block的實質(zhì)

說簡單點，block就是匿名函數(shù)，和C語言的函數(shù)相比就有兩點不同

1. 沒有函數(shù)名
2. 帶有“^”

但是block本質(zhì)究竟是個什么鬼？？？

下面我們寫一個簡單的block

int main(int argc, const char * argv[]) {
    @autoreleasepool {
        void (^block)(void) = ^{
            printf("I am a block");
        };
        
        block();
    }
    return 0;
}

幸運的是，clang為我們提供了把代碼轉(zhuǎn)化為可讀源代碼的功能，我們可以通過“-rewrite-objc”選項就能把我們的代碼轉(zhuǎn)化為C++代碼，雖然轉(zhuǎn)化后的文件是.cpp，其實本質(zhì)就是C語言。

clang -rewrite-objc 源代碼 

這里簡單說一下clang，clang可以帶很多參數(shù)，比如:

xcrun -sdk iphoneos clang -arch arm64 -rewrite-objc 源代碼 -o 目標文件

假如有鏈接庫的話還可以加-framework 等等，具體的大家clang -help就可以了

我們寫的這個block可以說是最簡單的一個block了，它沒有參數(shù)沒有返回值。

該源代碼通過clang變換為以下形式：

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) {
            printf("I am a block");
        }

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));

        ((void (*)(__block_impl *))((__block_impl *)block)->FuncPtr)((__block_impl *)block);
    }
    return 0;
}

看到以上的代碼，相信很多人表情是黑人問號臉，不過不用緊張，這段代碼雖然相對于我們的源碼變長了很多，我們只要靜下心來仔細分析下，其實很簡單，首先我們先看block的實現(xiàn)

^{
   printf("I am a block");
 };

變換后的源代碼為

static void __main_block_func_0(struct __main_block_impl_0 *__cself) {
            printf("I am a block");
        }

這是一個典型的C語言函數(shù)了，函數(shù)名為__main_block_func_0， 參數(shù)為__main_block_impl_0結(jié)構(gòu)體指針，此處函數(shù)名的生成是根據(jù)block語法所屬的函數(shù)名（我們這里是寫在main函數(shù)中了）和該Block語法在該函數(shù)出現(xiàn)的順序（此處是0），函數(shù)的參數(shù)__cself相當于C++或java中的this，相當于OC中的self,其實__cself即為指向block值的變量，不過我們這里block語法中就一個簡單的打印語句，用不到__cself，后面我會介紹使用__cself的例子。

我們再來分析一下__main_block_impl_0結(jié)構(gòu)體

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;
  }
};

因為這段代碼里包含了構(gòu)造函數(shù)，看起來還是比較復(fù)雜，我們可以先除去構(gòu)造函數(shù)，這樣就會變得非常簡單，如下

struct __main_block_impl_0 {
  struct __block_impl impl;
  struct __main_block_desc_0* Desc;
};

這樣就看起來清爽多了，這個結(jié)構(gòu)體就包含兩個成員變量，第一個是impl,類型是

struct __block_impl {
  void *isa;
  int Flags;
  int Reserved;
  void *FuncPtr;
};

第二個成員變量是Desc指針，類型是

static struct __main_block_desc_0 {
  size_t reserved;
  size_t Block_size;
}

OK，現(xiàn)在我們再來看看struct __main_block_impl_0的構(gòu)造函數(shù)

__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;
  }

現(xiàn)在我們把__main_block_impl_0拆分開分析完了，以上就是初始化結(jié)構(gòu)體成員的源代碼，我們先不看每個成員什么意思，我們先來看看該構(gòu)造函數(shù)的調(diào)用

void (*block)(void) = ((void (*)())&__main_block_impl_0((void *)__main_block_func_0, &__main_block_desc_0_DATA));

因為強轉(zhuǎn)太多，我們把強轉(zhuǎn)的部分去掉，如下:

struct __main_block_impl_0 tmp = __main_block_impl1_0(__main_block_func_0,&__main_block_desc_0_DATA);
struct __main_block_impl_0 * block = &tmp;

這樣就很容易理解了，就是一個簡單的結(jié)構(gòu)體指針賦值，即把棧上生成的__main_block_impl1_0結(jié)構(gòu)體實例的指針，賦值給__main_block_impl1_0結(jié)構(gòu)題指針類型的變量，上面這部分代碼就是對應(yīng)源碼中的

void (^block)(void) = ^{
     printf("I am a block");
};

將Block語法生成的Block賦給Block類型變量block，它等同于將__main_block_impl_0結(jié)構(gòu)體實例的指針賦給block，我們來看下__main_block_impl_0結(jié)構(gòu)體實例的構(gòu)造參數(shù)

__main_block_impl1_0(__main_block_func_0,&__main_block_desc_0_DATA);

第一個參數(shù)是由Block語法轉(zhuǎn)換的C語言函數(shù)指針，第二個參數(shù)是作為靜態(tài)全局變量初始化的__main_block_desc_0的結(jié)構(gòu)體實例指針，__main_block_desc_0的初始化部分如下：

static struct __main_block_desc_0_DATA = { 0, sizeof(struct __main_block_impl_0)};

由此可知，該源代碼使用Block，即__main_block_impl_0結(jié)構(gòu)體實例的大小進行初始化，我們再看看__main_block_impl1_0結(jié)構(gòu)體實例是怎么根據(jù)這些參數(shù)進行初始化的，我們展開__main_block_impl1_0結(jié)構(gòu)體中的__block_impl結(jié)構(gòu)體，可記述為如下形式：

struct __main_block_impl_0 {
  void *isa;
  int Flags;
  int Reserved;
  void *FuncPtr;
struct __main_block_desc_0 * Desc;
};

該結(jié)構(gòu)體構(gòu)造函數(shù)會這樣初始化

isa = &_NSConcreteStackBlock;
Flags = 0;
Reserved = 0;
FuncPtr = __main_block_func_0;
Desc = &__main_block_desc_0_DATA;

我們再來看一下使用block的部分

block();

這部分可變換為以下源碼

((void (*)(__block_impl *))((__block_impl *)block)->FuncPtr)((__block_impl *)block);

去掉轉(zhuǎn)換部分

(*block->impl.FuncPtr)(block);

這就是簡單的使用函數(shù)指針調(diào)用函數(shù)了，由Block語法轉(zhuǎn)換的main_block_func_0函數(shù)的指針被賦值給成員變量FuncPtr中，到此我們總算是摸清了block的實質(zhì)，調(diào)用時就是一個簡單的函數(shù)調(diào)用，當然，我們只是說了關(guān)于block的調(diào)用過程，關(guān)于block的問題還有很多，如循環(huán)引用，截獲自動變量值等，后面的文章我會詳細講解。