Block的本質(zhì)

Block的本質(zhì)是一個OC對象，它內(nèi)部也有一個isa指針，
Block是封裝了函數(shù)調(diào)用和函數(shù)調(diào)用環(huán)境的OC對象

Block的底層結(jié)構(gòu)

image1.png

struct __block_impl {
  void *isa;
  int Flags;
  int Reserved;
  void *FuncPtr;
};
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;
  }
};
static void __main_block_func_0(struct __main_block_impl_0 *__cself) {

            NSLog((NSString *)&__NSConstantStringImpl__var_folders_5c_f1wlx5wn2nv1zl04kg_35prm0000gn_T_main_54fbf7_mi_0);
        }

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; 
        void (*block)(void) = ((void (*)())&__main_block_impl_0((void *)__main_block_func_0, &__main_block_desc_0_DATA));
    }
    return 0;
}
static struct IMAGE_INFO { unsigned version; unsigned flag; } _OBJC_IMAGE_INFO = { 0, 2 };

Block底層數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中有一個struct __block_impl impl和struct __main_block_desc_0* Desc

• __block_impl 中isa指針和void *FuncPtr封裝函數(shù)
• __main_block_desc_0中是Block的描述信息

Block捕獲變量

為了保證block內(nèi)部能夠正常訪問外部的變量，Block內(nèi)部有個變量捕獲機制

image2.png

image3.png

上圖顯示的是三種變量的捕獲，大家看到局部變量a在block中無法被修改，但是用static修飾的b和全局變量c可以直接修改，這是為什么呢？？？
我們使用clang編譯器編譯一下block的底層看看

image4.png

現(xiàn)在從堆棧上解釋一下為什么：

• block內(nèi)部封裝了一個函數(shù)，而變量a是屬于main函數(shù)的局部變量，如果在block中更改a的值的話，在棧中是沒法調(diào)用另一個函數(shù)的局部變量
• 使用static修飾的變量b，由于是指針引用，完全可以通過這個指針找到b，
• c是屬于全局變量，block是完全可以找到的

Block的類型

Block有3中類型，可以通過class方法或者isa指針查看具體類型，最終都是繼承自NSBlock類型,直到NSObject。

• NSGlobalBlock
• NSStackBlock
• NSMallocBlock
  
  image5.png
  
  
  image6.png
  
  
  image7.png

image8.png

在ARC中編譯器會根據(jù)集中情況，自動將棧上的block復(fù)制到堆上

• block作為函數(shù)返回值時候
• 將block賦值給__strong指針時候
• block作為Cocoa API中方法名含有usingBlock的方法參數(shù)時
• block作為GCD API的方法參數(shù)時

Block捕獲對象類型

當(dāng)block內(nèi)部訪問了對象類型的auto變量時

如果block在棧上，將不會對auto變量產(chǎn)生強引用

如果block被copy到堆上

• 會調(diào)用block內(nèi)部的copy函數(shù)，
• _Block_object_assign函數(shù)會根據(jù)auto變量的修飾符（__strong、__weak、__unsafe_unretained）做出相應(yīng)的操作，形成強引用（retain）或者弱引用
  #######如果block從堆上移除
• 會調(diào)用block內(nèi)部的dispose函數(shù)
• dispose函數(shù)內(nèi)部會調(diào)用_Block_object_dispose函數(shù)

• _Block_object_dispose函數(shù)會自動釋放引用的auto變量（release）

  
  
  image8.png

在使用clang轉(zhuǎn)換OC為C++代碼時，可能會遇到以下問題
cannot create __weak reference in file using manual reference
解決方案：支持ARC、指定運行時系統(tǒng)版本，比如
xcrun -sdk iphoneos clang -arch arm64 -rewrite-objc -fobjc-arc -fobjc-runtime=ios-8.0.0 main.m

__block修飾符

• __block可以用于解決block內(nèi)部無法修改auto變量值的問題
• __block不能修飾全局變量、靜態(tài)變量（static）
• 編譯器會將__block變量包裝成一個對象

struct __Block_byref_a_0 {
  void *__isa;
__Block_byref_a_0 *__forwarding;
 int __flags;
 int __size;
 int a;
};

struct __main_block_impl_0 {
  struct __block_impl impl;
  struct __main_block_desc_0* Desc;
  __Block_byref_a_0 *a; // by ref
  __main_block_impl_0(void *fp, struct __main_block_desc_0 *desc, __Block_byref_a_0 *_a, int flags=0) : a(_a->__forwarding) {
    impl.isa = &_NSConcreteStackBlock;
    impl.Flags = flags;
    impl.FuncPtr = fp;
    Desc = desc;
  }
};

image9.png

__block的內(nèi)存管理

• 當(dāng)block在棧上時，并不會對__block變量產(chǎn)生強引用
• 當(dāng)block被copy到堆時
  會調(diào)用block內(nèi)部的copy函數(shù)
  copy函數(shù)內(nèi)部會調(diào)用_Block_object_assign函數(shù)
  _Block_object_assign函數(shù)會對__block變量形成強引用（retain）

• 當(dāng)block從堆中移除時
  會調(diào)用block內(nèi)部的dispose函數(shù)
  dispose函數(shù)內(nèi)部會調(diào)用_Block_object_dispose函數(shù)
  _Block_object_dispose函數(shù)會自動釋放引用的__block變量（release）

  
  
  image10.png
  
  
  image11.png

__block的__forwarding指針

image12.png

對象類型的auto變量、__block變量

• 當(dāng)block在棧上時，對它們都不會產(chǎn)生強引用
• 當(dāng)block拷貝到堆上時，都會通過copy函數(shù)來處理它們
  __block變量（假設(shè)變量名叫做a）
  _Block_object_assign((void)&dst->a, (void)src->a, 8/BLOCK_FIELD_IS_BYREF/);
• 對象類型的auto變量（假設(shè)變量名叫做p）
  _Block_object_assign((void)&dst->p, (void)src->p, 3/BLOCK_FIELD_IS_OBJECT/);
• 當(dāng)block從堆上移除時，都會通過dispose函數(shù)來釋放它們
  __block變量（假設(shè)變量名叫做a）
  _Block_object_dispose((void)src->a, 8/BLOCK_FIELD_IS_BYREF*/);
• 對象類型的auto變量（假設(shè)變量名叫做p）
  _Block_object_dispose((void)src->p, 3/BLOCK_FIELD_IS_OBJECT*/);

被__block修飾的對象類型

• 當(dāng)__block變量在棧上時，不會對指向的對象產(chǎn)生強引用
• 當(dāng)__block變量被copy到堆時
  會調(diào)用__block變量內(nèi)部的copy函數(shù)
  copy函數(shù)內(nèi)部會調(diào)用_Block_object_assign函數(shù)
  _Block_object_assign函數(shù)會根據(jù)所指向?qū)ο蟮男揎椃╛_strong、__weak、__unsafe_unretained）做出相應(yīng)的操作，形成強引用（retain）或者弱引用（注意：這里僅限于ARC時會retain，MRC時不會retain）
• 如果__block變量從堆上移除
  會調(diào)用__block變量內(nèi)部的dispose函數(shù)
  dispose函數(shù)內(nèi)部會調(diào)用_Block_object_dispose函數(shù)
  _Block_object_dispose函數(shù)會自動釋放指向的對象（release）

循環(huán)引用

image13.png

image14.png

解決循環(huán)引用問題 - MRC

image.png