閑來無事，總結(jié)了一下 block 的幾點(diǎn)知識(shí)，以作鞏固，歡迎指正。
一、block 的本質(zhì)
block 本質(zhì)上是一個(gè) OC 對(duì)象，它內(nèi)部有一個(gè) isa 指針。
block 是封裝了函數(shù)調(diào)用以及函數(shù)環(huán)境的 OC 對(duì)象。
要研究 block 在底層編譯器具體的源碼實(shí)現(xiàn)方式，可以使用 llvm 編譯器中的 clang 命令clang -rewrite-objc main.m查看，它會(huì)將 OC 的源碼 main.m 文件改寫成 C++ 的 main.cpp 文件（但只可作為參考，因?yàn)?llvm 編譯器生成的中間文件和 C++ 文件還是有所差異的）。更加完整的命令是：xcrun -sdk iphoneos clang -arch arm64 -rewrite-objc main.m，感興趣的可以試一試。
從源碼中可以發(fā)現(xiàn)，block 在轉(zhuǎn)換成 C++ 的時(shí)候顯示為：
struct __block_impl {
void *isa;
int Flags;
int Reserved;
void *FuncPtr; //block中調(diào)用的函數(shù)的地址
};
// block的描述信息
static struct __main_block_desc_0 {
size_t reserved;
size_t Block_size; //block所占的內(nèi)存大小
}
// block的源碼結(jié)構(gòu)
struct __main_block_impl_0 {
struct __block_impl impl;
struct __main_block_desc_0* Desc;
};
顯而易見，block 結(jié)構(gòu)體的第一個(gè)元素是結(jié)構(gòu)體 __block_impl，而 __block_impl 結(jié)構(gòu)體的第一個(gè)元素是 isa，由此可知 block 實(shí)際上是一個(gè) OC 對(duì)象。
其次，我們都知道 OC 對(duì)象都有其類型，可調(diào)用-class方法查看對(duì)象所屬的類。
void (^block)(void) = ^{
NSLog(@"hello");
};
NSLog(@"%@", [block class]);
NSLog(@"%@", [[block class] superclass]);
NSLog(@"%@", [[[block class] superclass] superclass]);
NSLog(@"%@", [[[[block class] superclass] superclass] superclass]);
明顯看出，__NSGlobalBlock __ 繼承自__NSGlobalBlock，__NSGlobalBlock 繼承自 NSBlock，NSBlock 繼承自NSObject，即 block 所屬的類最終是繼承自 NSObject 的，所以說 block 是 OC 對(duì)象。
二、block分類
OC 中有3種類型的 block，可以通過調(diào)用 class 方法或者 isa 指針查看具體類型，最終都是繼承自 NSBlock 類。
1、_NSConcreteGlobalBlock 全局的靜態(tài) block，在常量區(qū)（數(shù)據(jù)區(qū)域），不會(huì)訪問任何外部變量。
2、_NSConcreteStackBlock 保存在棧中的 block，當(dāng)函數(shù)返回時(shí)會(huì)被銷毀。
3、_NSConcreteMallocBlock 保存在堆中的 block，動(dòng)態(tài)分配內(nèi)存，當(dāng)引用計(jì)數(shù)為 0 時(shí)會(huì)被銷毀。
// _NSConcreteGlobalBlock：沒有訪問auto變量
void (^block)(void) = ^{
NSLog(@"hello");
};
NSLog(@"%@", [block class]); //輸出__NSGlobalBlock__
// _NSConcreteStackBlock ：訪問了auto變量
int a = 10;
NSLog(@"%@", [^{
NSLog(@"hello %d", a);
} class]); //輸出__NSStackBlock__
// _NSConcreteMallocBlock：__NSStackBlock__調(diào)用copy方法
int a = 10;
void (^block)(void) = [^{
NSLog(@"hello %d", a);
} copy];
NSLog(@"%@", [block class]);//輸出__NSMallocBlock__
注意！在ARC環(huán)境下，編譯器會(huì)根據(jù)情況自動(dòng)將棧上的 block 復(fù)制到堆上，比如以下情況：
1、block 作為函數(shù)返回值時(shí)
2、將 block 賦值給 __strong 指針時(shí)
3、block 作為 Cocoa API 中方法名含有 usingBlock 的方法參數(shù)時(shí)
4、block 作為 GCD API 的方法參數(shù)時(shí)
當(dāng) block 內(nèi)部訪問了對(duì)象類型的 auto 變量的時(shí)候，會(huì)產(chǎn)生兩種可能：
1、如果 block 是在棧上，將不會(huì)對(duì) auto 變量產(chǎn)生強(qiáng)引用；
2、如果 block 被拷貝到堆上，會(huì)調(diào)用 block 內(nèi)部的copy函數(shù)，copy函數(shù)內(nèi)部會(huì)調(diào)用_Block_object_assign函數(shù)，_Block_object_assign函數(shù)會(huì)根據(jù) auto 變量的修飾符（__strong、__weak、__unsafe_unretained）操作，類似于 retain （形成強(qiáng)引用、弱引用）。
如果 block 從堆上移除，會(huì)調(diào)用 block 內(nèi)部的dispose函數(shù)，dispose函數(shù)內(nèi)部會(huì)調(diào)用_Block_object_dispose函數(shù)，_Block_object_dispose函數(shù)會(huì)自動(dòng)釋放引用的 auto 變量，類似于 release。
三、block 的變量捕獲
問題1：下面的代碼輸出結(jié)果為何？
int a = 10;
void (^block)(void) = ^{
NSLog(@"a = %d", a);
};
a = 20;
block();
通過終端命令，可以查看到編譯后的最終代碼如下：
// 當(dāng)前block的結(jié)構(gòu)
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;
}
};
int a = 10;
//此時(shí)傳入的參數(shù)a=10，通過__main_block_impl_0函數(shù)傳入的最后一個(gè)參數(shù)為a，被block結(jié)構(gòu)體內(nèi)部的int a;元素所捕獲，故此block結(jié)構(gòu)體內(nèi)部的a元素保存的是傳入的參數(shù)a的值
void (*block)(void) = ((void (*)())&__main_block_impl_0((void *)__main_block_func_0, &__main_block_desc_0_DATA, a));
//再修改外部參數(shù)a=20也無用，因?yàn)檫@并不影響block結(jié)構(gòu)體內(nèi)部a元素的值
a = 20;
((void (*)(__block_impl *))((__block_impl *)block)->FuncPtr)((__block_impl *)block);
問題2：若將上述問題中的int a = 10;修改成static int a = 10;，結(jié)果是否會(huì)有所不同？
同上，粘代碼便一目了然（截取部分 OC 代碼與 C++ 代碼）。
/***** 編譯前的OC代碼 *****/
static int a = 10;
void (^block)(void) = ^{
NSLog(@"a = %d", a);
};
a = 20;
block();
/***** 編譯后的C++代碼 *****/
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 int a = 10;
//此時(shí)傳入的參數(shù)a=10，通過__main_block_impl_0函數(shù)傳入的最后一個(gè)參數(shù)為&a，被block結(jié)構(gòu)體內(nèi)部的int *a;元素所捕獲，故此block結(jié)構(gòu)體內(nèi)部的指針a元素保存的是傳入的參數(shù)a的地址值
void (*block)(void) = ((void (*)())&__main_block_impl_0((void *)__main_block_func_0, &__main_block_desc_0_DATA, &a));
//再修改外部參數(shù)a=20，在調(diào)用block函數(shù)時(shí)，因其結(jié)構(gòu)體內(nèi)部a元素保存的是外部參數(shù)a的地址值，此時(shí)該地址值所指向的外部參數(shù)a=20
a = 20;
((void (*)(__block_impl *))((__block_impl *)block)->FuncPtr)((__block_impl *)block);
問題3：若將上述問題中的int a = 10;聲明為全局變量，結(jié)果又是否會(huì)有所不同？
同上，粘代碼便一目了然（截取部分 C++ 代碼）。
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;
}
};
void (*block)(void) = ((void (*)())&__main_block_impl_0((void *)__main_block_func_0, &__main_block_desc_0_DATA));
a = 20;
((void (*)(__block_impl *))((__block_impl *)block)->FuncPtr)((__block_impl *)block);
總結(jié)：
為了保證 block 內(nèi)部能夠正常訪問外部的變量，block 有個(gè)變量捕獲機(jī)制：
全局變量：不捕獲到 block 內(nèi)部，直接訪問
局部變量：捕獲到 block 內(nèi)部，其中auto變量通過值傳遞訪問，static變量通過指針傳遞訪問
備注：auto自動(dòng)變量，離開作用域就會(huì)被銷毀。
四、__block 的作用
int age = 10;
void (^block)(void) = ^{
NSLog(@"age is %d", age);
};
block();
毫無疑問，控制臺(tái)會(huì)輸出 “age is 10”。如果想在 block 代碼塊中修改局部變量 age 的值為20，該怎么做？
直接修改肯定會(huì)報(bào)錯(cuò)，當(dāng)然可以直接將 age 定義為 static 變量或者全局變量，問題就會(huì)迎刃而解。但是這樣的話，age 就會(huì)一直存在在內(nèi)存的全局區(qū)中，這并不是最理想的狀態(tài)，希望 age 還是一個(gè)臨時(shí)變量，在不用的時(shí)候會(huì)自動(dòng)銷毀。這時(shí)候可以使用 __block 修飾 age 即可。
__block int age = 10;
void (^block)(void) = ^{
age = 20;
NSLog(@"age is %d", age);
};
block();
此時(shí)控制臺(tái)會(huì)輸出 “age is 20”。用 __block 的好處是不會(huì)修改變量的性質(zhì)，age 還是一個(gè) auto 類型的自動(dòng)變量。
__block 可以用來用于解決 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(huì)將 __block 變量包裝成一個(gè)對(duì)象。
上面的代碼中__block int age = 10;會(huì)編譯成下面的代碼結(jié)構(gòu)：
struct __Block_byref_age_0 {
void *__isa;
__Block_byref_age_0 *__forwarding; //指向結(jié)構(gòu)體自身的指針
int __flags;
int __size;
int age; //這個(gè)age才是對(duì)應(yīng)外部 __block 修飾的局部變量，共享同一塊內(nèi)存地址
};
//block 內(nèi)部有個(gè) *age 指針，指向 __Block_byref_age_0 結(jié)構(gòu)體，__Block_byref_age_0 結(jié)構(gòu)體內(nèi)部有 int age ；通過 __Block_byref_age_0 結(jié)構(gòu)體的 __forwarding 指針找到其內(nèi)部 age 的內(nèi)存地址，并修改其值，完成修改。
struct __main_block_impl_0 {
struct __block_impl impl;
struct __main_block_desc_0* Desc;
__Block_byref_age_0 *age; // by ref
};
當(dāng) block 內(nèi)部訪問了 __block 變量的時(shí)候，會(huì)產(chǎn)生兩種可能：
1、如果 block 在棧上時(shí)，并不會(huì)對(duì) __block 變量產(chǎn)生強(qiáng)引用。
2、如果 block 被拷貝到堆上時(shí)，會(huì)調(diào)用 block 內(nèi)部的copy函數(shù)，copy函數(shù)內(nèi)部會(huì)調(diào)用_Block_object_assign函數(shù)，_Block_object_assign函數(shù)會(huì)對(duì) __block 變量形成強(qiáng)引用（retain）。
當(dāng) block 從堆中移除時(shí)，會(huì)調(diào)用 block 內(nèi)部的dispose函數(shù)，dispose函數(shù)內(nèi)部會(huì)調(diào)用_Block_object_dispose函數(shù)，_Block_object_dispose函數(shù)會(huì)自動(dòng)釋放引用的 __block 變量（release）。
同時(shí)，被 __block 修飾的對(duì)象類型也會(huì)產(chǎn)生兩種可能：
1、當(dāng) __block 變量在棧上時(shí)，不會(huì)對(duì)指向的對(duì)象產(chǎn)生強(qiáng)引用。
2、當(dāng) __block 變量被拷貝到堆上時(shí)，會(huì)調(diào)用 __block 變量 內(nèi)部的copy函數(shù)，copy函數(shù)內(nèi)部會(huì)調(diào)用_Block_object_assign函數(shù)，_Block_object_assign函數(shù)會(huì)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(qiáng)引用（retain）或者弱引用（注意：這里僅限于 ARC 時(shí)會(huì) retain，MRC 時(shí)不會(huì) retain）。
當(dāng) __block 變量從堆中移除時(shí)，會(huì)調(diào)用 __block 變量?jī)?nèi)部的dispose函數(shù)，dispose函數(shù)內(nèi)部會(huì)調(diào)用_Block_object_dispose函數(shù)，_Block_object_dispose函數(shù)會(huì)自動(dòng)釋放指向的對(duì)象（release）。
五、block 的使用
1、作為對(duì)象的屬性
用 block 作為屬性，保存一段代碼塊，可以在任何想用它的地方隨時(shí)使用。MVVM 設(shè)計(jì)模式中，在綁定 view 和 VM 的時(shí)候就常用到。
#import <Foundation/Foundation.h>
@interface Person : NSObject
// ARC下block可以用strong修飾，MRC下用copy修飾
@property (nonatomic, strong) void(^myName)(NSString * name);
@end
在ViewController中使用即可：
- (void)viewDidLoad {
[super viewDidLoad];
Person * p = [[Person alloc] init];
p.myName = ^(NSString *name) {
NSLog(@"你好，我的名字叫%@", name);
};
p.myName(@"Rac");
}
2、作為方法的參數(shù)
#import <Foundation/Foundation.h>
@interface Person : NSObject
- (void)eat:(void (^)(void))block;
@end
#import "Person.h"
@implementation Person
- (void)eat:(void (^)(void))block {
//1、保存這個(gè)block
//2、做特定的事情
//3、得到一個(gè)結(jié)果，將結(jié)果給block
block();
}
@end
在ViewController中調(diào)用即可：
- (void)viewDidLoad {
[super viewDidLoad];
Person * p = [[Person alloc] init];
[p eat:^{
NSLog(@"我要吃東西");
}];
}
3、作為方法的返回值
block作為方法的返回值，可以通過點(diǎn)語法進(jìn)行調(diào)用，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)鏈?zhǔn)骄幊坦δ埽覀兂Ｓ玫淖詣?dòng)布局第三方Mansory的實(shí)現(xiàn)就是這個(gè)原理。
#import <Foundation/Foundation.h>
@interface Person : NSObject
//打點(diǎn)調(diào)用，必須是getter方法，滿足兩點(diǎn)：1、有返回值；2、沒有參數(shù)
- (void(^)(int))run;
// 持續(xù)打點(diǎn)調(diào)用（即鏈?zhǔn)骄幊蹋琤lock返回當(dāng)前類的對(duì)象即可
- (Person *(^)(int))runAgain;
@end
#import "Person.h"
@implementation Person
- (void (^)(int))run {
return ^(int m){
NSLog(@"我跑了%d米", m);
};
}
- (Person *(^)(int))runAgain {
return ^(int m){
NSLog(@"我這次又跑了%d米", m);
return self;
};
}
@end
在ViewController中調(diào)用即可：
- (void)viewDidLoad {
[super viewDidLoad];
Person * p = [[Person alloc] init];
p.run(10);
// p.run(10)相當(dāng)于：
// void (^blocka)(int m) = p.run;
// blocka(10);
p.runAgain(10).runAgain(20).runAgain(30);
}
六、block 循環(huán)引用問題
循環(huán)引用，肯定大家都知道的，通俗點(diǎn)說，就是A持有B，B持有A，互相強(qiáng)引用，導(dǎo)致雙方（或多方）都無法正常釋放，從而引起內(nèi)存泄漏。
在這里提供幾種解決block循環(huán)引用的方法，當(dāng)然還有其他的解決辦法，原則就一個(gè)：打破這個(gè)循環(huán)鏈！
1、__weak
MRC 環(huán)境下，是不支持 __weak的。
//__weak：不會(huì)產(chǎn)生強(qiáng)引用，指向的對(duì)象銷毀時(shí)，會(huì)自動(dòng)讓指針置為nil
__weak typeof (self) weakself = self;
self.block = ^(){
NSLog(@"%@", weakself);
};
2、__unsafe_unretained
//__unsafe_unretained：不會(huì)產(chǎn)生強(qiáng)引用，不安全，指向的對(duì)象銷毀時(shí)，指針存儲(chǔ)的地址值不變，容易造成野指針
__unsafe_unretained id unself = self;
self.block = ^(){
NSLog(@"%@", unself);
};
3、__block
注意：必須要調(diào)用 block，而且 blockSelf 在代碼塊中用完要置為nil
__block id bkself = self;
self.block = ^{
NSLog(@"%@", bkself);
bkself = nil;
};
self.block();
4、self作為block的參數(shù)傳遞進(jìn)去
self.block = ^(id cself) {
NSLog(@"%@", cself);
};
檢測(cè)是否解決循環(huán)引用問題，只需查看dealloc方法是否被調(diào)用即可，因?yàn)楫?dāng)前對(duì)象被銷毀時(shí)肯定會(huì)走dealloc方法，大家可自行測(cè)試。
