在網(wǎng)上查到,使用clang/llvm可以將代碼轉(zhuǎn)化成我們可以閱讀的版本C++版本, 本文使用Clang

int main() {
  void (^blk)(void) = ^{printf("Block\n");};
  blk();
  return 0;
}

在Terminal中輸入cc -rewrite-objc 'main.m' 轉(zhuǎn)化以后, 會生成main.cpp文件, 是C++的代碼如下:

//1. __block_impl 結(jié)構(gòu)體定義, 有以下成員變量: `isa`, `Flags`, `Reserved`, `FuncPtr`
struct __block_impl {
  void *isa;
  int Flags;
  int Reserved;
  void *FuncPtr;
};

//2. __main_block_impl_0 結(jié)構(gòu)體定義, 新增成員變量`Desc`用于描述Block的特點(diǎn), 以及一個構(gòu)造函數(shù)
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實(shí)際的函數(shù)實(shí)現(xiàn).
static void __main_block_func_0(struct __main_block_impl_0 *__cself) {
    printf("Blocks\n");
}

//5. 實(shí)際完成
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;
}

1. 定義__block_impl結(jié)構(gòu)體, 用面向?qū)ο蟮乃季S,可以理解成Block類型的基類(同OC中的NSObject一樣). 其中isa同Class中的isa指針一樣.(具體可以參考Runtime).void *FuncPtr表示這個Block實(shí)際被調(diào)用時實(shí)際執(zhí)行函數(shù)的函數(shù)指針.
2. 定義__main_block_impl_0, 實(shí)際這個結(jié)構(gòu)體才是main函數(shù)中我們定義的Block.這個結(jié)構(gòu)體中, 有一個基類__block_impl, 以及關(guān)于本Block類型的的描述struct __main_block_desc_0* Desc, 還有這個結(jié)構(gòu)體的構(gòu)造函數(shù).
3. 定義__main_block_desc_0結(jié)構(gòu)體,并且創(chuàng)建一個Block相關(guān)的描述結(jié)構(gòu)體,主要是Block占用的大小.
4. __main_block_func_0表示我們創(chuàng)建的Block變量實(shí)際會執(zhí)行的函數(shù), 也就是void *FuncPtr函數(shù)指針指向的地方.
5. 我們可以將main函數(shù)改寫一下:

typedef void (*func_t)(void);//重命名函數(shù)指針

int main(int argc, const char * argv[]) {
    //1. 創(chuàng)建Block真實(shí)的變量, 構(gòu)造函數(shù)里面參數(shù)是底層會調(diào)用的靜態(tài)函數(shù)指針, 以及該Block的描述信息結(jié)構(gòu)體變量.
    struct __main_block_impl_0 tmp = __main_block_impl_0(__main_block_func_0, &__main_block_desc_0_DATA));

    //2. 獲取Block變量的指針
    struct __main_block_impl_0 *blk_t = &tmp;

    //3. 獲取實(shí)際要執(zhí)行函數(shù)的函數(shù)指針
    func_t funcPtr = (func_t)(blk_t->impl.FuncPtr);

    //4. 用函數(shù)指針執(zhí)行Block中的函數(shù)
    (*funcPtr)(blk_t);
    return 0;
}

通過Clang編譯器的轉(zhuǎn)化, 我們可以清晰的看清Block的本質(zhì)是一個結(jié)構(gòu)體, 包含很多重要的信息.

我們知道runtime中關(guān)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這個成變量, 表示當(dāng)前對象屬于哪個類. 我們看到Block的本質(zhì)是struct __block_impl, 它的實(shí)現(xiàn)中有一個isa指針,它也指向當(dāng)前Block是具體哪個類. 因此,如果用面向?qū)ο蟮乃季S方式, 我們認(rèn)為Block也是一個類, 只是C語言是面向過程的語言,要實(shí)現(xiàn)面向?qū)ο蟮姆绞?只能通過這種用結(jié)構(gòu)體方式存儲成員變量,用靜態(tài)函數(shù)表示成員方法的形式來表示.

與此同時,我們看到Block實(shí)際執(zhí)行的函數(shù)__main_block_func_0用的參數(shù)是Block本身 -- __cself, 這與OC/C++中的方法調(diào)用類似, OC/C++中成員函數(shù)的第一個參數(shù)實(shí)際上是self, 表示類本身, 我們前面理解到Block實(shí)際是一個類,那么對于它的實(shí)例方法的第一個參數(shù)就是self也不難理解了.

因此, 我們用面向?qū)ο蟮乃季S,可以這樣理解Block:

1. struct __block_impl是所有Block的抽象類,抽象類中規(guī)定了Block中的幾個關(guān)鍵的成員變量isa表示Block的具體的根類型(后面會講到Block有3種根類型),略過Flags和reserved成員變量, 而FuncPtr是一個函數(shù)指針, 可以認(rèn)為是Block類中的成員函數(shù).
2. struct __main_block_impl_0是實(shí)際項(xiàng)目中我們寫的Block的實(shí)際類,我們創(chuàng)建Block時, 實(shí)際是創(chuàng)建的該類的實(shí)例.
3. 調(diào)用Block方法時, 實(shí)際調(diào)用的實(shí)際類的實(shí)例的成員函數(shù)FuncPtr.
4. 用偽碼寫成結(jié)果如下:

Class VirtualBlock{
  Class isa;
  int Flags;
  int reserved;

  void FuncPtr(); // 實(shí)際Block中的函數(shù)指針
}

Class ConcreteBlock: VirtualBlock {
  ConcreteBlockDesc desc;
  ConcretBlock(...);// 構(gòu)造函數(shù)
}

Class ConcreteBlockDesc {
  int reserved;
  int block_size;
  ... // 其他成員函數(shù)
}

因此這里我們可以做一個小結(jié), Block本質(zhì)是一個結(jié)構(gòu)體, 或者本質(zhì)上是一個類似與OC類的結(jié)構(gòu)體類, 因?yàn)樗?code>isa指針,self指針, 成員變量, 和成員函數(shù). 唯一與真正的類的區(qū)別是: 我們創(chuàng)建的結(jié)構(gòu)體存儲在應(yīng)用程序的棧上或者堆, 而OC的類內(nèi)存內(nèi)容存儲在堆上.(后面我們會知道Block也能存儲在堆上)

<<Objective-C 高級編程: iOS與OSX多線程和內(nèi)存管理>>中有講到C++的self,與Objective-C的self的底層實(shí)現(xiàn).

參考資料

1. <<Objective-C 高級編程: iOS與OSX多線程和內(nèi)存管理>>
2. https://blog.csdn.net/deft_mkjing/article/details/53149629