《Objective-C高級(jí)編程》Blocks 閱讀筆記系列
《Objective-C高級(jí)編程》Blocks 閱讀筆記 item1（Blocks概要和模式）
《Objective-C高級(jí)編程》Blocks 閱讀筆記 item2（Block的實(shí)質(zhì)）
《Objective-C高級(jí)編程》Blocks 閱讀筆記 item3（截獲自動(dòng)變量值）
《Objective-C高級(jí)編程》Blocks 閱讀筆記 item4（__block說(shuō)明符）
《Objective-C高級(jí)編程》Blocks 閱讀筆記 item5（Block存儲(chǔ)域）
《Objective-C高級(jí)編程》Blocks 閱讀筆記 item6（__block變量存儲(chǔ)域）
《Objective-C高級(jí)編程》Blocks 閱讀筆記 item7（截獲對(duì)象）
《Objective-C高級(jí)編程》Blocks 閱讀筆記 item8（__block變量和對(duì)象）
《Objective-C高級(jí)編程》Blocks 閱讀筆記 item9（Block循環(huán)引用）
《Objective-C高級(jí)編程》Blocks 閱讀筆記 item10（copy/release實(shí)例方法）
2.3 Blocks的實(shí)現(xiàn)
2.3.1 Block的實(shí)質(zhì)
Clang（LLVM編譯器）具有將含有Block語(yǔ)法的源代碼轉(zhuǎn)換為我們可讀源代碼的功能。通過(guò)“-rewrite-objc”選項(xiàng)就能將含有Block語(yǔ)法的源代碼變換為C++的源代碼（本質(zhì)是使用了struct結(jié)構(gòu)的C語(yǔ)言源代碼）。
int main()
{
void (^blk)(void) = ^{printf("Block\n");};
blk();
return 0;
}
通過(guò)clang轉(zhuǎn)換為以下形式：
// 結(jié)構(gòu)體 __block_impl
struct __block_impl {
void *isa;
int Flags; // 標(biāo)志
int Reserved; // 今后版本升級(jí)所需的區(qū)域
void *FuncPtr; // 函數(shù)指針
};
// 結(jié)構(gòu)體 __main_block_impl_0
struct __main_block_impl_0 {
// 成員變量
struct __block_impl impl;
struct __main_block_desc_0* Desc;
// 該結(jié)構(gòu)體的構(gòu)造函數(shù)
__main_block_impl_0(void *fp, struct __main_block_desc_0 *desc, int flags = 0){
// _NSConcreteStackBlock用于初始化__block_impl結(jié)構(gòu)體的isa成員
// （將Block指針賦值給Block的結(jié)構(gòu)體成員變量isa）
impl.isa = &_NSConcreteStackBlock;
impl.Flags = flags;
impl.FuncPtr = fp;
Desc = desc;
}
};
// 最初的源代碼中的Block語(yǔ)法經(jīng)clang變換，被處理成簡(jiǎn)單的C語(yǔ)言函數(shù)（該函數(shù)以Block語(yǔ)法所屬的函數(shù)名——main和該Block語(yǔ)法在該函數(shù)出現(xiàn)的順序值——0來(lái)命名）。
// __ceself為指向Block值的變量。
static void __main_block_func_0(struct __main_block_impl_0 *__cself)
{
printf("Block\n");
}
// 靜態(tài)結(jié)構(gòu)體 __main_block_desc_0
static struct __main_block_desc_0{
unsigned long reserved; // 今后版本升級(jí)所需的區(qū)域
unsigned long Block_size; // Block的大小
} __mian_block_desc_0_DATA = { // 該結(jié)構(gòu)體實(shí)例的初始化部分
0,
sizeof(struct __main_block_impl_0) // 使用Block（即__main_block_impl_0結(jié)構(gòu)體實(shí)例）的大小進(jìn)行初始化
};
// main函數(shù)，從這里開(kāi)始閱讀源代碼
int main()
{
// 調(diào)用結(jié)構(gòu)體__main_block_impl_0的構(gòu)造函數(shù)__main_block_impl_0
void (*blk)(void) =
(void (*)(void)) & __main_block_impl_0(
(void *)__main_block_func_0, &__mian_block_desc_0_DATA);
/*
去掉轉(zhuǎn)換部分，如下：
struct __main_block_impl_0 tmp = __main_block_impl_0(__main_block_func_0, &__main_block_desc_0_DATA);
struct __main_block_impl_0 *blk = &tmp;
這段代碼對(duì)應(yīng):
void (^blk)(void) = ^{printf("Block\n");};
理解：
1. 將__main_block_impl_0結(jié)構(gòu)體類型的自動(dòng)變量（即棧上生成的__main_block_impl_0結(jié)構(gòu)體實(shí)例的指針）賦值給__main_block_impl_0結(jié)構(gòu)體指針類型的變量blk
2. __main_block_func_0是由Block語(yǔ)法轉(zhuǎn)換的C語(yǔ)言函數(shù)指針。
3. __main_block_desc_0_DATA作為靜態(tài)全局變量初始化的__main_block_desc_0結(jié)構(gòu)體實(shí)例指針
4. 將__main_block_impl_0的__block_impl進(jìn)行展開(kāi)，__main_block_impl_0結(jié)構(gòu)體根據(jù)構(gòu)造函數(shù)會(huì)像下面進(jìn)行初始化：
isa = &_NSConcreteStackBlock;
Flags = 0;
Reserved = 0;
FuncPtr = __main_block_func_0;
Desc = &__main_block_desc_0_DATA;
*/
((void (*)(struct __block_impl *))(
(struct __block_impl *)blk)->FuncPtr) ((struct __block_impl *)blk);
/*
去掉轉(zhuǎn)換部分，如下：
(*blk->impl.FuncPtr)(blk);
這段代碼對(duì)應(yīng)：
blk();
理解：
1. 使用函數(shù)指針調(diào)用函數(shù)
2. 由Block語(yǔ)法轉(zhuǎn)換的__main_block_func_0函數(shù)的指針被賦值成員變量FuncPtr中
3. __main_block_func_0函數(shù)的參數(shù)__cself指向Block值,在調(diào)用該函數(shù)的源代碼中可以看出Block正是作為參數(shù)進(jìn)行了傳遞
*/
return 0;
}
Block就是Objective-C對(duì)象
在弄清楚Block就是Objective-C對(duì)象前，要先理解objc_object結(jié)構(gòu)體和objc_class結(jié)構(gòu)體。
- id類型是objc_object結(jié)構(gòu)體的指針類型。
typedef struct objc_object {
Class isa;
} *id;
- Class是objc_class結(jié)構(gòu)體的指針類型。
typedef struct objc_class *Class;
struct objc_class {
Class isa;
} ;
- objc_object結(jié)構(gòu)體和objc_class結(jié)構(gòu)體歸根到底是各個(gè)對(duì)象和類的實(shí)現(xiàn)中最基本的結(jié)構(gòu)體。
*** 如下,通過(guò)一個(gè)簡(jiǎn)單的MyObject類來(lái)說(shuō)明Objective-C類與對(duì)象的實(shí)質(zhì)：***
@interface MyObject : NSObject
{
int val0;
int val1;
}
*** 基于objc_object結(jié)構(gòu)體，該類的對(duì)象的結(jié)構(gòu)體如下：***
struct MyObject {
Class isa; // 成員變量isa持有該類的結(jié)構(gòu)體實(shí)例指針
int val0; // 原先MyObject類的實(shí)例變量val0和val1被直接聲明為成員變量
int val1;
}
理解：
- MyObject類的實(shí)例變量val0和val1被直接聲明為對(duì)象的成員變量。
- “Objective-C中由類生成對(duì)象”意味著，像該結(jié)構(gòu)體這樣“生成由該類生成的對(duì)象的結(jié)構(gòu)體實(shí)例”。
-
生成的各個(gè)對(duì)象（即由該類生成的對(duì)象的各個(gè)結(jié)構(gòu)體實(shí)例），通過(guò)成員變量isa保持該類的結(jié)構(gòu)體實(shí)例指針。
Snip20160215_13.png
*** 各類的結(jié)構(gòu)體是基于objc_class結(jié)構(gòu)體的class_t結(jié)構(gòu)體：***
struct class_t {
struct class_t *isa;
struct class_t *superclass;
Cache cache;
IMP *vtable;
uintptr_t data_NEVER_USE;
}
理解：
- 在Objective-C中，比如NSObject的class_t結(jié)構(gòu)體實(shí)例以及NSMutableArray的class_t結(jié)構(gòu)體實(shí)例等，均生成并保持各個(gè)類的class_t結(jié)構(gòu)體實(shí)例。
- 該實(shí)例持有聲明的成員變量、方法的名稱、方法的實(shí)現(xiàn)（即函數(shù)指針）、屬性以及父類的指針，并被Objective-C運(yùn)行時(shí)庫(kù)所使用。
回到正題——“Block就是Objective-C對(duì)象”，*** 先看Block結(jié)構(gòu)體：***
struct __main_block_impl_0 {
void *isa;
int Flags; // 標(biāo)志
int Reserved; // 今后版本升級(jí)所需的區(qū)域
void *FuncPtr; // 函數(shù)指針
struct __main_block_desc_0* Desc;
};
理解：
- 此__main_block_impl_0結(jié)構(gòu)體相當(dāng)于基于objc_object結(jié)構(gòu)體的Objective-C類的對(duì)象的結(jié)構(gòu)體。
- 對(duì)其中的isa進(jìn)行初始化，如
即_NSConcreteStackBlock相當(dāng)于class_t結(jié)構(gòu)體實(shí)例isa = &_NSConcreteStackBlock; - 在將Block作為Objective-C的對(duì)象處理時(shí)，關(guān)于該類的信息放置于_NSConcreteStackBlock中。
