iOS block实现原理

block是什么

- (void)viewDidLoad {
    [super viewDidLoad];
    void (^block)(void) = ^{};
    NSLog(@"%@", block);
    id obj = block;
    NSLog(@"%@", obj);
}

如上我们写一个简单的block,然后在最后一行打上断点,用xcode查看对象继承链和对象结构,打印如下

可见这个block是一个__NSGlobalBlock__类型的对象,继承链如下

__NSGlobalBlock__->NSBlock->NSObject

该对象内部通过函数指针实现了代码块的存储,block的执行过程就是函数指针所指向函数的执行过程,因此:

block对象可以调用NSObject中定义的方法和通过分类给NSObject动态添加的方法,其调用过程符合OC消息发送机制和消息转发机制,而block本身的执行过程是通过函数指针配合结构体来实现的,因此不符合OC消息机制

所以当我们进行如下调用的时候

- (void)viewDidLoad {
    [super viewDidLoad];
    void (^block)(void);
    block();
}

运行时会直接crash,指示EXC_BAD_ACCESS访问坏地址或者野指针

- (void)viewDidLoad {
    [super viewDidLoad];
    [self performSelector:@selector(block)];
}

而如上调用,运行时会抛出异常Terminating app due to uncaught exception 'NSInvalidArgumentException', reason: '-[ViewController block]: unrecognized selector sent to instance 0x11fe0b1f0',指示找不到方法

block的类型

block的类型是NSBlock继承自NSObject,子类型有三个

  • __NSGlobalBlock__:存储在数据段
  • __NSStackBlock__:存储在栈上
  • __NSMallocBlock__:存储在堆上

苹果有意隐藏了NSBlock的实现,我们不能显式的通过如下代码创建block,否则它一定在堆上,类型一定是__NSMallocBlock__

NSBlock *block = [[NSBlock alloc] init];

我们创建block都是通过字面量创建的,因此起初不会有存储在堆上的block,这也是我们在MRC时代需要对栈上的block进行copy的原因,因为超出作用域就自动释放了,对全局block进行copy是没有作用的,就像对存储在数据段的字符串copy一样

因此block的类型是这样区分的

block类型 因素 内存分配
__NSGlobalBlock__ 没有访问外部的堆区或者栈区变量 数据段
__NSStackBlock__ 访问了外部的堆区或者栈区变量 栈区
__NSMallocBlock__ 栈区block的拷贝 堆区

苹果为什么这么设计就很好理解了吧

  • 全局block
    没有外部依赖,创建后不销毁,访问速度快又没有反复创建的开销
  • 栈区block
    有外部依赖,不参与外部变量的内存管理,分配在栈上,作用域结束自动销毁
  • 堆区block
    有外部依赖,要参与外部变量的内存管理,分配在堆上,需要程序员手动管理内存,不用时清空引用计数,自动销毁

当然!!!
ARC帮我们做了很多事情,ARC下分配在栈上的block会自动进行copy,因此ARC下只有两种类型的block,全局block和堆区block,那么苹果为什么要这么做呢,因为栈上面的block经常被忘记copy,但是却经常在超过作用域还在访问,就会直接EXC_BAD_ACCESS,因此苹果在ARC下直接做了这件事

block捕获变量

因此当我们讨论block对外部变量的捕获情况,我们只需要关心ARC下的堆区block即可,笔者将其总结成一个表格,如下

外部变量类型 捕获情况 访问方式
全局变量 数据段地址访问
静态变量 数据段地址访问
基础类型局部变量 拷贝,栈地址访问
__block基础类型局部变量 引用,栈地址访问
对象类型(缺省关键字strong) 引用计数+1,堆地址访问
__strong对象类型 引用计数+1,堆地址访问
__weak对象类型 堆地址访问
__block对象类型 引用计数+1,堆地址访问

block内存管理

这里想聊一下几个修饰block的内存关键字,当我们讨论内存管理,我们只需讨论block访问外部堆区、栈区变量的情况,因为数据段内存不会回收直到进程退出,且全局皆可访问,所以block无需对其捕获

栈上的block不会对外部对象产生强引用,不论其关键字是__strong还是__weak

堆上的block内部会根据捕获的外部对象的访问关键字__strong、__weak或__unsafe_unretained对其进行强、弱引用

__block修饰的变量会被包装成结构体,基础类型的变量结构体内包装的是其引用,对象类型的变量结构体内包装的是指针的引用,相当于二级指针,因此被__block修饰的变量能在block内被修改

__weak typeof(self) weakSelf = self;
self.block = ^{
    __strong typeof(weakSelf) strongSelf = weakSelf;
    [strongSelf doSomething];
};

上面代码__weak避免循环引用,__strong保证block异步执行时self还在,block执行完毕后strongSelf指针被回收,self所指对象引用计数-1

最后编辑于
©著作权归作者所有,转载或内容合作请联系作者
  • 序言:七十年代末,一起剥皮案震惊了整个滨河市,随后出现的几起案子,更是在滨河造成了极大的恐慌,老刑警刘岩,带你破解...
    沈念sama阅读 206,013评论 6 481
  • 序言:滨河连续发生了三起死亡事件,死亡现场离奇诡异,居然都是意外死亡,警方通过查阅死者的电脑和手机,发现死者居然都...
    沈念sama阅读 88,205评论 2 382
  • 文/潘晓璐 我一进店门,熙熙楼的掌柜王于贵愁眉苦脸地迎上来,“玉大人,你说我怎么就摊上这事。” “怎么了?”我有些...
    开封第一讲书人阅读 152,370评论 0 342
  • 文/不坏的土叔 我叫张陵,是天一观的道长。 经常有香客问我,道长,这世上最难降的妖魔是什么? 我笑而不...
    开封第一讲书人阅读 55,168评论 1 278
  • 正文 为了忘掉前任,我火速办了婚礼,结果婚礼上,老公的妹妹穿的比我还像新娘。我一直安慰自己,他们只是感情好,可当我...
    茶点故事阅读 64,153评论 5 371
  • 文/花漫 我一把揭开白布。 她就那样静静地躺着,像睡着了一般。 火红的嫁衣衬着肌肤如雪。 梳的纹丝不乱的头发上,一...
    开封第一讲书人阅读 48,954评论 1 283
  • 那天,我揣着相机与录音,去河边找鬼。 笑死,一个胖子当着我的面吹牛,可吹牛的内容都是我干的。 我是一名探鬼主播,决...
    沈念sama阅读 38,271评论 3 399
  • 文/苍兰香墨 我猛地睁开眼,长吁一口气:“原来是场噩梦啊……” “哼!你这毒妇竟也来了?” 一声冷哼从身侧响起,我...
    开封第一讲书人阅读 36,916评论 0 259
  • 序言:老挝万荣一对情侣失踪,失踪者是张志新(化名)和其女友刘颖,没想到半个月后,有当地人在树林里发现了一具尸体,经...
    沈念sama阅读 43,382评论 1 300
  • 正文 独居荒郊野岭守林人离奇死亡,尸身上长有42处带血的脓包…… 初始之章·张勋 以下内容为张勋视角 年9月15日...
    茶点故事阅读 35,877评论 2 323
  • 正文 我和宋清朗相恋三年,在试婚纱的时候发现自己被绿了。 大学时的朋友给我发了我未婚夫和他白月光在一起吃饭的照片。...
    茶点故事阅读 37,989评论 1 333
  • 序言:一个原本活蹦乱跳的男人离奇死亡,死状恐怖,灵堂内的尸体忽然破棺而出,到底是诈尸还是另有隐情,我是刑警宁泽,带...
    沈念sama阅读 33,624评论 4 322
  • 正文 年R本政府宣布,位于F岛的核电站,受9级特大地震影响,放射性物质发生泄漏。R本人自食恶果不足惜,却给世界环境...
    茶点故事阅读 39,209评论 3 307
  • 文/蒙蒙 一、第九天 我趴在偏房一处隐蔽的房顶上张望。 院中可真热闹,春花似锦、人声如沸。这庄子的主人今日做“春日...
    开封第一讲书人阅读 30,199评论 0 19
  • 文/苍兰香墨 我抬头看了看天上的太阳。三九已至,却和暖如春,着一层夹袄步出监牢的瞬间,已是汗流浃背。 一阵脚步声响...
    开封第一讲书人阅读 31,418评论 1 260
  • 我被黑心中介骗来泰国打工, 没想到刚下飞机就差点儿被人妖公主榨干…… 1. 我叫王不留,地道东北人。 一个月前我还...
    沈念sama阅读 45,401评论 2 352
  • 正文 我出身青楼,却偏偏与公主长得像,于是被迫代替她去往敌国和亲。 传闻我的和亲对象是个残疾皇子,可洞房花烛夜当晚...
    茶点故事阅读 42,700评论 2 345

推荐阅读更多精彩内容