在网上查到,使用clang/llvm可以将代码转化成我们可以阅读的版本C++版本, 本文使用Clang
int main() {
void (^blk)(void) = ^{printf("Block\n");};
blk();
return 0;
}
在Terminal中输入cc -rewrite-objc 'main.m' 转化以后, 会生成main.cpp文件, 是C++的代码如下:
//1. __block_impl 结构体定义, 有以下成员变量: `isa`, `Flags`, `Reserved`, `FuncPtr`
struct __block_impl {
void *isa;
int Flags;
int Reserved;
void *FuncPtr;
};
//2. __main_block_impl_0 结构体定义, 新增成员变量`Desc`用于描述Block的特点, 以及一个构造函数
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;
}
};
//3. __main_block_desc_0, 用于描述特定Block的大小信息.
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)};
//4. __main_block_func_0, 特定Block实际的函数实现.
static void __main_block_func_0(struct __main_block_impl_0 *__cself) {
printf("Blocks\n");
}
//5. 实际完成
int main(int argc, const char * argv[]) {
void (*blk)() = ((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;
}
- 定义
__block_impl结构体, 用面向对象的思维,可以理解成Block类型的基类(同OC中的NSObject一样). 其中isa同Class中的isa指针一样.(具体可以参考Runtime).void *FuncPtr表示这个Block实际被调用时实际执行函数的函数指针. - 定义
__main_block_impl_0, 实际这个结构体才是main函数中我们定义的Block.这个结构体中, 有一个基类__block_impl, 以及关于本Block类型的的描述struct __main_block_desc_0* Desc, 还有这个结构体的构造函数. - 定义
__main_block_desc_0结构体,并且创建一个Block相关的描述结构体,主要是Block占用的大小. -
__main_block_func_0表示我们创建的Block变量实际会执行的函数, 也就是void *FuncPtr函数指针指向的地方. - 我们可以将
main函数改写一下:
typedef void (*func_t)(void);//重命名函数指针
int main(int argc, const char * argv[]) {
//1. 创建Block真实的变量, 构造函数里面参数是底层会调用的静态函数指针, 以及该Block的描述信息结构体变量.
struct __main_block_impl_0 tmp = __main_block_impl_0(__main_block_func_0, &__main_block_desc_0_DATA));
//2. 获取Block变量的指针
struct __main_block_impl_0 *blk_t = &tmp;
//3. 获取实际要执行函数的函数指针
func_t funcPtr = (func_t)(blk_t->impl.FuncPtr);
//4. 用函数指针执行Block中的函数
(*funcPtr)(blk_t);
return 0;
}
通过Clang编译器的转化, 我们可以清晰的看清Block的本质是一个结构体, 包含很多重要的信息.
我们知道runtime中关于OC的Class有如下信息:
typedef struct objc_class *Class;
struct objc_class {
Class isa OBJC_ISA_AVAILABILITY;
...
};
其中,也有isa这个成变量, 表示当前对象属于哪个类. 我们看到Block的本质是struct __block_impl, 它的实现中有一个isa指针,它也指向当前Block是具体哪个类. 因此,如果用面向对象的思维方式, 我们认为Block也是一个类, 只是C语言是面向过程的语言,要实现面向对象的方式,只能通过这种用结构体方式存储成员变量,用静态函数表示成员方法的形式来表示.
与此同时,我们看到Block实际执行的函数__main_block_func_0用的参数是Block本身 -- __cself, 这与OC/C++中的方法调用类似, OC/C++中成员函数的第一个参数实际上是self, 表示类本身, 我们前面理解到Block实际是一个类,那么对于它的实例方法的第一个参数就是self也不难理解了.
因此, 我们用面向对象的思维,可以这样理解Block:
-
struct __block_impl是所有Block的抽象类,抽象类中规定了Block中的几个关键的成员变量isa表示Block的具体的根类型(后面会讲到Block有3种根类型),略过Flags和reserved成员变量, 而FuncPtr是一个函数指针, 可以认为是Block类中的成员函数. -
struct __main_block_impl_0是实际项目中我们写的Block的实际类,我们创建Block时, 实际是创建的该类的实例. - 调用Block方法时, 实际调用的
实际类的实例的成员函数FuncPtr. - 用伪码写成结果如下:
Class VirtualBlock{
Class isa;
int Flags;
int reserved;
void FuncPtr(); // 实际Block中的函数指针
}
Class ConcreteBlock: VirtualBlock {
ConcreteBlockDesc desc;
ConcretBlock(...);// 构造函数
}
Class ConcreteBlockDesc {
int reserved;
int block_size;
... // 其他成员函数
}
因此这里我们可以做一个小结, Block本质是一个结构体, 或者本质上是一个类似与OC类的结构体类, 因为它有isa指针,self指针, 成员变量, 和成员函数. 唯一与真正的类的区别是: 我们创建的结构体存储在应用程序的栈上或者堆, 而OC的类内存内容存储在堆上.(后面我们会知道Block也能存储在堆上)
<<Objective-C 高级编程: iOS与OSX多线程和内存管理>>中有讲到C++的self,与Objective-C的self的底层实现.
参考资料
- <<Objective-C 高级编程: iOS与OSX多线程和内存管理>>
- https://blog.csdn.net/deft_mkjing/article/details/53149629
