读书笔记-《Objective-C高级编程》之Blocks

2.1 Blocks概要

2.1.1 什么是Blocks

Blocks是C语言的扩充功能。是带有自动变量(局部变量)的匿名函数。

匿名函数

C语言的函数

    // 声明函数名称为func的函数
    int func(int count);
    // 通过函数名称func调用函数
    int result1 = func(10);
    // 将函数func的地址赋值给指针类型变量funcptr
    int (*funcptr)(int) = &func;
    // 通过函数指针调用函数
    int result2 = (*funcptr)(10);

C语言的函数都会必须有函数的名称,而通过Blocks,源代码中能够使用匿名函数,即不带名称的函数。

带有自动变量

C语言的函数中可能使用的变量

  • 自动变量(局部变量)
  • 函数的参数
  • 静态变量(静态局部变量)
  • 静态全局变量
  • 全局变量

其中,在函数的多次调用之间能够传递值的变量有:

  • 静态变量(静态局部变量)
  • 静态全局变量
  • 全局变量

虽然这些变量的作用域不同,但在整个程序中,一个变量总保持在一个内存区域。因此,虽然多次调用函数,但总量值总能保持不变,在任何时候以任何状态调用,使用的都是同样的变量的值。

Blocks提供了保持自动变量值的方法。

2.2 Blocks模式

2.2.1 Block语法

完整形式的Block语法与一般的C语言函数定义相比,仅有两点不同:

(1) 没有函数名

(2) 带有“^”。

Block语法BN范式

    Block_literal_expression ::= ^ block_decl compound_statement_body
    
    block_decl ::=
    
    block_decl ::= parameter_list
    
    block_decl ::= type_expression
Block语法

🌰

    ^int (int count){return count + 1;}

返回值类型可以省略。如果声明返回值类型,返回值类型需要跟表达式中return语句中的返回值类型一致,如果表达式中无return语句可以使用void类型。如果表达式中有多个return语句,所有return的返回值类型必须相同。

Block语法省略返回值类型

🌰

    ^(int count){return count + 1;}

如果不使用参数,参数列表也可以省略。

Block语法省略返回值类型和参数列表

🌰

    ^{printf("Blocks");}

2.2.2 Block类型变量

在C语言中,可以将所定义的函数的地址赋值给函数指针类型的变量。同样地,在Block语法下,可将Block语法赋值给声明的Block类型的变量中。

声明Block类型变量的示例如下:

    int (^blk)(int);

该Block类型变量与一般C语言变量完全相同,可作为一下用途使用:

  • 自动变量(局部变量)
  • 函数的参数
  • 静态变量(静态局部变量)
  • 静态全局变量
  • 全局变量

使用Block语法将Block赋值为Block类型变量

    int (^blk)(int) = ^(int count){return count + 1;};

变量blk与通常的变量相同,所以也可以由Block类型变量向Block类型变量赋值,可以向函数传递Block,也可以将Block作为函数的返回值。在函数参数和返回值中使用Block类型变量时,记述方式极为复杂,我们可以像使用函数指针类型时那样,使用typedef来解决该问题。

// 定义一个返回值类型是int 别名为blk_t 有一个int类型参数 的Block
typedef int (^blk_t)(int);

Block类型的变量可完全像通常的C语言变量一样使用,因此也可以使用指向Block类型变量的指针,即Block指针类型变量。

    // C语言中可以这么使用
    typedef int (^blk_t)(int);
    blk_t blk = ^(int count){return count + 1;};
    blk_t *blkptr = &blk;
    (*blkptr)(10);

2.2.3 截获自动变量的值

Blocks中,Block表达式截获所使用的自动变量的值是自动变量的瞬间值(保存在Block结构体中)。

int main(int argc, const char * argv[]) {
    int dmy = 256;
    int val = 10;
    const char *fmt = "val = %d\n";
    void (^blk)(void) = ^{printf(fmt, val);};
    
    val = 2;
    fmt = "These values were changed. val = %d\n";
    
    blk();
    
    return 0;
}

执行结果

val = 10

2.2.4 __block说明符

自动变量的值截获只能保存执行Block语法的瞬间值。保存后就不能改写该值。

若想在Block语法的表达式中将值赋给在Block语法外声明的自动变量,需要在该自动变量上加__block说明符。

2.2.5 截获的自动变量

赋值给截获的自动变量的操作会产生编译错误,但使用截获的值却不会有任何问题。

赋值操作

    id array = [NSMutableArray array];
    
    void (^blk)(void) = ^{
        array = [NSMutableArray array];
    };
    
    blk();

编译器报错

Variable is not assignable (missing __block type specifier)

使用操作

    id array = [NSMutableArray array];
    
    void (^blk)(void) = ^{
        [array addObject:@1];
    };
    
    blk();

编译器编译成功。

需要注意的是现在的Blocks中,截获自动变量的方法并没有实现对C语言数组的截获,这时使用指针可以解决该问题。

    const char text[] = "hello";
    
    void (^blk)(void) = ^{
        printf("%c\n",text[2]);
    };
    
    blk();

error

Cannot refer to declaration with an array type inside block

    const char *text = "hello";
    
    void (^blk)(void) = ^{
        printf("%c\n",text[2]);
    };
    
    blk();

2.3 Blocks的实现

2.3.1 Block的实质

我们可以通过clang编译器将含有Block语法的源代码转换为C++源代码。

cd到目标文件夹,执行语句

clang -rewrite-objc 源代码文件名

源码

#include <stdio.h>

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

该源码可通过clang转换为以下形式:

// 结构体 &:取地址运算符 *:指针运算符
struct __block_impl {
  void *isa;
  int Flags;    // 标志
  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("Block\n");
    }

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()
{
    void (*blk)(void) = ((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;
}

我们来一步步解读上面的转换后的代码

源代码的Block语法

^{printf("Block\n");}

转换为

static void __main_block_func_0(struct __main_block_impl_0 *__cself) {

        printf("Block\n");
    }

可以看出Blocks使用的匿名函数实际被作为C语言函数来处理,根据Block语法所属的的函数名(main)和Block语法在该函数出现的顺序值(0)来给clang变换的函数命名。

该函数的参数__self相当于C++实例方法中指向实例自身的变量this,或是Objective-C实例方法中指向对象自身的变量self,即参数__self为指向Block值的变量。

这里的参数__self__main_block_impl_0结构体的指针。

综上,Block结构体就是__main_block_impl_0结构体。Block的值就是通过__main_block_impl_0构造出来的。

__main_block_impl_0结构体

struct __main_block_impl_0 {
  struct __block_impl impl; // 成员变量
  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;
  }
};

__main_block_impl_0结构体有成员变量impl、Desc和构造函数三部分组成。

__block_impl结构体

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

__block_impl结构体成员变量如下:

  • isa:
  • Flags:标志
  • Reserved:今后版本升级所需的区域
  • *FuncPtr:函数指针

__main_block_desc_0结构体

static struct __main_block_desc_0 {
  size_t reserved;
  size_t Block_size;
} 

__main_block_desc_0结构体成员变量如下:

  • reserved:今后版本升级所需的区域
  • Block_size: Block的大小

初始化__main_block_impl_0结构体的构造函数

__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;
  }

__main_block_imlp_0结构体就相当于Objective-C类对象的结构体,这里的_NSConcreteStackBlock相当于Block的结构体实例,也就是说block其实就是Objective-C对于闭包的对象实现。

Objective-C中由类生成对象就是像结构体这样“生成由该类生成的对象的结构体实例”。生成的各个对象,即由该类生成的对象的各个结构体实例,通过成员变量isa保持该类对的结构体实例指针。

Objective-C类与对象的实质

各类的结构体是基于objc_class结构体的class_t结构体。class_t结构体在objc4运行时库的runtime/objc-runtime-new.h中声明如下:

struct class_t {
    struct class_t *isa;
    struct class_t *superclass;
    Cache cache;
    IMP *vtable;
    uintptr_t data_NEVER_USE;
}

在Objective-C中,比如NSObject的class_t结构体实例以及NSMutableArray的class_t结构体实例等,均生成并保持各个类的class_t结构体实例。该实例持有声明的成员变量、成员的名称、方法的实现(即函数指针)、属性、以及父类的指针,并被Objective-C运行时库所使用。

如果展开__main_block_impl_0结构体的__block_impl结构体,可记述为如下形式:

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

该结构体构造函数会像下面这样进行初始化

isa = &_NSConcreteStackBlock;
Flags = 0;
Reserved = 0;
Funcptr = __main_block_impl_0;
Desc = & __main_block_desc_0_DATA;

__main_block_impl_0结构体相当于基于objc_object结构体的Objective-C类对象的结构体_NSConcreteStackBlock相当于class_t结构体实例。在将Block作为Objective的对象处理时,关于该类的信息放置于_NSConcreteStackBlock中。

Block实质就是对象。

2.3.2 截获自动变量值

源码

int main()
{
    int dmy = 256;
    int val = 10;
    const char *fmt = "val = %d\n";
    void(^blk)(void) = ^{printf(fmt,val);};
    
    val = 2;
    fmt = "These values were changed. val = %d\n";
    
    blk();
    
    return 0;
}

该源码可通过clang转换为以下形式:

struct __main_block_impl_0 {
  struct __block_impl impl;
  struct __main_block_desc_0* Desc;
  const char *fmt;
  int val;
  __main_block_impl_0(void *fp, struct __main_block_desc_0 *desc, const char *_fmt, int _val, int flags=0) : fmt(_fmt), val(_val) {
    impl.isa = &_NSConcreteStackBlock;
    impl.Flags = flags;
    impl.FuncPtr = fp;
    Desc = desc;
  }
};
static void __main_block_func_0(struct __main_block_impl_0 *__cself) {
  const char *fmt = __cself->fmt; // bound by copy
  int val = __cself->val; // bound by copy
printf(fmt,val);}

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 dmy = 256;
    int val = 10;
    const char *fmt = "val = %d\n";
    void(*blk)(void) = ((void (*)())&__main_block_impl_0((void *)__main_block_func_0, &__main_block_desc_0_DATA, fmt, val));

    val = 2;
    fmt = "These values were changed. val = %d\n";

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

    return 0;
}

我们可以看到Block语法表达式中使用的自动变量被作为成员变量追加到__main_block_impl_0结构体中。

struct __main_block_impl_0 {
  struct __block_impl impl;
  struct __main_block_desc_0* Desc;
  const char *fmt;
  int val;
}

结构体内声明的成员变量类型与自动变量类型完全相同,而Block语法表达式中没有使用的自动变量不会被追加,如源代码中的变量dmy。

总的来说,所谓“截获自动变量的值”意味着在执行Block语法时,Block语法表达式所使用的自动变量的值被保存到Block的结构体实例(即Block自身)中。

2.3.3 __block说明符

当我们尝试像下面这种方式改变Block中的自动变量val时

    int val = 0;
    void(^blk)(void) = ^{val = 1;};

因为在实现上不能改写被截获的自动变量的值,所以编译器会报错

Variable is not assignable (missing __block type specifier)

而我们有时需要在Block中改变外部变量的值,有两种解决方法。

第一种

C语言中有一个变量,允许Block改写值。具体如下:

  • 静态变量
  • 静态全局变量
  • 全局变量

虽然Block语法的匿名函数部分简单地变换为C语言函数,但从这个变换的函数访问静态全局变量/全局变量没有任何改变,可直接使用。

但是静态变量的情况下,转换后的函数原本就设置在含有Block语法的函数外(使用静态变量的指针进行访问),所以无法从变量作用域访问。

实际上,在由Block语法生成的值Block上,可以存有超过其变量作用域的被截获对象自动变量。变量作用域结束的同时,原来的自动变量被废弃,因此Block中超过变量作用域而存在的变量同静态变量一样,将不能通过指针访问原来的自动变量。

第二种

使用__block说明符

C语言中有以下存储类说明符:

  • typedef
  • extern
  • static
  • auto
  • register

__block说明符类似于static、auto、register说明符,他们用于指定将变量值设置到哪个存储域中。例如,auto表示作为自动变量存储在栈中,static表示静态变量存储在数据区中。

当我们在自动变量声明上追加__block说明符

    int __block val = 0;
    void(^blk)(void) = ^{val = 1;}; 

该源码可通过clang转换为以下形式:

struct __Block_byref_val_0 {
  void *__isa;
__Block_byref_val_0 *__forwarding;
 int __flags;
 int __size;
 int val;
};

struct __main_block_impl_0 {
  struct __block_impl impl;
  struct __main_block_desc_0* Desc;
  __Block_byref_val_0 *val; // by ref
  __main_block_impl_0(void *fp, struct __main_block_desc_0 *desc, __Block_byref_val_0 *_val, int flags=0) : val(_val->__forwarding) {
    impl.isa = &_NSConcreteStackBlock;
    impl.Flags = flags;
    impl.FuncPtr = fp;
    Desc = desc;
  }
};
static void __main_block_func_0(struct __main_block_impl_0 *__cself) {
  __Block_byref_val_0 *val = __cself->val; // bound by ref
(val->__forwarding->val) = 1;}
static void __main_block_copy_0(struct __main_block_impl_0*dst, struct __main_block_impl_0*src) {_Block_object_assign((void*)&dst->val, (void*)src->val, 8/*BLOCK_FIELD_IS_BYREF*/);}

static void __main_block_dispose_0(struct __main_block_impl_0*src) {_Block_object_dispose((void*)src->val, 8/*BLOCK_FIELD_IS_BYREF*/);}

static struct __main_block_desc_0 {
  size_t reserved;
  size_t Block_size;
  void (*copy)(struct __main_block_impl_0*, struct __main_block_impl_0*);
  void (*dispose)(struct __main_block_impl_0*);
} __main_block_desc_0_DATA = { 0, sizeof(struct __main_block_impl_0), __main_block_copy_0, __main_block_dispose_0};
int main()
{
    __Block_byref_val_0 val = {(void*)0,(__Block_byref_val_0 *)&val, 0, sizeof(__Block_byref_val_0), 0};
    void(*blk)(void) = ((void (*)())&__main_block_impl_0((void *)__main_block_func_0, &__main_block_desc_0_DATA, (__Block_byref_val_0 *)&val, 570425344));
}

可以发现__block变量也同Block一样变成了__Block_byref_val_0结构体类型的自动变量,即栈上生成的__Block_byref_val_0结构体实例。该变量初始化为1,且这个值也出现在结构体实例的初始化中,这意味着该结构体持有相当于原自动变量的成员变量。

该结构体声明如下:

struct __Block_byref_val_0 {
  void *__isa;
__Block_byref_val_0 *__forwarding;
 int __flags;
 int __size;
 int val;
};

再看下__block变量赋值的代码:

    ^{val = 1;}

转化为

static void __main_block_func_0(struct __main_block_impl_0 *__cself) {
  __Block_byref_val_0 *val = __cself->val; // bound by ref
 (val->__forwarding->val) = 1;
}

__block变量赋值,Block的__main_block_impl_0结构体实例持有指向__block变量的__Block_byref_val_0结构体实例的指针。

__Block_byref_val_0结构体实例的成员变量__forwarding持有指向该实例自身的指针。通过成员变量__forwarding访问成员变量val。(成员变量val是该实例自身持有的变量,它相当于原自动变量。)

访问__block变量

2.3.4 Block存储域

Block转换为Block的结构体类型的自动变量,__block变量转换为__block变量的结构体类型的自动变量。所谓结构体类型的自动变量,即栈上生成的该结构体的实例。

Block与__block变量的实质

名称 实质
Block 栈上Block的结构体实质
__block变量 栈上__block变量的结构体实例

Block的类

设置对象的存储域
_NSConcreteStackBlock
_NSConcreteGlobalBlock 程序的数据区域(.data区)
_NSConcreteMallocBlock
设置Block的存储域

_NSConcreteGlobalBlock

在记叙全局变量的地方使用Block语法时,生成的Block为_NSConcreteGlobalBlock类对象。例如:

void (^blk)(void) = ^{printf("Global Block");};

int main()
{

该源码通过声明全局变量blk来使用Block语法。如果转换源代码,Block用结构体的成员变量isa的初始化如下:

    impl.isa = & _NSConcreteGlobalBlock

该Block的类为_NSConcreteGlobalBlock类。此Block即该Block用结构体实例设置在程序的数据区域中。因为在使用全局变量的地方不能使用自动变量,所以不存在对自动变量进行截获。由此Block用结构体实例的内容不依赖于执行时的状态,所以整个程序中只需一个实例。因此将Block用结构体实例设置在全局变量相同的数据区域即可。

即使在函数内而不在记述广域变量的地方使用Block语法时,只要Block语法不截获自动变量,就可以将Block设置在程序的数据区域。

  • 记述全局变量的地方有Block语法时
  • Block语法的表达式中不使用应截获的自动变量时

以上两种情况下,Block为_NSConcreteGlobalBlock类对象。即Block配置在程序的数据区域中。除此之外的Block语法生成的Block为_NSConcreteStackBlock类对象,且设置在栈上。

_NSConcreteMallocBlock

配置在全局变量上的Block,从变量作用域外可以通过指针安全地使用。但设置在栈上的Block,如果其所属的变量作用域结束,该Block就被废弃。由于__block变量也配置在栈上,同样地,如果其所属的变量作用域结束,则该__block变量也被废弃。

栈上的Block与__block变量

Blocks提供了将Block和__block变量从栈上复制到堆上的方法来解决这个问题。将配置在栈上的Block复制到堆上,这样即使Block语法记述的变量作用域结束,堆上的Block还可以继续存在。

从栈复制到堆上的Block和__block变量

复制到堆上的Block将_NSConcreteMallocBlock类对象写入Block用结构体实例的成员变量isa。

    impl.isa = & _NSConcreteMallocBlock;

__block变量用结构体成员变量__forwarding可以实现无论__block变量配置在栈上还是在堆上时都可能够正确地访问__block变量。

除了向方法或函数的参数传递Block时,编译器都会自动生成将Block从栈上复制到堆上的代码。

但是如果在方法或函数中适当地复制了传递过来的参数,那么就不必在调用该方法或函数前手动复制了。以下方法或函数不用手动复制。

  • Cocoa框架的方法且方法名中含有usingBlock等时
  • GCD的API

将Block从栈上复制到堆上是相当消耗COU的,当Block设置在栈上也能够使用时,将Block复制到堆上只是在浪费CPU资源。因此只在block作为参数传递时手动调用copy方法。

Block副本

Block的类 副本源的配置存储域 复制效果
_NSConcreteStackBlock 从栈复制到堆
_NSConcreteGlobalBlock 程序的数据区域 什么也不做
_NSConcreteMallocBlock 引用计数增加

2.3.5 __block变量存储域

Block从栈复制到堆时对__block产生的影响

__block变量的配置存储域 Block从栈复制到堆时的影响
从栈复制到堆并被Block持有
被Block持有

若在1个Block中使用__block变量,Block从栈上复制到堆上,这些__block变量也全部从栈复制到堆上。此时,Block持有__block变量。Block已复制到堆上的情形下,复制Block对所使用的__block变量没有任何影响。

在一个Block钟使用__block变量

在多个Block中使用__block变量,任何一个Block从栈复制到堆时,__block变量也会一并从栈复制到堆并被该Block所持有。当剩下的Block从栈复制到堆时,被复制的Block持有__block变量,并增加__block变量的引用计数。

在多个Block钟使用__block变量

如果配置在堆上的Block被废弃,那么它所使用的__block变量就被释放。

Block废弃和__block变量的释放

使用__block变量用结构体成员变量__forwarding的原因

通过Block的复制,__block变量从栈复制到堆。此时可同时访问栈上的__block变量和堆上的__block变量。源代码如下:

    __block int val = 0;
    void (^blk)(void) = [^{++val;} copy];
    ++val;
    blk();

利用copy方法复制了使用了__block变量的Block语法。Block和__block变量均是从栈复制到堆。此代码中在Block语法表达式中使用了初始化的__block变量。

    ^{++val;}

然后在Block语法之后使用了与Block无关的变量。

    ++val;

以上两种源代码均可转换为如下的形式:

    ++(val.__forwarding->val);

栈上的__block变量用结构体实例在__block变量从栈上复制到堆上时,会将成员变量__forwarding的值替换为复制目标堆上的__block变量用结构体实例的地址。

复制__block变量

这样,无论是在Block语法中、Block语法外面使用__block变量,还是__block变量配置在栈或堆上,都可以顺利地访问同一个__block变量。

2.3.6 截获对象

调用copy函数和dispose函数的时机

函数 调用时机
copy函数 栈上的Block复制到堆上时
dispose函数 堆上的Block被废弃时

Block会复制到堆上的时机:

  • 调用Block的copy实例方法时
  • Block作为函数返回值返回时
  • 将Block赋值给附有__strong修饰符id类型的类或Block类型成员变量时
  • 在方法名中含有usingBlock的Cocoa框架方法或Grand Central Dispatch的API中传递Block时

截获对象时和使用__block变量时的不同

对象 BLOCK_FIELD_IS_OBJECT
__block变量 BLOCK_FIELD_IS_BYREF

Block中使用对象类型自动变量时,除以下情景外,推荐调用Block的copy实例方法。

  • Block作为函数返回值返回时
  • 将Block赋值给附有__strong修饰符id类型的类或Block类型成员变量时
  • 在方法名中含有usingBlock的Cocoa框架方法或Grand Central Dispatch的API中传递Block时

2.3.7 __block变量和对象

__block说明符可指定任何类型的自动变量。

    __block id obj = [[NSObject alloc] init];

等同于

    __block id __strong obj = [[NSObject alloc] init];

ARC有效时,id类型以及对象类型变量必定附加所有权修饰符,缺省为附有__strong修饰符的变量。

__block变量为附有__strong修饰符的id类型或对象类型自动变量的情况下,当__block变量从栈复制到堆上时,使用_Block_object_assign函数持有赋值给__block变量的对象。当堆上的__block变量被废弃时,使用__Block_object_dispose函数,释放赋值给__block变量的对象。

由此可知,即使对象赋值复制到堆上的附有__strong修饰符的对象类型__block中,只要__block变量在堆上继续存在,那么该对象就回继续处于被持有的状态。这与Block中使用赋值给附有__strong修饰符的对象类型自动变量的对象相同。

2.3.8 Block循环引用

如果在Block中使用附有__strong修饰符的对象类型的自动变量,那么当Block从栈复制到堆上时,该对象为Block所持有。这样容易引起循环引用。

typedef void(^blk_t)(void);

@interface MyObject : NSObject
{
    blk_t blk_;
}

@implementation MyObject

- (id)init {
    self = [super init];
    blk_ = ^{NSLog(@"self = %@",self);};
    return self;
}

- (void)dealloc {
    NSLog(@"dealloc");
}
@end

int main()
{
    id o = [[MyObject alloc] init];
    NSLog(@"%@",o);
    return 0;
}

该源代码中MyObject中dealloc实例方法一定没有被调用。

MyObject类对象的Block类型成员变量blk_持有赋值为Block的强引用。即MyObject类对象持有Block。init实例方法中执行的Block语法使用附有__strong修饰符的id类型变量self。并且由于Block语法赋值在了成员变量blk_中,因此通过Block语法声称在栈上的Block此时由栈复制到堆,并持有所使用的self。self持有Block,Block持有self。造成了循环引用。

使用Block成员变量循环引用

为了避免此循环引用,可声明附有__weak修饰符的变量,并将self赋值使用。

- (instancetype)init {
    self = [super init];
    id __weak tmp = self;
    blk_ = ^{NSLog(@"self = %@",tmp);};
    return self;
}
使用Block变量避免循环引用

也可以使用__block变量来避免循环引用。

typedef void(^blk_t)(void);

@interface MyObject : NSObject
{
    blk_t blk_;
}

@implementation MyObject

- (id)init {
    self = [super init];
    __block id tmp = self;
    blk_ = ^{
        NSLog(@"self = %@",tmp);
        tmp = nil;
    };
    return self;
}

- (void)execBlock {
    blk_();
}

- (void)dealloc {
    NSLog(@"dealloc");
}
@end

int main()
{
    id o = [[MyObject alloc] init];
    [o execBlock];
    return 0;
}
@end

该源代码没有引起循环引用。但是如果不调用execBlock实例方法,即不执行赋值给成员变量blk_的Block,便会循环引用并引起内存泄露。在生成并持有MyObject类对象的状态会引起一下循环引用。

  • MyObject类对象持有Block
  • Block持有__block变量
  • __block变量持有MyObject类对象
循环引用

如果不执行execBlock实例方法,就会持续该循环引用从而造成内存泄露。

通过执行execBlock实例方法,Block被执行,nil被赋值在__block变量tmp中。

    blk_ = ^{
        NSLog(@"self = %@",tmp);
        tmp = nil;
    };

因此,__block变量tmp对MyObject类对象的强引用失效。避免循环引用的过程如下所示:

  • MyObject类对象持有Block
  • Block持有__block变量
避免循环引用

使用__block变量避免循环引用的优点如下:

  • 通过__block变量可控制对象的持有期间
  • 在不能使用__weak修饰符的环境中不使用__unsafe_unretained修饰符即可(不必担心悬垂指针)。在执行Block时可动态地决定是否将nil或其他对象赋值在__block变量中。

使用__block变量的缺点如下:

  • 为避免循环引用必须执行Block

2.3.9 copy/release

ARC无效时,一般需要手动将Block从栈复制到堆。另外,由于ARC无效,所以肯定要释放复制的Block。这时我们用copy实例方法用来复制,用release实例方法来释放。

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