Block 笔记

本质

是将【函数】及其【执行上下文】封装起来的【对象】

分析

@implementation YXPerson

void test() {
    int multiplier = 6;
    int(^Block)(int) = ^int(int num) {
        return num * multiplier;
    };
    int res = Block(3);
    NSLog(@"res => %d", res);
}

@end

使用 clang -rewrite-objc YXPerson.m 命令，生成 YXPerson.cpp 目标文件，然后打开 YXPerson.cpp 文件，找到 __test_block_impl_0 结构体。

  • 结构体 __test_block_impl_0 
struct __test_block_impl_0 {
  struct __block_impl impl;
  struct __test_block_desc_0* Desc;
  int multiplier; // 变量
  __test_block_impl_0(void *fp, struct __test_block_desc_0 *desc, int _multiplier, int flags=0) : multiplier(_multiplier) {
    impl.isa = &_NSConcreteStackBlock;
    impl.Flags = flags;
    impl.FuncPtr = fp;
    Desc = desc;
  }
};
  • 结构体 __block_impl 
struct __block_impl {
  void *isa; // 标记是一个对象
  int Flags;
  int Reserved;
  void *FuncPtr; // 函数指针
};
  • 定义块
int(*Block)(int) = 
((int (*)(int))
&__test_block_impl_0(
(void *)__test_block_func_0, 
&__test_block_desc_0_DATA, 
multiplier)
);
  • 函数 __test_block_func_0 
static int __test_block_func_0(struct __test_block_impl_0 *__cself, int num) {
  int multiplier = __cself->multiplier; // bound by copy

        return num * multiplier;
    }

截获变量

  • 局部变量
    • 基本数据类型【截获其值】
    • 对象类型【截获所有权修饰符与值】
  • 静态局部变量【指针形式】
  • 全局变量【不截获】
  • 静态全局变量【不截获】

分析

// 全局变量
int global_var = 4;
// 静态全局变量
static int static_global_var = 5;

void test() {
    // 基本数据类型的局部变量
    int var = 1;
    // 对象类型的局部变量
    __unsafe_unretained id unsafe_obj = nil;
    __strong id strong_obj = nil;
    // 静态局部变量
    static int static_var = 3;
    
    void(^Block)(void) = ^ {
        NSLog(@"全局变量 %d", global_var);
        NSLog(@"静态全局变量 %d", static_global_var);
        NSLog(@"局部变量，基本数据类型 %d", var);
        NSLog(@"局部变量，对象类型 %@", strong_obj);
        NSLog(@"静态局部变量 %d", static_var);
    };
    Block();
}

使用 clang -rewrite-objc -fobjc-arc YXPerson.m 命令，生成文件。

// 全局变量
int global_var = 4;

// 静态全局变量
static int static_global_var = 5;

struct __test_block_impl_0 {
  struct __block_impl impl;
  struct __test_block_desc_0* Desc;
// 局部变量-基本数据类型
  int var;
// 局部变量-对象类型
  __strong id strong_obj;
// 静态局部变量
  int *static_var;
  __test_block_impl_0(void *fp, struct __test_block_desc_0 *desc, int _var, __strong id _strong_obj, int *_static_var, int flags=0) : var(_var), strong_obj(_strong_obj), static_var(_static_var) {
    impl.isa = &_NSConcreteStackBlock;
    impl.Flags = flags;
    impl.FuncPtr = fp;
    Desc = desc;
  }
};

案例

案例一

    int multiplier = 6;
    int(^Block)(int) = ^int(int num) {
        return num * multiplier;
    };
    multiplier = 4;
    int res = Block(3);
    NSLog(@"res => %d", res);

局部变量，基本数据类型，以【值】的形式传递，所以输出 18

案例二

    static int multiplier = 6;
    int(^Block)(int) = ^int(int num) {
        return num * multiplier;
    };
    multiplier = 4;
    int res = Block(3);
    NSLog(@"res => %d", res);

静态局部变量，以【指针】的形式传递，所以输出 12

__block

使用场景：对【截获变量】进行【赋值】操作时
以下截获变量修改需要使用 __block：

  • 局部变量
    • 基本数据类型
    • 对象类型

分析

    __block int multiplier = 6;
    int(^Block)(int) = ^int(int num) {
        return num * multiplier;
    };
    multiplier = 4;
    int res = Block(3);
    NSLog(@"res => %d", res);

使用命令 clang -rewrite-objc -fobjc-arc YXPerson.m 生成文件

struct __test_block_impl_0 {
  struct __block_impl impl;
  struct __test_block_desc_0* Desc;
  __Block_byref_multiplier_0 *multiplier; // by ref
  __test_block_impl_0(void *fp, struct __test_block_desc_0 *desc, __Block_byref_multiplier_0 *_multiplier, int flags=0) : multiplier(_multiplier->__forwarding) {
    impl.isa = &_NSConcreteStackBlock;
    impl.Flags = flags;
    impl.FuncPtr = fp;
    Desc = desc;
  }
};
  • 结构体 __Block_byref_multiplier_0 
struct __Block_byref_multiplier_0 {
  void *__isa;
__Block_byref_multiplier_0 *__forwarding;
 int __flags;
 int __size;
 int multiplier;
};

__block 修饰的变量变成了对象

__forwarding 指向 __block 变量

image.png

内存管理

  • __NSConcreteStackBlock 栈区，成员变量的的 Block 如果使用 assgin，由于栈对应的函数释放掉后，对应栈也会释放掉，如果此时调用块会导致奔溃。
  • __NSConcreteMallocBlock 堆区
  • __NSConcreteGlobalBlock 全局
image.png

copy 的效果

  • __NSConcreteStackBlock 进行 copy 拷贝到【堆】
  • __NSConcreteMallocBlock 进行 copy 增加【引用计数】
  • __NSConcreteGlobalBlock 进行 copy 什么也不做

栈上 Block 的销毁
变量作用域结束，对应栈上的__block 变量和Block都会被释放掉

image.png

栈上 Block 的 copy

image.png

Block 执行 copy 操作之后的 Block 会导致内存泄露吗？

  • MRC 会
  • ARC 不会

栈上 __block 的 copy 操作

image.png

__forwardig 作用
经过了 copy 之后，无论出现在栈上的 __forwarding，还是堆上的 __forwarding，均指向堆上的 __block 变量
未经过 copy，栈上的 __forwarding 指向栈上的 __block 变量

__forwarding 存在的意思
不论在任何内存位置，都可以顺利访问同一个__block 变量

案例

案例一

    __block int multiplier = 6;
    int(^Block)(int) = ^int(int num) {
        return num * multiplier;
    };
    multiplier = 4;
    int res = Block(3);
    NSLog(@"res => %d", res);

由于是一个 __Block_byref_multiplier_0 对象，可以修改，所以输出 24

循环引用

案例一
如下代码是否存在循环引用？

typedef NSString *(^TestBlock)(NSString *str);

@interface YXPerson ()

@property (nonatomic, strong) NSArray *array;
@property (nonatomic, copy) TestBlock testBlock;

@end

@implementation YXPerson

- (void)method {
    self.array = [NSMutableArray array];
    self.testBlock = ^NSString *(NSString *str) {
        return self.array[0];
    };
}

@end

环存在的原因：存在，自循环，对象持有一个 Block，Block 又持有 self

解决方案：通过 weak 持有，修改为

- (void)method {
    self.array = [NSMutableArray array];
    __weak NSArray *weakArray = self.array;
    self.testBlock = ^NSString *(NSString *str) {
        return weakArray[0];
    };
}

案例二：如下代码是否有问题？

- (void)method {
    self.var = 3;
    __block YXPerson *blockSelf = self;
    self.testBlock = ^NSInteger(NSInteger num) {
        return num * blockSelf.var;
    };
    NSLog(@"res %ld", (long)self.testBlock(2));
}

环存在的原因：对象持有 Block，Block 持有 __block 变量，__block 持有对象

  • MRC 下不会有问题
  • ARC 产生循环引用，引起内存泄露

解决方案：断开 __block 持有对象这一环节。有一个弊端，块不调用，会一直存在循环引用。

- (void)method {
    self.var = 3;
    __block YXPerson *blockSelf = self;
    self.testBlock = ^NSInteger(NSInteger num) {
        NSInteger result = num * blockSelf.var;
        blockSelf = nil;
        return result;
    };
    NSLog(@"res %ld", (long)self.testBlock(2));
}
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