先出2個(gè)考題：
1、
上面打印的是幾，captureNum2 出去作用域后是否被銷毀？為什么？
同樣類型的題目：
問(wèn)：打印的數(shù)字為多少？
有人會(huì)回答：mutArray是captureObject方法的局部變量，mutArray指針 保存到棧上，那么當(dāng)執(zhí)行完captureObject方法后，出去了作用域mutArray變量就會(huì)被系統(tǒng)自動(dòng)釋放。
所以當(dāng)執(zhí)行captureBlk([[NSObject alloc] init]); 的時(shí)候，mutArray為nil，每次打印的為0。
當(dāng)然上面說(shuō)的是錯(cuò)的。
打印出來(lái)的值分別是 1，2，3。
那么如果把上面代碼中的mutArray改為weak類型：
NSMutableArray __weak *mutArray = [[NSMutableArray alloc] init];
結(jié)果又會(huì)是什么呢。
2、下面代碼分別打印的值是多少。為什么？
本文會(huì)分析上面的代碼中block底層 都做了哪些操作。
用過(guò)block的可以 直接忽略前面的語(yǔ)法部分。直接從第三部分看即可。
一、block的使用
iOS4.0開始進(jìn)入block特性。也叫做閉包。是一個(gè)函數(shù)（或指向函數(shù)的指針），再加上該函數(shù)執(zhí)行的外部的上下文變量（有時(shí)候也稱作自由變量）。
1、block的聲明：
void (^blockName)(int arg1, int arg2);
中文翻譯：返回值(^block變量名)(block的參數(shù))
參數(shù)名稱可以省略，也可以寫成：
void (^blockName)(int, int);
2、block的定義：
^void(int arg1, int arg2) {
};
中文翻譯：^返回類型(block的參數(shù))
返回類型可以省略，也可以寫成：
^(int arg1, int arg2) {};
聲明定義和調(diào)用：
void (^blockName)(int, int) = ^(int arg1, int arg2) { NSLog(@"arg1 + arg2 = %d", arg1 + arg2); }; blockName(1,2);
block沒(méi)有參數(shù)、有返回值、作為方法的參數(shù)：
- (void)viewDidLoad { //2、沒(méi)有參數(shù) void (^blockName2)() = ^() { NSLog(@"block2"); }; blockName2(); //3、block有返回值 int (^blockName3)(int) = ^(int n) { return n * 2; }; //4、block作為方法的參數(shù) [self testBlock2:blockName3]; } - (void)testBlock2:(int(^)(int))myBlock { myBlock(10); }
3、block只有在調(diào)用的時(shí)候才會(huì)執(zhí)行里面的函數(shù)內(nèi)容。
二、block調(diào)用外部變量
1、全局變量，block可以進(jìn)行讀取和修改。
@interface ViewController () { NSInteger num; } @implementation ViewController - (void)viewDidLoad { //1、block修改成員變量 void (^block1)() = ^(){ ++num; NSLog(@"調(diào)用成員變量： %ld", num); }; block1(); }
2、局部變量，block只能讀取，不能修改局部變量。這個(gè)時(shí)候是值傳遞。
如果想修改局部變量，要用__block來(lái)修飾。這個(gè)時(shí)候是引用傳遞。下面會(huì)聊下block的實(shí)現(xiàn)原理。
看例子：
//2、調(diào)用局部變量，不用__block NSInteger testNum2 = 10; void (^block2)() = ^() { //testNum = 1000; 這樣是編譯不通過(guò)的 NSLog(@"修改局部變量： %ld", testNum2); //打?。?0 }; testNum2 = 20; block2(); NSLog(@"testNum最后的值： %ld", 20);//打?。?0 //3、修改局部變量，要用__block __block NSInteger testNum3 = 10; void (^block3)() = ^() { NSLog(@"讀取局部變量： %ld", testNum3); //打?。?0 testNum3 = 1000; NSLog(@"修改局部變量： %ld", testNum3); //打?。?000 }; testNum3 = 20; block3(); testNum3 = 30; NSLog(@"testNum最后的值： %ld", testNum3);//打印：30
三、block代碼分析
網(wǎng)上很多通過(guò)Clang（LLVM編譯器）將OC的代碼轉(zhuǎn)換成C++源碼，來(lái)進(jìn)行分析的。但是這些轉(zhuǎn)換的代碼并不是block的源代碼，只是用來(lái)理解用的過(guò)程代碼。
1、block不包含任何變量
新建一個(gè)testBlock.m文件。文件中代碼為：
執(zhí)行clang命令：
clang -rewrite-objc testBlock.m
生成.cpp的核心代碼主要在.cpp文件的底部，大家可以看下圖：
我加了比較詳細(xì)的注釋，具體的看圖片就好。這里重點(diǎn)強(qiáng)調(diào)下關(guān)鍵的東東：
1.1、其中block的結(jié)構(gòu)體：
struct __block_impl { void *isa; int Flags; int Reserved; void *FuncPtr; };
isa：isa指針，在Objective-C中，任何對(duì)象都有isa指針。block 有三種類型：
_NSConcreteGlobalBlock：全局的靜態(tài) block，類似函數(shù)。如果block里不獲取任何外部變量?；蛘叩淖兞渴侨肿饔糜驎r(shí)，如成員變量、屬性等； 這個(gè)時(shí)候就是Global類型
_NSConcreteStackBlock：保存在棧中的 block，棧都是由系統(tǒng)管理內(nèi)存，當(dāng)函數(shù)返回時(shí)會(huì)被銷毀。__block類型的變量也同樣被銷毀。為了不被銷毀，block會(huì)將block和__block變量從?？截惖蕉选?
_NSConcreteMallocBlock：保存在堆中的 block，堆內(nèi)存可以由開發(fā)人員來(lái)控制。當(dāng)引用計(jì)數(shù)為 0 時(shí)會(huì)被銷毀。
代碼執(zhí)行的時(shí)候，block的isa有上面3中值。后面還會(huì)進(jìn)行詳細(xì)的說(shuō)明。
1.2、__main_block_func_0 是block要執(zhí)行的函數(shù)：
static void __main_block_func_0(struct __main_block_impl_0 *__cself) { printf("打印block函數(shù)"); }
1.3、__main_block_desc_0 是block的描述信息 的結(jié)構(gòu)體
1.4、block的類型。
在上圖中可以看到：
impl.isa = &_NSConcreteStackBlock;
這里 impl.isa 的類型為_NSConcreteStackBlock，由于 clang 改寫的具體實(shí)現(xiàn)方式和 LLVM 不太一樣，所以這里 isa 指向的還是_NSConcreteStackBlock。但在 LLVM 的實(shí)現(xiàn)中，開啟 ARC 時(shí)，block 應(yīng)該是 _NSConcreteGlobalBlock 類型。
所以 block是什么類型 在 clang代碼里是看不出來(lái)的。
如果要查看block的類型還是要通過(guò)Xcode進(jìn)行打?。?
打印的結(jié)果：
clangBlk = <__NSGlobalBlock__: 0x100054240> 打印block函數(shù)
上面block代碼，沒(méi)有獲取任何外部變量，應(yīng)該是 _NSConcreteGlobalBlock類型的。該類型的block和函數(shù)一樣 存放在 代碼段 內(nèi)存段。內(nèi)存管理簡(jiǎn)單。
2、block 訪問(wèn) 局部變量
新建testBlock2.m文件，代碼如下：
通過(guò)clang命令生成 的核心代碼如下，和剛才clang的代碼 不同的地方 已經(jīng)加了注釋：
2.1、可以看到 __main_block_impl_0 中添加了 一個(gè)int num的變量。在 __main_block_func_0中使用了該變量。
從這里可以看出來(lái) 這里是 值拷貝，不能修改，只能訪問(wèn)。
2.2、用Xcode打印上面block代碼，得到的類型為：__NSMallocBlock。
在說(shuō)_NSConcreteMallocBlock類型前，我們先說(shuō)下_NSConcreteStackBlock類型。
_NSConcreteStackBlock類型的block存在棧區(qū)，當(dāng)變量作用域結(jié)束的時(shí)候，這個(gè)block和block上的__block變量就會(huì)被銷毀。
這樣當(dāng)block獲取了局部變量，在其他地方訪問(wèn)的時(shí)候就會(huì)崩潰。block通過(guò)copy來(lái)解決了這個(gè)問(wèn)題，可以將block從?？截惖蕉选＿@樣當(dāng)棧上的作用域結(jié)束后，仍然可以訪問(wèn)block和block中的外部變量。
我們現(xiàn)在看下本文開頭的問(wèn)題1：
為什么局部變量muArray出了作用域 還能存在？
captureBlk為默認(rèn)的__strong類型，當(dāng)block被賦值給__strong類型的對(duì)象或者block的成員變量時(shí)，編譯器會(huì)自動(dòng)調(diào)用block的copy方法。
執(zhí)行copy方法，block拷貝到堆上，mutArray變量賦值給block的成員變量。所以打印的結(jié)果就為1，2，3。
如果把上面代碼中的mutArray改為weak類型，那么打印的就都是0了。因?yàn)楫?dāng)出去作用域的時(shí)候，mutArray就已經(jīng)被釋放了。
同時(shí)，因?yàn)镹SMutableArray *mutArray 是引用類型，用clang命令執(zhí)行后，發(fā)現(xiàn)：
struct __main_block_impl_0 { struct __block_impl impl; struct __main_block_desc_0 *Desc; id __strong mutArray;
..... }
mutArray在block中是id類型，因?yàn)槭侵羔?所以在block中mutArray是可以修改的，而int類型的不能修改。當(dāng)然如果用__block也能修改int類型的外部變量，下面我們會(huì)詳說(shuō)。
下面這個(gè)打印的結(jié)果是1，也是這個(gè)道理：
同時(shí)訪問(wèn)外部變量是block進(jìn)行的值傳遞，所以打印的還是1，不是2。
2.3、什么情況下block會(huì)進(jìn)行copy操作。
用代碼顯示的調(diào)用copy操作：
[captureBlk2 copy];
在MRC下block定義的屬性都要加上copy，ARC的時(shí)候block定義copy或strong都是可以的，因?yàn)锳RC下strong類型的block會(huì)自動(dòng)完成copy的操作。
@property (nonatomic, strong) captureObjBlk2 captureBlk21;
當(dāng) block 作為函數(shù)返回值返回時(shí)。
當(dāng) block 被賦值給 __strong id 類型的對(duì)象或 block 的成員變量時(shí)。
當(dāng) block 作為參數(shù)被傳入方法名帶有 usingBlock 的 Cocoa Framework 方法或 GCD 的 API 時(shí)。
3、__block在block中的作用。
新建testBlock3.m，代碼如下：
用clang生成的代碼如下，進(jìn)行了詳細(xì)的注釋：
block訪問(wèn)的外部變量，在block中就是一個(gè)結(jié)構(gòu)體：__Block_byref_num_0：
// 一、用于封裝 __block 修飾的外部變量 struct __Block_byref_num_0 { void *__isa; // 對(duì)象指針 __Block_byref_num_0 *__forwarding; // 指向 拷貝到堆上的 指針 int __flags; // 標(biāo)志位變量 int __size; // 結(jié)構(gòu)體大小 int num; // 外部變量 };
其中 int num 為外部變量名。
__Block_byref_num_0 *__forwarding; 這個(gè)是指向自己堆上的指針，這個(gè)后面會(huì)詳細(xì)說(shuō)明。
為了對(duì)__Block_byref_num_0結(jié)構(gòu)體進(jìn)行內(nèi)存管理。新加了copy和dispose函數(shù)：
//四、對(duì)__Block_byref_num_0結(jié)構(gòu)體進(jìn)行內(nèi)存管理。新加了copy和dispose函數(shù)。 static void __main_block_copy_0(struct __main_block_impl_0*dst, struct __main_block_impl_0*src) { // _Block_object_assign 函數(shù)：當(dāng) block 從?？截惖蕉褧r(shí)，調(diào)用此函數(shù)。 _Block_object_assign((void*)&dst->num, (void*)src->num, 8/*BLOCK_FIELD_IS_BYREF*/); } // 當(dāng) block 從堆內(nèi)存釋放時(shí)，調(diào)用此函數(shù):__main_block_dispose_0 static void __main_block_dispose_0(struct __main_block_impl_0*src) {_Block_object_dispose((void*)src->num, 8/*BLOCK_FIELD_IS_BYREF*/);}
__main_block_impl_0 中增加了 __Block_byref_num_0類型的指針變量。所以__block的變量之所以可以修改 是因?yàn)?指針傳遞。所以block內(nèi)部修改了值，外部也會(huì)改變：
struct __main_block_impl_0 { struct __block_impl impl; struct __main_block_desc_0* Desc; __Block_byref_num_0 *num; // 二、__block int num 變成了 __Block_byref_num_0指針變量。也就是 __block的變量通過(guò)指針傳遞給block __main_block_impl_0(void *fp, struct __main_block_desc_0 *desc, __Block_byref_num_0 *_num, int flags=0) : num(_num->__forwarding) { impl.isa = &_NSConcreteStackBlock; impl.Flags = flags; impl.FuncPtr = fp; Desc = desc; } };
在block要執(zhí)行的函數(shù) __main_block_func_0中，我們通過(guò)__Block_byref_num_0的__forwarding指針來(lái)修改的 外部變量，即：(num->__forwarding->num) = 10;
static void __main_block_func_0(struct __main_block_impl_0 *__cself) { __Block_byref_num_0 *num = __cself->num; // bound by ref (num->__forwarding->num) = 10; //三、這里修改的是__forwarding 指向的內(nèi)存的值 printf("num = %d", (num->__forwarding->num)); }
這是為什么呢？
我們先來(lái)看下文章開頭的第二個(gè)問(wèn)題：
當(dāng)外部的局部變量testNum3 改變后，block內(nèi)的testNum3變量也變了。
在block中修改的testNum3值，在block外部testNum3也改變了。
我們看下剛才clang生成的main方法，上面有截圖：
類似的邏輯：
用__block修改后，testNum3變量轉(zhuǎn)換為__Block_byref_num_0 的結(jié)構(gòu)體。
上面說(shuō)過(guò)copy操作會(huì)將block從?？截惖蕉焉?， 會(huì)把 testNum3轉(zhuǎn)成的__Block_byref_num_0 結(jié)構(gòu)體 賦值給block的變量。
同時(shí) 會(huì)把 __Block_byref_num_0 的結(jié)構(gòu)體中的 __forwarding指針指向拷貝到堆上 結(jié)構(gòu)體。
就是棧上和拷貝到堆上的 的__Block_byref_num_0都用__forwarding指向堆上的自己。
這樣在棧上修改 testNum3變量的時(shí)候，實(shí)際修改的是堆上值，所以block內(nèi)外的值是相互影響。
本來(lái)想寫下block循環(huán)引用的問(wèn)題。現(xiàn)在寫的比較累，明天單開一章來(lái)寫這個(gè)問(wèn)題吧。
本文中的所有代碼還有clang生成的.cpp文件，都放到了github上。
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