第六章 block與GCD（上）

第六章 block與GCD

“塊”（block）是一種可在C、C++及Objective-C代碼中使用的“詞法閉包”（lexical closure），它極為有用，這主要是因?yàn)榻栌纱藱C(jī)制，開(kāi)發(fā)者可將代碼像對(duì)象一樣傳遞，令其在不同環(huán)境下運(yùn)行。還有個(gè)關(guān)鍵的地方是，在定義“塊”的范圍內(nèi)，它可以訪問(wèn)到其中的全部變量。
GCD是一種與“塊”有關(guān)的技術(shù)，它提供了對(duì)線程的抽象，而這種抽象則基于“派發(fā)隊(duì)列”（dispatch queue）。開(kāi)發(fā)者可將塊排入隊(duì)列中，由GCD負(fù)責(zé)處理所有調(diào)度事宜。

37.理解“塊”這一概念

塊可以實(shí)現(xiàn)閉包。

1.塊的基礎(chǔ)知識(shí)

塊與函數(shù)類(lèi)似，只不過(guò)是直接定義在另一個(gè)函數(shù)里的，和定義它的那個(gè)函數(shù)共享同一個(gè)范圍內(nèi)的東西。塊用“^”符號(hào)來(lái)表示，后面跟著一對(duì)花括號(hào)，括號(hào)里面是塊的實(shí)現(xiàn)代碼。例如：

^{
    //Block implementation here
}

塊其實(shí)就是個(gè)值，而且自有其相關(guān)類(lèi)型。與int、float或Objective-C對(duì)象一樣，也可以把塊賦給變量，然后像使用其他變量那樣使用它。塊類(lèi)型的語(yǔ)法與函數(shù)指針近似。下面列出的這個(gè)塊很簡(jiǎn)單，沒(méi)有參數(shù)，也不返回值：

void (^someBlock)() = ^{
    //Block implementation here
};

這段代碼定義了一個(gè)名為someBlock的變量。由于變量名寫(xiě)在正中間，所以看上去也許有點(diǎn)怪，不過(guò)一旦理解了語(yǔ)法，很容易就能讀懂。

塊類(lèi)型的語(yǔ)法結(jié)構(gòu)如下：

return_type (^block_name)(parameters)

下面這種寫(xiě)法所定義的塊，返回int值，并且接受兩個(gè)int做參數(shù)：

int(^addBlock)(int a,int b) = ^(int a,int b){
    return a + b;
};

定義好之后，就可以像函數(shù)那樣使用了。比方說(shuō)，addBlock塊可以這樣用：

int add =  addBlock(2,5);///< add = 7

塊的強(qiáng)大之處是：在聲明它的范圍里，所有變量都可以為其所捕獲。這也就是說(shuō)，那個(gè)范圍里的全部變量，在塊里依然可用。比如，下面這段代碼所定義的塊，就使用了塊以外的變量：

int addtional = 5;
int(^addBlock)(int a,int b) = ^(int a,int b){
    return a + b + addtional;
};
int add =  addBlock(2,5);///< add = 12

默認(rèn)情況下，為塊所捕獲的變量，是不可以在塊里修改的。在本例中，假如塊內(nèi)的代碼改動(dòng)了additional變量的值，那么編譯器就會(huì)報(bào)錯(cuò)。不過(guò)，聲明變量的時(shí)候可以加上__block修飾符，這樣就可以在塊內(nèi)修改了。例如，可以用下面這個(gè)塊來(lái)枚舉數(shù)組中的元素（參見(jiàn)第48條），以判斷其中有多少個(gè)小于2的數(shù)：

NSArray *array = @[@0,@1,@2,@3,@4,@5];
__block NSInteger count = 0;
[array enumerateObjectsUsingBlock:
^(NSNumber *number, NSUInteger idx, BOOL * _Nonnull stop) {
    if([number compare:@2]==NSOrderedAscending){
        count++;
    }
}];
//count = 2

這段范例代碼也演示了”內(nèi)聯(lián)塊“（inline block）的用法。傳給”enumerateObjectsUsingBlock:”方法的塊并未先賦給局部變量，而是直接內(nèi)聯(lián)在函數(shù)調(diào)用里了。由這種常見(jiàn)的編碼習(xí)慣也可以看出塊為何如此有用。在Objective-C語(yǔ)言引入塊的這一特性之前，想要編出與剛才那段代碼相同的功能，就必須傳入函數(shù)指針或選擇子的名稱，以供枚舉方法調(diào)用。狀態(tài)必須手工傳入傳出，這一版通過(guò)“不透明的void指針“實(shí)現(xiàn)，如此一來(lái)，就得再寫(xiě)幾行代碼了，而且還會(huì)令方法變得有些松散。與之相反，若聲明內(nèi)聯(lián)形式的塊，則可把所有業(yè)務(wù)邏輯都放在一處。

如果塊所捕獲的變量是對(duì)象類(lèi)型，那么就會(huì)自動(dòng)保留它。系統(tǒng)在釋放這個(gè)塊的時(shí)候，也會(huì)將其一并釋放。這就引出了一個(gè)與塊有關(guān)的重要問(wèn)題。塊本身可視為對(duì)象。實(shí)際上，在其他Objective-C對(duì)象所能響應(yīng)的選擇子中，有很多是塊也可以響應(yīng)的。而最重要之處則在于，塊本身也和其他對(duì)象一樣，有引用計(jì)數(shù)。當(dāng)最后一個(gè)指向塊的引用移走之后，塊就回收了?；厥諘r(shí)也會(huì)釋放塊所捕獲的變量，以便平衡捕獲時(shí)所執(zhí)行的保留操作。

如果將塊定義在Objective-C類(lèi)的實(shí)例方法中，那么除了可以訪問(wèn)類(lèi)的所有實(shí)例變量之外，還可以使用self變量。塊總能修改實(shí)例變量，所以在聲明時(shí)無(wú)須加block。不過(guò)，如果通過(guò)讀取或?qū)懭氩僮鞑东@了實(shí)例變量，那么也會(huì)自動(dòng)把self變量一并捕獲了，因?yàn)閷?shí)例變量是與self所指代的實(shí)例關(guān)聯(lián)在一起的。例如，下面這個(gè)塊聲明在EOCClass類(lèi)的方法中：

#import "EOCClass.h"

@implementation EOCClass
-(void)anInstanceMethod{
    void (^someBlock)() = ^{
        _anInstanceVariable = @"Something";
        NSLog(@"_anInstanceVariable = %@",_anInstanceVariable);
    };
}
@end

如果某個(gè)EOCClass實(shí)例正在執(zhí)行anInstanceMethod方法，那么self變量就指向此實(shí)例。由于塊里沒(méi)有明確使用self變量，所以很容易就會(huì)忘記self變量其實(shí)也是為塊所捕獲了。直接訪問(wèn)實(shí)例變量和通過(guò)self來(lái)訪問(wèn)時(shí)等效的：

self-> _anInstanceVariable = @"Something";

之所以要捕獲self變量，原因正在于此。我們經(jīng)常通過(guò)屬性訪問(wèn)實(shí)例變量，在這種情況下，就要指明self了：

self.aProperty = @“Something”;

然而，一定要記住：self也是個(gè)對(duì)象，因而塊在捕獲它時(shí)也會(huì)將其保留。如果self所指代的那個(gè)對(duì)象同時(shí)也保留了塊，那么這種情況通常就會(huì)導(dǎo)致”循環(huán)引用“。

2.塊的內(nèi)部結(jié)構(gòu)

每個(gè)Objective-C對(duì)象都占據(jù)著某個(gè)內(nèi)存區(qū)域。因?yàn)閷?shí)例變量的個(gè)數(shù)及對(duì)象所包含的關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)互不相同，所以每個(gè)對(duì)象所占的內(nèi)存區(qū)域也有大有小。塊本身也是對(duì)象，在存放塊對(duì)象的內(nèi)存區(qū)域中，首個(gè)變量是指向Class對(duì)象的指針，該指針叫做isa。其余內(nèi)存里含有塊對(duì)象正常運(yùn)轉(zhuǎn)所需的各種信息。下圖詳細(xì)描述了塊對(duì)象的內(nèi)存布局：

塊對(duì)象的內(nèi)存布局

在內(nèi)存布局中，最重要的就是invoke變量，這是個(gè)函數(shù)指針，指向塊的實(shí)現(xiàn)代碼。函數(shù)原型至少要接受一個(gè)void*型的參數(shù)，此參數(shù)代表塊。剛才說(shuō)過(guò)，塊其實(shí)就是一種代替函數(shù)指針的語(yǔ)法結(jié)構(gòu)，原來(lái)使用函數(shù)指針時(shí)，需要用”不透明的void指針“來(lái)傳遞狀態(tài)。而改用塊之后，則可以把原來(lái)用標(biāo)準(zhǔn)C語(yǔ)言特性所編寫(xiě)的代碼封裝成簡(jiǎn)明且易用的接口。

descriptor變量是指向結(jié)構(gòu)體的指針，每個(gè)塊里都包含此結(jié)構(gòu)體，其中聲明了塊對(duì)象的總體大小，還聲明了copy與dispose這兩個(gè)輔助函數(shù)所對(duì)應(yīng)的函數(shù)指針。輔助函數(shù)在拷貝及丟棄塊對(duì)象時(shí)運(yùn)行，其中會(huì)執(zhí)行一些操作，比方說(shuō)，前者要保留捕獲的對(duì)象，而后者則將之釋放。

塊還會(huì)把它所捕獲的所有變量都拷貝一份。這些拷貝放在descriptor變量后面，捕獲了多少個(gè)變量，就要占據(jù)多少內(nèi)存空間。請(qǐng)注意，拷貝的并不是對(duì)象本身，而是指向這些對(duì)象的指針變量。invoke函數(shù)需要把塊對(duì)象作為參數(shù)傳進(jìn)來(lái)是因?yàn)樵趫?zhí)行塊時(shí)，要從內(nèi)存中把這些捕獲到的變量讀出來(lái)。

3.全局塊、棧塊及堆塊

定義塊的時(shí)候，其所占的內(nèi)存區(qū)域是分配在棧中的。這就是說(shuō)，塊只在定義它的那個(gè)范圍內(nèi)有效。例如，下面這段代碼就有危險(xiǎn)：

void (^block)();
if(/*some condition*/){
    block = ^{
        NSLog(@"Block A");
    };
}else{
    block = ^{
        NSLog(@"Block B");
    };
}
block();

定義在if及else語(yǔ)句中的兩個(gè)塊都分配在棧內(nèi)存中。編譯器會(huì)給每個(gè)塊分配好棧內(nèi)存，然而等離開(kāi)了相應(yīng)的范圍之后，編譯器有可能把分配給塊的內(nèi)存覆寫(xiě)掉。于是，這兩個(gè)塊只能保證在對(duì)應(yīng)的if或else語(yǔ)句范圍內(nèi)有效。這樣寫(xiě)出來(lái)的代碼可以編譯，但是運(yùn)行起來(lái)時(shí)而正確，時(shí)而錯(cuò)誤。若編譯器未覆寫(xiě)待執(zhí)行的塊，則程序照常運(yùn)行，若覆寫(xiě)，則程序崩潰。

為解決此問(wèn)題，可給塊對(duì)象發(fā)送copy消息以拷貝之。這樣的話，就可以把塊從棧復(fù)制到堆了?？截惡蟮膲K，可以在定義它的那個(gè)范圍之外使用。而且，一旦復(fù)制到堆中，塊就成了帶引用計(jì)數(shù)的對(duì)象了。后續(xù)的復(fù)制操作都不會(huì)真的執(zhí)行復(fù)制，只是遞增塊對(duì)象的引用計(jì)數(shù)。如果不再使用這個(gè)塊，那就應(yīng)該將其釋放，在ARC下會(huì)自動(dòng)釋放，而手動(dòng)管理引用計(jì)數(shù)時(shí)則需要自己來(lái)調(diào)用release方法。當(dāng)引用計(jì)數(shù)降為0時(shí)，”分配在堆上的塊“會(huì)像其他對(duì)象一樣，為系統(tǒng)所回收。而”分配在棧上的塊“則無(wú)須明確釋放，因?yàn)闂?nèi)存本來(lái)就會(huì)自動(dòng)回收。

我們只需給代碼加上兩個(gè)copy方法調(diào)用，就可令其變得安全了：

void (^block)();
if(/*some condition*/){
    block = [^{
        NSLog(@"Block A");
    }copy];
}else{
    block = [^{
        NSLog(@"Block B");
    }copy];
}
block();

現(xiàn)在代碼就安全了。如果手動(dòng)管理引用計(jì)數(shù)，那么在用完塊之后還需將其釋放。

除了”棧塊“和”堆塊“之外，還有一類(lèi)塊叫做”全局塊“。這種塊不會(huì)捕獲任何狀態(tài)（比如外圍的變量等），運(yùn)行時(shí)也無(wú)須有狀態(tài)來(lái)參與。塊所使用的整個(gè)內(nèi)存區(qū)域，在編譯期已經(jīng)完全確定了，因此，全局塊可以聲明在全局內(nèi)存里，而不需要在每次用到的時(shí)候于棧中創(chuàng)建。另外，全局塊的拷貝操作是個(gè)空操作，因?yàn)槿謮K決不可能為系統(tǒng)所回收。這種塊實(shí)際上相當(dāng)于單例。下面就是個(gè)全局塊：

void (^block)() = ^{
    NSLog(@"This is a block");
};

由于運(yùn)行該塊所需的部信息都能在編譯期確定，所以可把它做成全局塊。這完全是種優(yōu)化技術(shù)：若把如此簡(jiǎn)單的塊當(dāng)成復(fù)雜的塊來(lái)處理，那就會(huì)在復(fù)制及丟棄該塊時(shí)執(zhí)行一些無(wú)謂的操作。

要點(diǎn)：

  • 塊是C、C++、Objective-C中的詞法閉包。
  • 塊可接受參數(shù)，也可返回值。
  • 塊可以分配在?；蚨焉?，也可以是全局的。分配在棧上的塊可拷貝到堆里，這樣的話，就和標(biāo)準(zhǔn)的Objective-C對(duì)象一樣，具備引用計(jì)數(shù)了。

38.為常用的塊類(lèi)型創(chuàng)建typedef

每個(gè)塊都具備其”固有類(lèi)型“，因而可將其賦值給適當(dāng)類(lèi)型的變量。這個(gè)類(lèi)型由塊所接受的參數(shù)及其返回值組成。例如有如下這個(gè)塊：

^(BOOL flag,int value){
    if(flag){
        return value * 5;
    }else{
        return value * 10;
    }
}

此塊接受的兩個(gè)類(lèi)型分別為BOOL類(lèi)型及int的參數(shù)，并返回類(lèi)型為int的值。如果想把它賦值給變量，則需注意其類(lèi)型。變量類(lèi)型及相關(guān)賦值語(yǔ)句如下：

int (^variableName)(BOOL flag,int value) =
    ^(BOOL flag,int value){
        //Implementation
        return someInt;
    }

這個(gè)類(lèi)型似乎和普通的類(lèi)型大不相同，然而如果習(xí)慣函數(shù)指針的話，那么看上去就會(huì)覺(jué)得眼熟了。塊類(lèi)型的語(yǔ)法結(jié)構(gòu)如下：

return_type (^block_name)(parameters)

與其他類(lèi)型的變量不同，在定義塊變量時(shí)，要把變量名放在類(lèi)型之中，而不要放在右側(cè)。這種語(yǔ)法非常難記，也非常難讀。鑒于此，我們應(yīng)該為常用的塊類(lèi)型起個(gè)別名，尤其是打算把代碼發(fā)不成API供他人使用時(shí)，更應(yīng)這樣做。開(kāi)發(fā)者可以起個(gè)更為易讀的名字來(lái)表示塊的用途，而把塊的類(lèi)型隱藏在其后面。

為了隱藏復(fù)雜的塊類(lèi)型，需要用到C語(yǔ)言中名為“類(lèi)型定義”的特性。typedef關(guān)鍵字用于給類(lèi)型起個(gè)易讀的別名。比方說(shuō)，想定義新類(lèi)型，用以表示接受BOOL及int參數(shù)并返回int值的塊，可通過(guò)下列語(yǔ)句來(lái)做：

typedef int(^EOCSomeBlock)(BOOL flag,int value);

聲明變量時(shí)，要把名稱放在類(lèi)型中間，并在前面加上“^”符號(hào),而定義新類(lèi)型時(shí)也得這么做。上面這條語(yǔ)句向系統(tǒng)中新增了一個(gè)名為EOCSomeBlock的類(lèi)型。此后，不用再以復(fù)雜的塊類(lèi)型來(lái)創(chuàng)建變量了，直接使用新類(lèi)型即可：

EOCSomeBlock block = ^(BOOL flag,int value){
    //Implementation
};

這次代碼讀起來(lái)就順暢多了：與定義其他變量時(shí)一樣，變量類(lèi)型在左邊，變量名在右邊。

通過(guò)這項(xiàng)特性，可以把使用塊的API做得更為易用些。類(lèi)里面有些方法可能需要用塊來(lái)做參數(shù)，比如執(zhí)行異步任務(wù)時(shí)所用的“completion handler”參數(shù)就是塊，凡遇到這種情況，都可以通過(guò)定義別名使代碼變得更為易讀。比方說(shuō)，類(lèi)里有個(gè)方法可以啟動(dòng)任務(wù)，它接受一個(gè)塊作為處理程序，在完成任務(wù)之后執(zhí)行這個(gè)塊。若不定義別名，則方法簽名會(huì)像下面這樣：

-(void)startWithCompletionHandler:
(void(^)(NSData *data,NSError *error))completion;

注意，定義方法參數(shù)所用的塊類(lèi)型語(yǔ)法，又和定義變量時(shí)不同。若能把方法簽名中的參數(shù)類(lèi)型寫(xiě)成一個(gè)詞，那讀起來(lái)就順口多了。于是，可以給參數(shù)類(lèi)型起個(gè)別名，然后使用此名稱來(lái)定義：

typedef void(^EOCCompletionHandler)(NSData *data,NSError *error);

-(void)startWithCompletionHandler:(EOCCompletionHandler)completion;

現(xiàn)在參數(shù)看上去就簡(jiǎn)單多了，而且易于理解。

使用類(lèi)型定義還有個(gè)好處，就是當(dāng)你打算重構(gòu)塊的類(lèi)型簽名時(shí)會(huì)很方便。比方說(shuō)，要給原來(lái)的completion handler塊再加一個(gè)參數(shù)，用以表示完成任務(wù)所花的時(shí)間，那么只需修改類(lèi)型定義語(yǔ)句即可：

typedef void(^EOCCompletionHandler)(NSData *data,NSTimeInterval duration,NSError *error);

修改之后，凡是使用了這個(gè)類(lèi)型定義的地方，比如方法簽名等處，都會(huì)無(wú)法編譯，而且報(bào)的是同一種錯(cuò)誤，于是開(kāi)發(fā)者可據(jù)此逐個(gè)修復(fù)。若不用類(lèi)型定義，而直接寫(xiě)塊類(lèi)型，那么代碼中要修改的地方就更多了。開(kāi)發(fā)者很容易忘掉其中一兩處，從而引發(fā)難于排查的bug。

最好在使用塊類(lèi)型的類(lèi)中定義這些typedef，而且還應(yīng)該把這個(gè)類(lèi)的名字加在由typedef所定義的新類(lèi)型名前面，這樣可以闡明塊的用途。還可以用typedef給同一個(gè)塊簽名類(lèi)型創(chuàng)建數(shù)個(gè)別名。在這件事上，多多益善。

Mac OS X與iOS的Accounts框架就是個(gè)例子。在該框架中可以找到下面這兩個(gè)類(lèi)型定義語(yǔ)句：

typedef void(^ACAccountStoreSaveCompletionHandler)(BOOL success, NSError *error);
typedef void(^ACAccountStoreRequestAccessCompletionHandler)(BOOL granted, NSError *error);

這兩個(gè)類(lèi)型定義的簽名相同，但用在不同的地方。開(kāi)發(fā)者看到類(lèi)型別名及簽名中的參數(shù)之后，很容易就能理解此類(lèi)型的用途。它們本來(lái)也可以合并成一個(gè)typedef，比如叫做ACAccountStorBooleanCompletionHandler，使用那兩個(gè)別名的地方，都可以統(tǒng)一使用此名稱。然后，這么做之后，塊與參數(shù)的用途看上去就不那么明顯了。

與此相似，如果有好幾個(gè)類(lèi)都要執(zhí)行相似但各有區(qū)別的異步任務(wù)，而這幾個(gè)類(lèi)又不能放入同一個(gè)繼承體系，那么，每個(gè)類(lèi)就應(yīng)該有自己的completion handler類(lèi)型。這幾個(gè)completion handler的前面也許完全相同，但最好還是在每個(gè)類(lèi)里都各自定義一個(gè)別名，而不要共用同一個(gè)名稱。反之，若這些類(lèi)能納入同一個(gè)繼承中，則應(yīng)該將類(lèi)型定義語(yǔ)句放在超類(lèi)中，以供各子類(lèi)使用。

要點(diǎn)：

  • 以typedef重新定義塊類(lèi)型，可令塊變量用起來(lái)更加簡(jiǎn)單。
  • 定義新類(lèi)型時(shí)應(yīng)遵從現(xiàn)有的命名規(guī)范，勿使其名稱與別的類(lèi)型相沖突。
  • 不妨為同一個(gè)塊簽名定義多個(gè)類(lèi)型別名。如果要重構(gòu)的代碼使用了塊類(lèi)型的某個(gè)別名，那么只需修改相應(yīng)的typedef中的塊簽名即可，無(wú)須改動(dòng)其他typedef。

39.用handler塊降低代碼分散程度

與使用委托模式的代碼相比，用塊寫(xiě)出來(lái)的代碼顯得更為簡(jiǎn)潔。異步任務(wù)執(zhí)行完畢后所需運(yùn)行的業(yè)務(wù)邏輯，和啟動(dòng)異步任務(wù)所用的代碼放在了一起。而且，由于塊聲明在創(chuàng)建獲取器的范圍內(nèi)，所以它可以訪問(wèn)此范圍內(nèi)的全部變量。

委托模式有個(gè)缺點(diǎn)：如果類(lèi)要分別使用多個(gè)獲取器下載不同數(shù)據(jù)，那么就得在delegate回調(diào)方法里根據(jù)傳入的獲取器參數(shù)來(lái)切換。

把成功情況和失敗情況放在同一個(gè)塊中，缺點(diǎn)是：由于全部邏輯都寫(xiě)在一起，所以會(huì)令塊變得比較長(zhǎng)，切比較復(fù)雜。然而只用一個(gè)塊的寫(xiě)法也有好處，那就是更為靈活。比方說(shuō)，在傳入錯(cuò)誤信息時(shí)，可以把數(shù)據(jù)也傳進(jìn)來(lái)。有時(shí)數(shù)據(jù)正下載到一半，突然網(wǎng)絡(luò)故障了。在這種情況下，可以把數(shù)據(jù)及相關(guān)的錯(cuò)誤都傳給塊。這樣的話，completion handler就能根據(jù)此判斷問(wèn)題并適當(dāng)處理了，而且還可利用已下載好的這部分?jǐn)?shù)據(jù)做些事情。還有個(gè)優(yōu)點(diǎn)是：調(diào)用API的代碼可能會(huì)在處理成功響應(yīng)的過(guò)程中發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤。這種情況需要和網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)獲取器所認(rèn)定的失敗情況按同一方式處理。此時(shí)，如果采用單一塊的寫(xiě)法，那么就能把這種情況和獲取器認(rèn)定的失敗情況統(tǒng)一處理了。要是把成功情況和失敗情況交給兩個(gè)不同的處理程序來(lái)負(fù)責(zé)，那么就沒(méi)辦法共享同一份錯(cuò)誤處理代碼了，除非把這段代碼單獨(dú)放在一個(gè)方法里，而這又違背了我們想把全部邏輯代碼都放在一處的初衷。

建議使用同一個(gè)塊來(lái)處理成功與失敗情況。

基于handler來(lái)設(shè)計(jì)API還有個(gè)原因，就是某些代碼必須運(yùn)行在特定的線程上。比方說(shuō)，Cocoa與Cocoa Touch中的UI操作必須在主線程上執(zhí)行。這就相當(dāng)于GCD中的“主隊(duì)列”。因此，最好能由調(diào)用API的人來(lái)決定handler應(yīng)該運(yùn)行在哪個(gè)線程上。NSNotificationCenter就屬于這種API，它提供了一個(gè)方法，調(diào)用者可以經(jīng)由此方法來(lái)注冊(cè)想要接收的通知，等到相關(guān)事件發(fā)生時(shí)，通知中心就會(huì)執(zhí)行注冊(cè)好的那個(gè)塊。調(diào)用者可以指定某個(gè)塊應(yīng)該安排在哪個(gè)執(zhí)行隊(duì)列里，然而這不是必需的。若沒(méi)有指定隊(duì)列，則按默認(rèn)方式執(zhí)行，也就是說(shuō)，將由投遞通知的那個(gè)線程來(lái)執(zhí)行。下列方法可用來(lái)新增觀察者：

- (id <NSObject>)addObserverForName:(nullable NSString *)name 
                             object:(nullable id)obj 
                             queue:(nullable NSOperationQueue *)queue 
                        usingBlock:(void (^)(NSNotification *note))block

此處傳入的NSOperationQueue參數(shù)就表示觸發(fā)通知時(shí)用來(lái)執(zhí)行塊代碼的那個(gè)隊(duì)列。這是個(gè)“操作隊(duì)列”，而非“底層GCD隊(duì)列”，不過(guò)兩者語(yǔ)義相同。

要點(diǎn)：

  • 要?jiǎng)?chuàng)建對(duì)象時(shí)，可以使用內(nèi)聯(lián)的handler塊將相關(guān)業(yè)務(wù)邏輯一并聲明。
  • 在有多個(gè)實(shí)例需要監(jiān)控時(shí)，如果采用委托模式，那么經(jīng)常需要根據(jù)傳入的對(duì)象來(lái)切換，而若改用handler塊來(lái)實(shí)現(xiàn)，則可直接將塊與相關(guān)對(duì)象放在一起。
  • 設(shè)計(jì)API時(shí)如果用到了handler塊，那么可以增加一個(gè)參數(shù)，使調(diào)用者可通過(guò)此參數(shù)來(lái)決定應(yīng)該把塊安排在哪個(gè)隊(duì)列上執(zhí)行。

40.用Block引用其所屬對(duì)象時(shí)不要出現(xiàn)循環(huán)引用

使用塊時(shí)，若不仔細(xì)思量，則很容易導(dǎo)致循環(huán)引用。比方說(shuō)，下面這個(gè)類(lèi)就提供了一套接口，調(diào)用者可由此從某個(gè)URL中下載數(shù)據(jù)。在啟動(dòng)獲取器時(shí)，可設(shè)置completion handler，這個(gè)塊會(huì)在下載結(jié)束之后以回調(diào)方式執(zhí)行。為了能在p_requestCompleted方法執(zhí)行調(diào)用者所指定的塊，這段代碼需要把completion handler保存到實(shí)例變量里面。

//EOCNetworkFetcher.h
typedef void(^EOCNetworkFetcherCompletionHandler)(NSData *data);

@interface EOCNetworkFetcher : NSObject
@property(nonatomic,strong,readonly)NSURL *url;

-(instancetype)initWithURL:(NSURL *)url;
-(void)startWithCompletionHandler:
(EOCNetworkFetcherCompletionHandler)completion;

@end


//EOCNetworkFetcher.m

@interface EOCNetworkFetcher ()
@property(nonatomic,strong,readwrite)NSURL *url;
@property(nonatomic,copy)EOCNetworkFetcherCompletionHandler completionHandler;
@property(nonatomic,strong)NSData *downloadedData;

@end


@implementation EOCNetworkFetcher

-(instancetype)initWithURL:(NSURL *)url{
    if(self = [super init]){
        _url = url;
    }
    return self;
}

-(void)startWithCompletionHandler:(EOCNetworkFetcherCompletionHandler)completion{
    self.completionHandler = completion;
    //Start the request
    //Request sets downloadedData property
    //When request is finished,p_requestCompleted is called
}

-(void)p_requestCompleted{
    if(_completionHandler){
        _completionHandler(_downloadedData);
    }
}
@end

某個(gè)類(lèi)可能會(huì)創(chuàng)建這種網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)獲取器對(duì)象，并用其從URL中下載數(shù)據(jù)：

#import "EOCClass.h"
#import "EOCNetworkFetcher.h"

@interface EOCClass ()
{
    EOCNetworkFetcher *_networkFetcher;
    NSData *_fetchedData;
}
@end

@implementation EOCClass

-(void)downloadData{
    NSURL *url = [[NSURL alloc]initWithString:@"http://www.example.com/something.dat"];
    _networkFetcher = [[EOCNetworkFetcher alloc]initWithURL:url];
    [_networkFetcher startWithCompletionHandler:^(NSData *data) {
        NSLog(@"Request URL %@ finished",_networkFetcher.url);
        _fetchedData = data;
    }];
    
}
@end

這里就造成了一個(gè)循環(huán)引用。因?yàn)閏ompletion handler塊要設(shè)置_fetchedData實(shí)例變量，所以它必須捕獲self變量（第37條）。這就是說(shuō)，handler塊保留了創(chuàng)建網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)獲取器的那個(gè)EOCClass實(shí)例。而EOCClass實(shí)例則通過(guò)strong實(shí)例變量保留了獲取器，最后，獲取器對(duì)象又保留了handler塊。下圖描述了這個(gè)環(huán)：

用塊引用其所屬對(duì)象時(shí)出現(xiàn)的循環(huán)引用

要打破循環(huán)引用也很容易：要么令_networkFetcher實(shí)例變量不要引用獲取器，要么令獲取器的completionHandler屬性不再持有handler塊。在網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)獲取器這個(gè)例子中，應(yīng)該等completion handler塊執(zhí)行完畢后，再去打破引用環(huán)，以便使獲取器對(duì)象在handler塊執(zhí)行期間保持存活狀態(tài)。比方說(shuō)，completion handler塊的代碼可以這么修改：

[_networkFetcher startWithCompletionHandler:^(NSData *data) {
        NSLog(@"Request URL %@ finished",_networkFetcher.url);
        _fetchedData = data;
        _networkFetcher = nil;
    }];

如果設(shè)計(jì)API時(shí)用到了completion handler這樣的回調(diào)塊，那么很容易形成循環(huán)引用，所以必須意識(shí)到這個(gè)重要問(wèn)題。一般來(lái)說(shuō)，只要適時(shí)清理掉環(huán)中的某個(gè)引用，即可解決此問(wèn)題，然而，未必總有這種機(jī)會(huì)。在本例中，唯有completion handler運(yùn)行過(guò)后，方能解除引用環(huán)。若是completion handler一直不運(yùn)行，那么引用環(huán)就無(wú)法打破，于是內(nèi)存就會(huì)泄露。

像completion handler塊這種寫(xiě)法，還可能引入另外一種形式的引用環(huán)。如果completion handler塊所引用的對(duì)象最終又引用了這個(gè)塊本身，那么就會(huì)出現(xiàn)引用環(huán)。比方說(shuō)，我們修改下這個(gè)例子，使調(diào)用API的那段代碼無(wú)須在執(zhí)行期間保留指向網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)獲取器的引用，而是設(shè)定一套機(jī)制，令獲取器對(duì)象自己設(shè)法保持存活。要想保持存活，獲取器對(duì)象可以在啟動(dòng)任務(wù)時(shí)把自己加到全局的collection中（比如用set來(lái)實(shí)現(xiàn)這個(gè)collection），待任務(wù)完成后，再移除。而調(diào)用方則需將其代碼修改如下：

-(void)downloadData{
    NSURL *url = [[NSURL alloc]initWithString:@"http://www.example.com/something.dat"];
    EOCNetworkFetcher *networkFetcher = [[EOCNetworkFetcher alloc]initWithURL:url];
    [networkFetcher startWithCompletionHandler:^(NSData *data) {
        NSLog(@"Request URL %@ finished",_networkFetcher.url);
        _fetchedData = data;
    }];
}

大部分網(wǎng)絡(luò)通信庫(kù)都采用這種方法，因?yàn)榧偃缌钫{(diào)用者自己來(lái)將獲取器對(duì)象保持存活的話，他們會(huì)覺(jué)得麻煩。Twitter框架的TWRequest對(duì)象也用的這個(gè)辦法。然后，本例這樣做會(huì)引入引用環(huán)。completion handler塊其實(shí)要通過(guò)獲取器對(duì)象來(lái)引用其中的URL（引用了EOCNetworkFetcher的url屬性）。于是，塊就要保留獲取器，而獲取器反過(guò)來(lái)又經(jīng)由其completion handler屬性保留了這個(gè)塊。所幸要修復(fù)這個(gè)問(wèn)題也不難?；叵胍幌拢@取器對(duì)象之所以要把completion handler塊保存在屬性里面，其唯一目的就是想稍后使用這個(gè)塊。于是，獲取器一旦運(yùn)行過(guò)completion handler之后，就沒(méi)必要再保留它了。所以，只需將p_requestCompleted方法按照如下方式修改即可：

-(void)p_requestCompleted{
    if(_completionHandler){
        _completionHandler(_downloadedData);
    }
    self.completionHandler = nil;
}

這樣一來(lái)，只要下載請(qǐng)求執(zhí)行完畢，引用環(huán)就解除了，而獲取器對(duì)象也將會(huì)在必要時(shí)為系統(tǒng)所回收。請(qǐng)注意，之所以要在start方法中把completion handler作為參數(shù)傳進(jìn)去，這也是一條重要原因。假如把completion handler暴露為獲取器對(duì)象的公共屬性，那么就不便在執(zhí)行完下載請(qǐng)求之后直接將其清理掉了。因?yàn)榧热灰呀?jīng)把handler作為屬性公布了，那就意味著調(diào)用者可以自由使用它，若是此時(shí)又在內(nèi)部將其清理掉的話，則會(huì)破壞“封裝語(yǔ)義”。在這種情況下要想打破引用環(huán)，只有一個(gè)辦法可用，那就是強(qiáng)迫調(diào)用者在handler代碼里自己把completionHandler屬性清理干凈。可這并不是十分合理，因?yàn)槟銦o(wú)法假定調(diào)用者一定會(huì)這么做。

這兩種引用環(huán)都很容易發(fā)生。使用塊來(lái)編程時(shí)，一不小心就會(huì)出現(xiàn)這種bug，反過(guò)來(lái)說(shuō)，只要小心謹(jǐn)慎，這種問(wèn)題也很容易解決。關(guān)鍵在于，要想清楚塊可能會(huì)捕獲并保留哪些對(duì)象。如果這些對(duì)象又直接或間接保留了塊，那么就要考慮怎樣在適當(dāng)?shù)臅r(shí)機(jī)解除引用環(huán)。

要點(diǎn)：

  • 如果塊所捕獲的對(duì)象直接或間接地保留了塊本身，那么就得當(dāng)心循環(huán)引用問(wèn)題。
  • 一定要找個(gè)適當(dāng)?shù)臅r(shí)機(jī)解除循環(huán)引用，而不能把責(zé)任推給API的調(diào)用者。

轉(zhuǎn)載請(qǐng)注明出處：第六章 block與GCD（上）

參考：《Effective Objective-C 2.0》

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