iOS：block浅析

一、block的定义：

block是封装了函数调用和调用环境的OC对象。

证明：

void test() {
    // __NSGlobalBlock__ : __NSGlobalBlock : NSBlock : NSObject
    void (^block)(void) = ^{
        NSLog(@"Hello");
    };
    
    NSLog(@"%@", [block class]);
    NSLog(@"%@", [[block class] superclass]);
    NSLog(@"%@", [[[block class] superclass] superclass]);
    NSLog(@"%@", [[[[block class] superclass] superclass] superclass]);
}

输出：最终superclass指向NSObject，如下所示。

__NSGlobalBlock__
__NSGlobalBlock
NSBlock
NSObject

二、block的分类：

类型	条件
NSGlobalBlock	没有访问auto变量
NSStackBlock	访问了auto变量(在MRC环境下，ARC系统会视情况自动添加copy)
NSMallocBlock	__NSStackBlock__调用了copy

示例：

int main(int argc, const char * argv[]) {
    @autoreleasepool {
        int age = 18;
        //没有访问auto变量(局部变量)
        void(^globalBlock)(void) = ^{
            NSLog(@"Lynn Zhang");
        };
        //访问auto变量(局部变量),在ARC环境下会自动执行copy ==> 堆区block
        void(^stackBlock)(void) = ^{
            NSLog(@"---%d", age);
        };
        
        NSLog(@"\nblock1: %@ \nblock2: %@ \nblock3: %@", [globalBlock class], [stackBlock class], [^{
            NSLog(@"---%d", age);
        } class]);
    }
    return 0;
}

每一种类型的block调用copy的结果：

block的类	副本源存储域	copy效果
_NSConcreteGlobalBlock	数据区域	什么也不做
_NSConcreteStackBlock	栈	栈区复制到堆区
_NSConcreteMallocBlock	堆	引用计数加一

在ARC环境下，编译器会根据情况将栈区上的block复制到堆区：

block作为返回值时；
block被__strong修饰时，如void(^block)(void) = ^{......}；
block作为GCD API的方法参数时；
block作为系统API的方法，含有usingBlock的方法参数时。

三、block的变量捕获：

原因：为了保证block内部能够正常的访问外部变量，需要有变量捕获机制。

变量类型	修饰	捕获到block内部	访问方式
局部变量	auto	是	值传递
局部变量	static	是	指针传递
全局变量	-	否	直接访问

示例：

//源码
void (^helloBlock)(void);

static int no;

void test() {
    int age = 10;
    static int height = 10;
    no = 10080601;
    
    helloBlock = ^{
        // age的值捕获进来
        NSLog(@"age is %d, height is %d and no is %d", age, height, no);
    };
    
    age = 20;
    height = 20;
    no = 100806;
    
    helloBlock();
}
//打印结果：
//age is 10, height is 20 and no is 100806

//底层实现
void test() {
    int age = 10;
    static int height = 10;
    no = 10080601;

    //可以看到，age是通过值传递到block内部，height是通过指针传进来的，no是通过直接访问取值
    helloBlock = ((void (*)())&__test_block_impl_0((void *)__test_block_func_0, &__test_block_desc_0_DATA, age, &height));

    age = 20;
    height = 20;
    no = 100806;

    ((void (*)(__block_impl *))((__block_impl *)helloBlock)->FuncPtr)((__block_impl *)helloBlock);
}

四、__block修饰符

__block可以用于解决block内部无法修改auto变量值的问题；
__block不能修饰全局变量、静态变量；
编译器会将__block变量包装成一个对象。

age用 auto、static、__block 对应的底层实现如下所示：

/**
 int age = 10;
 
 struct __main_block_impl_0 {
    struct __block_impl impl;
    struct __main_block_desc_0* Desc;
    int age;
 }
 */

/**
 static int age = 10;
 
 struct __main_block_impl_0 {
   struct __block_impl impl;
   struct __main_block_desc_0* Desc;
   int *age;
 };
 */

//__block
struct __main_block_impl_0 {
    struct __block_impl impl;
    struct __main_block_desc_0* Desc;
    struct __Block_byref_age_0 *age;
};

int main(int argc, const char * argv[]) {
    @autoreleasepool {
        
        __block int age = 10;
        MZBlock block = ^{
            NSLog(@"age = %d", age);
        };
        
        block();
    }
    return 0;
}

由此可见：当用 auto 修饰时，直接是把变量 age 传入到block内；static 修饰时，则传入的是一个 *age 的指针；而用 __block 修饰时，则是被包装成一个OC对象。

拓展

内存布局.png

类对象也在数据段里。

证明：

int age = 10;
int main(int argc, const char * argv[]) {
    @autoreleasepool {
        int a = 10;
        
        NSLog(@"数据段：age %p", &age);
        NSLog(@"数据段：class %p", [MJPerson class]);
        NSLog(@"堆：obj %p", [[NSObject alloc] init]);
        NSLog(@"栈：a %p", &a);
    }
    return 0;
}

打印输出如下，可以看出[MJPerson class]的内存地址和&age的很接近。

数据段：age 0x100002468
数据段：class 0x100002418
堆：obj 0x1007051a0
栈：a 0x7ffeefbff3cc