block-变量的捕获(capture)

为了能够保证block正常访问外部的变量,block有个变量捕获机制,如下图
捕获的变量

auto:自动变量,平时我们定义int age = 10,前面有个auto,auto int age = 10,系统帮我们默认的加上了一个auto。-----值传递-----
static:静态变量 -----指针传递-----
全局变量 -----直接访问-----

根据上面结论,我们一个个展开讨论和分析。

一、自动变量auto修饰的变量,auto int age = 10;
int main(int argc, const char * argv[]) {
    @autoreleasepool {
        // insert code here...
        auto int age = 10;
        
        void (^block)(void) = ^() {
            NSLog(@"age = %d,",age);
        };

        age = 20;
        block();
    }
    return 0;
}

此main函数中的block,是我们常见的OC代码,那我们从声明 int age = 10;到将age的值改变age = 20,最后block输出的age会等于20吗
带着这个疑问,我们来分析一下底层代码的实现,OC-->C++的转换过程:cd到程序main.m的目录下,执行命令xcrun -sdk iphoneos clang -arch arm64 -rewrite-objc main.m,可以得到一个main.cpp文件,拖到工程目录中。

struct __main_block_impl_0 {
  struct __block_impl impl;
  struct __main_block_desc_0* Desc;
  int age;
  __main_block_impl_0(void *fp, struct __main_block_desc_0 *desc, int _age, int flags=0) : age(_age) {
    impl.isa = &_NSConcreteStackBlock;
    impl.Flags = flags;
    impl.FuncPtr = fp;
    Desc = desc;
  }
};
static void __main_block_func_0(struct __main_block_impl_0 *__cself) {
  int age = __cself->age; // bound by copy

            NSLog((NSString *)&__NSConstantStringImpl__var_folders_5l_0xn052bn6dgb9z7pfk8bbg740000gn_T_main_6a0dd1_mi_0,age);
        }

static struct __main_block_desc_0 {
  size_t reserved;
  size_t Block_size;
} __main_block_desc_0_DATA = { 0, sizeof(struct __main_block_impl_0)};
int main(int argc, const char * argv[]) {
    /* @autoreleasepool */ { __AtAutoreleasePool __autoreleasepool; 

        int age = 10;

        void (*block)(void) = ((void (*)())&__main_block_impl_0((void *)__main_block_func_0, &__main_block_desc_0_DATA, age));

        age = 20;
        ((void (*)(__block_impl *))((__block_impl *)block)->FuncPtr)((__block_impl *)block);
    }
    return 0;
}

这堆代码,大家都很熟悉了吧,从上一章节讲block-底层数据结构就分析过的,看看定义了int age = 10 的区别

auto变量的源码.png

从上图中的源码中,我们可以留意到外部声明的int age = 10在block里使用做的事情
为了能够保证block正常访问外部的变量,block有个变量捕获机制,那什么类型会捕获到block内部,什么类型不会捕获呢,我们来探讨一下

  • 1.在main函数中,在block定义时,block将外部的age当做参数传给了__main_block_impl_0
  • 2.__main_block_impl_0已经将外面声明age捕捉赋值到block内部,既block内部也定义了一个int age;类型
  • 3.block把main函数定义的int age = 10的值当做参数赋值给了block里面的age
  • 4.此时改变age的值,只是改变main函数里的age的值,无法改变block内部的age的值,两个是属于不同函数体内的age,互不相关。
  • 5.block()调用时,输出的age = __cselef->age,就是等于block内部(__main_block_impl_0)的age值
auto变量总结,由上面的分析,我们可验证自动变量auto修饰的变量,是有捕捉到block内部,并且是属于值传递。

二、静态变量static修饰的变量,static int age = 10;

int main(int argc, const char * argv[]) {
    @autoreleasepool {
        // insert code here...
        static int age = 10;
        
        void (^block)(void) = ^() {
            NSLog(@"age = %d,",age);
        };
        
        age = 20;
        block();
    }
    return 0;
}

// 控制台的输出
2018-06-13 15:30:13.674073+0800 block-变量的捕获[92711:10064124] age = 20,
Program ended with exit code: 0

static修饰的变量age,打印的时候age = 20,为什么用static就能修改了呢?我们来看一下下面的转换成C++后的代码,分析一下底层的实现。

struct __main_block_impl_0 {
  struct __block_impl impl;
  struct __main_block_desc_0* Desc;
  int *age;
  __main_block_impl_0(void *fp, struct __main_block_desc_0 *desc, int *_age, int flags=0) : age(_age) {
    impl.isa = &_NSConcreteStackBlock;
    impl.Flags = flags;
    impl.FuncPtr = fp;
    Desc = desc;
  }
};
static void __main_block_func_0(struct __main_block_impl_0 *__cself) {
  int *age = __cself->age; // bound by copy

            NSLog((NSString *)&__NSConstantStringImpl__var_folders_5l_0xn052bn6dgb9z7pfk8bbg740000gn_T_main_73b8c0_mi_0,(*age));
        }

static struct __main_block_desc_0 {
  size_t reserved;
  size_t Block_size;
} __main_block_desc_0_DATA = { 0, sizeof(struct __main_block_impl_0)};
int main(int argc, const char * argv[]) {
    /* @autoreleasepool */ { __AtAutoreleasePool __autoreleasepool; 

        static int age = 10;

        void (*block)(void) = ((void (*)())&__main_block_impl_0((void *)__main_block_func_0, &__main_block_desc_0_DATA, &age));

        age = 20;
        ((void (*)(__block_impl *))((__block_impl *)block)->FuncPtr)((__block_impl *)block);
    }
    return 0;
}
static变量的源码.png
static变量总结,由上图的分析,我们可以得知,static 修饰的age,是会捕获进block内部,并且捕获的是age的地址,所以外面age变成20的时候,block内部输出的age也是等于20,因为外部和block内部的age指向的是同一地址。

三、全局变量


int age = 10;
int main(int argc, const char * argv[]) {
    @autoreleasepool {
        // insert code here...
        void (^block)(void) = ^() {
            NSLog(@"age = %d,",age);
        };
        
        age = 20;
        block();
    }
    return 0;
}
// 控制台的打印
2018-06-13 16:08:54.737079+0800 block-变量的捕获[96358:10119188] age = 20,
Program ended with exit code: 0

当age时全局变量的时候,打印的结果为20,按常理来分析,全部变量的作用域是默认的情况下是所有的函数生命周期是程序结束时,所以block里打印等于20,应该大家都能理解,那我们来看一下block内部有没有捕获到age呢,分析一下源码,如下

int age = 10;

struct __main_block_impl_0 {
  struct __block_impl impl;
  struct __main_block_desc_0* Desc;
  __main_block_impl_0(void *fp, struct __main_block_desc_0 *desc, int flags=0) {
    impl.isa = &_NSConcreteStackBlock;
    impl.Flags = flags;
    impl.FuncPtr = fp;
    Desc = desc;
  }
};
static void __main_block_func_0(struct __main_block_impl_0 *__cself) {

            NSLog((NSString *)&__NSConstantStringImpl__var_folders_5l_0xn052bn6dgb9z7pfk8bbg740000gn_T_main_164d03_mi_0,age);
        }

static struct __main_block_desc_0 {
  size_t reserved;
  size_t Block_size;
} __main_block_desc_0_DATA = { 0, sizeof(struct __main_block_impl_0)};
int main(int argc, const char * argv[]) {
    /* @autoreleasepool */ { __AtAutoreleasePool __autoreleasepool; 


        void (*block)(void) = ((void (*)())&__main_block_impl_0((void *)__main_block_func_0, &__main_block_desc_0_DATA));

        age = 20;
        ((void (*)(__block_impl *))((__block_impl *)block)->FuncPtr)((__block_impl *)block);
    }
    return 0;
}
全局变量总结:从上面源码可以看出,block内部的实现没有变化,就是没有捕获到block的内部,和我们上面的猜想也是一样的,因为age本来就是全部变量,作用域是所有函数,生命周期是程序结束,所以哪里都能改,哪里都能输出他的值,所以没必要捕获进block的内部,并且无论block上面时候回调,age的值都能正常输出
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