iOS block的自圆其说

对于block的文章已经很多,大多雷同,本文试图从另外的角度去理解和记忆blcok的相关问题。

在我们使用block的时候,我们看到的效果是,在一个方法体内把一个不属于某个类的方法调用起来,对于一个面向对象的语言,怎么能调用一个不属于某个类的方法呢?可能一时间没有想法,不过要是知道Objective-c其实是C语言就不难理解了,其实就定义一个C语言函数就可以了。

C语言是如何调用一个方法的?

无非也就是给一个方法签名,然后调用,当然这个方法签名可以使我们知道的是:返回值,方法名,参数个数和参数类型。
所以一个方法签名就等于方法的唯一ID,就好像一个人的DNA数据,或者是身份证,或者是一个工号,反正是一个唯一ID,对于这个描述的话,用数据库的主键来描述就是复合主键。

那么调用一个方法的实际上是怎么做到的?

我们知道其实所有的源代码最终还是编程汇编调用,姑且不说机器码了。概括来说,汇编调用起一个方法是找到方法地址入口,然后压栈,然后获取寄存器的值作为参数,如果参数多于4个,参数会放到栈内,所以就需要去栈获取参数,在方法调用期间使用到的变量都会放在栈中,然后方法调用完毕就将返回值放到R0,结束调用,栈内数据弹出,参数和方法入口地址都没有了,回到了调用这个方法的方法了。

Objective-c是C语言的子集

在Objective-c是C语言的子集,大家都这么说,那是因为Objective-c的调用是基于一个C语言库叫runtime,然后再基于一个把Objective-c代码转换为C语言的一个工具,这个工具叫编译器(当然这个转换是很复杂的)
所以block也不例外,也会被转换为C语言。

终于说到block了

block是一个结构体,如果对Objective-c比较熟悉的都知道,Objective-c对象其实都是一个结构体,然而一个结构体可以调用方法,靠的是在结构体里面保存好要调用的函数指针,所以自然block这个结构体内必须定义了一个函数指针了。然后关于这个结构体的内存管理需要遵从Objective-c的一套,所以有一个isa指针,表明其是一个Objective-c对象,这个就是最简单的block结构体,当然还有其他变量,但是先记住这些就够了。

struct Block {
    void *isa;
    void (*invoke)(void *, ...);
}

那么调用起一个方法的时候的伪代码就应该是(这个是一个struct的使用方法):

void METHOD() {
    NSLog(@"Hello World!");
}
struct block = Block(new NSObject(), METHOD)
block.invoke()

这样我们就顺利实现了一个block,然后调用起一个方法了,但是这里跟我们平常使用的看起来差别很大,根据之前说了“Objective-c是C语言的子集”,所以编译器会自动设置isa指针,然后根据平时使用的代码实际生成这样的代码:

^{
  NSLog(@"Hello World!");
  };
=============生成==================
              |
              V
struct Block {
    void *isa;
    void (*invoke)(void *, ...);
}
void METHOD() {
    NSLog(@"Hello World!");
}
struct block = Block(METHOD)
block.invoke()

小结

那么总结来说,一个block就是一个保存了一个函数指针的结构体,所以在我们使用一个block的时候,其实就等于在一个方法里面调用另外一个方法,遵从“那么调用一个方法的实际上是怎么做到的?”


block是怎么样知道了,但block怎么引用上下文?

上面说了,我们使用一个block的时候,其实就等于在一个方法里面调 用另外一个方法,大概是这样:

- (void)testBlock {
  void (^Block)(void) = ^{
        NSLog(@"Hello World!");
  };
  Block();
}

=============用伪代码理解==================
                 |
                 V
- (void)testBlock {
  [self Block];
}
- (void)Block {
   NSLog(@"Hello World!");
}

=============根据“Objective-c是C语言的子集”生成的伪代码==================
                             |
                             V
struct Block {
    void *isa;
    void (*invoke)(void *, ...);
}
void METHOD() {
    NSLog(@"Hello World!");
}
- (void)testBlock {
   struct block = Block(METHOD)
   block.invoke()
}

那么现在- (void)Block需要- (void)testBlock方法体内的变量的时候,一般会这么做:

- (void)testBlock {
  int i = 0;
  [self Block:i];
}
- (void)Block:(int)testInt {
   NSLog(@"Hello World!");
   NSLog(@"I get int %ld", testInt);
}

那么其实bock也一样的道理,需要把参数传过去,但这个参数是block本身,大概是这样的:

struct Block {
    void *isa;
    void (*invoke)(void *, ...);
    int testInt    <----根据“Objective-c是C语言的子集”,这里会多生成一变量,放到Block里,所有只有拿到这个Block就可以拿到这个变量。
}
void METHOD(Block block) {  <------这里多了个Block的参数
    NSLog(@"Hello World!");
    NSLog(@"I get int %ld", block.testInt)   <------ 拿到int了
}
- (void)testBlock {
   struct block = Block(METHOD)
   block.invoke(block)   <------这个把block本身传过去了
}

1.根据“Objective-c是C语言的子集”,会在生成的代码Block结构体里面增加多一个变量, int testInt。
2.在- (void)testBlock方法里调用block.invoke()的时候把初始化出来的block当作参数传入进去。
3.在方法void METHOD(Block block)里面就可以得到这个参数,里面就包含了int testInt。

小结

block引用上下文(调用block的那个方法体内的变量)其实也是跟我们平常使用的一个方法调用另一个方法是一样的,通过参数传递,然而使用起来的语法是通过编译器保证的,就是编译器需要这种语法,然后帮我们在编译的时候转换为另外的代码,这里另外的代码就是上面给出的伪代码。

何去何从

现在知道block是什么回事,关于block内存管理,修改上下文内容等留到一下次继续,突然不想打字了。

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