block_func_0(struct __main_block_impl_0 *__cself) {
int a = __cself->a; // bound by copy
NSLog((NSString *)&__NSConstantStringImpl__var_folders_1z_bw1zh_rj5rg3glg1bxmzmnzc0000gp_T_main_471c8d_mi_0,a);
}
可以看到 __main_block_func_0函数内部实现是从__main_block_impl_0内部取到成员变量a的值 赋个函数内的局部变量 a 然后对局部变量 a进行操作。比如：打印a 的值
最后，我们可以得到结论
Block的本质是封装了函数调用和调用环境（要用到的外部的变量）OC对象（有isa指针）
