block详解<1>: block到底是什么

block到底是个啥玩意?

先来看一个最简单的block的定义

int main(int argc, const char * argv[]) {
    @autoreleasepool {
        void (^blk) (void) = ^{
            printf("block\n");
        };
        blk();
    }
    return 0;
}

没错,这个block非常简单:没有返回值,没有参数,只打印了一句话,然后通过clang查看编译之后的c++代码(clang命令需要进入main.m文件的同级目录)

clang -rewrite-objc main.m

得到一个main.cpp文件,这个文件的代码有点儿多,但是对我们有用的只有最后面一小段,我们滚到文件的最后面,可以看到如下图的一段代码

屏幕快照 2016-09-21 10.49.35 AM.png

我们会发现有一个结构体 __block_impl 不在上图中,我们通过command+f在第62行附近找到了这个结构体的定义

屏幕快照 2016-09-21 10.53.49 AM.png

好了,我们需要用到的代码大概就这么多,下面来逐行解释这些代码,为了方便起见,我就直接注释在文件中:

/*
    首先定义了一个结构体,注意,这个结构体并不是block的真实定义,它只是为block服务的,也就是说在block的定义或者使用的过程中,会用到这个结构体
 */
struct __block_impl {
    //block在内存中的分布
    void *isa;
    
    //下面这两个int型的字段,意义不大
    int Flags;
    int Reserved;
    void *FuncPtr; //这是一个函数指针,指向了block要执行的函数
};

/*
    这也是一个结构体,它也不是block的真实定义,也只是为block服务的,并且这个结构体里面包含了另外的两个结构体
 */

//这里说明一下: __main:代表block被定义在main函数中,_0代表main函数中的第一个block,如果你在方法名为method的函数中定义两个block,就会出现 struct __method_block_impl_1这样的结构体
struct __main_block_impl_0 {
  struct __block_impl impl; //上面的那个结构体
  struct __main_block_desc_0* Desc; //这是一个结构体指针,指向了一个block描述的结构体
    
    //这是结构体的构造函数
  __main_block_impl_0(void *fp, struct __main_block_desc_0 *desc, int flags=0) {
      //下面的就是对结构体成员的赋值操作了
    impl.isa = &_NSConcreteStackBlock;
    impl.Flags = flags;
    impl.FuncPtr = fp;
    Desc = desc;
  }
};

//这个函数就是block最后要执行的函数,它会在后面被赋给__main_block_impl_0结构体中的__block_impl结构体中的FuncPtr成员
static void __main_block_func_0(struct __main_block_impl_0 *__cself) {

            printf("block\n");
}

/*
    这个结构体中包涵了block的相关描述信息
 */
static struct __main_block_desc_0 {
  size_t reserved; //保留字段,意义不大
  size_t Block_size; //block的大小
} __main_block_desc_0_DATA = { 0, sizeof(struct __main_block_impl_0)}; //申明的时候直接直接定义一个结构体

int main(int argc, const char * argv[]) {
    /* @autoreleasepool */ { __AtAutoreleasePool __autoreleasepool;
        /*
            好了,重头戏来了,下面的两行代码包函数了block的定义和调用
         */
        
        /*
            这一行是block的定义,没错,我们终于在这里看到block到底是一个什么东西,它其实是一个函数指针: void (*blk) (void).
            右边的代码加了一些强转符,为了使代码更清晰,我们把强转符去掉再来看看
         void (*blk) (void) = &__main_block_impl_0(__main_block_func_0, &__main_block_desc_0_DATA));
         我们发现,函数指针指向了一个结构体。有人可能会奇怪,函数指针不是应该指向一个函数吗,为毛指向了一个结构体?其实函数指针是个地址,
         &__main_block_impl_0也是一个地址,所以从理论上这种赋值是可以的。
         */
        void (*blk) (void) = ((void (*)())&__main_block_impl_0((void *)__main_block_func_0, &__main_block_desc_0_DATA));
        
        /*
            这一行是block的调用,猛的一看,看不出到底是怎么个调用法,下面我们来一步一步的分析。
            首先将上面定义的blk强转成__block_impl结构体指针类型,也就是((__block_impl *)blk),然后取出这个结构体的成员FuncPtr,即
         ((__block_impl *)block) ->FuncPtr),而FuncPtr也是一个指针,然后把这个指针强转为返回值为void,参数为__block_impl*的一个函数指针,也就是
         ((void (*)(__block_impl *))((__block_impl *)blk)->FuncPtr),最后调用这个指针所指向的函数
         ((void (*)(__block_impl *))((__block_impl *)blk)->FuncPtr)((__block_impl *)blk);
         */
        ((void (*)(__block_impl *))((__block_impl *)blk)->FuncPtr)((__block_impl *)blk);
    }
    return 0;
}

这样,我们就分析完了一个简单的block定义和调用了。

参考文章

block没那么难(一):block的实现
Block源码解析和深入理解

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