iOS---浅谈Block的理解

Block 是什么?
Block 是一个匿名的函数,但是它能够捕获变量,这是它跟匿名函数的区别。

Block 是如何捕获变量的,这个得要看一下 Block 的源代码,去理解Block 实现的原理。

Block的实现

struct __block_impl {
    // 根据 Block 的不同位置自动生成的 Block 的类型
    void *isa;
    int Flags;
    int Reserved;
    // FuncPtr 指向 Block 的最终实现,即 __main_block_func_0
    void *FuncPtr;
    // 捕获的变量
    int XXX
}

//Block的内存管理
static struct __main_block_desc_0 {
    unsigned long reserved;
    unsigned long Block_size;
}

//__main_block_func_0 是 Block 的代码
// __cself 为指向 Block 值的指针变量( _cself 类似于 self 的用法)
static void __main_block_func_0(struct __main_block_impl_0 *__cself) {
    // 被截获的局部变量
    //XXX= __ceself ->XXX
    
}

// Block 的对象,持有了 impl 与 Desc 结构体
struct __main_block_impl_0 {
    struct __block_impl impl;
    struct __main_block_desc_0 *Desc;
    // 被截获的局部变量
     // Block 的构造器,...()为被截获的局部变量,如val(_val)
    __main_block_impl_0(void *fp, struct __main_block_desc_0 *desc, _..., int flags = 0): ...() {
        impl.isa     = blockType(非参数,根据 Block 的不同位置自动生成的默认值);
        impl.Flags   = flags;
        impl.FuncPtr = fp;
        Desc         = desc;       
    }
}


struct __main_block_impl_0 {
    // 根据 Block 的不同位置自动生成的 Block 的类型
    void *isa;
    int Flags;
    int Reserved;
    void *FuncPtr;
    unsigned long reserved;
    unsigned long Block_size;
    // 被截获的局部变量
    // ...
}

Block 截获变量的做法是把 Block 内部需要用到的变量都追加到 Block 的构造器上,通过__main_block_func_0内部 XXX= _ceself ->XXX去访问捕获到的变量

问题一:为什么 Block 修改不了自动变量的值?
问题二:为什么 _block 变量可以被 Block 修改?

问题一相对容易理解一些

struct __block_impl {
    // 根据 Block 的不同位置自动生成的 Block 的类型
    void *isa;
    int Flags;
    int Reserved;
    // FuncPtr 指向 Block 的最终实现,即 __main_block_func_0
    void *FuncPtr;
    // 捕获的变量
    int XXX
}

Block 捕获变量 XXX 只是把 XXX 的值复制在 Block ,然后把复制的值追加到 Block 构造器上。

static void __main_block_func_0(struct __main_block_impl_0 *__cself) {
  // 被截获的局部变量
  XXX= __ceself ->XXX
  XXX = a;
}

如果在 Block 对 XXX 就行修改,其实只是修改复制在 __main_block_func_0的复制值,并没有影响到原来的 XXX。

如果想修改 XXX 的值,应该拿到 XXX 的内存地址,才能对XXX做修改。
Block 修改局部静态变量就是这样做的。

问题三:为什么在 Block 修改自动变量不像修改局部静态变量那样做呢?

_block 的实现

_block变量不是直接追加到 Block ,而是会变成一个结构体,然后加入在 Block 中。

//自动变量转化成一个结构体
struct __Block_byref_val_0 {
    void *__isa;
    // __forwarding 用于实现无论 __block 配置在栈上还是堆上都能够正常访问 __block 变量
    __Block_byte_val_0 *__forwarding;
    int __flags;
    int __size;
    int val;
}

// Block 持有自动变量结构体指针
struct __main_block_impl_0 {
    struct __block_impl impl;
    struct __main_block_desc_0 *Desc;
    __Block_byref_val_0 *val;

    __main_block_impl_0(void *fp, struct __main_block_desc_0 *desc, 
                            __Block_byref_val_0 *_val, 
                            int flags = 0): val(val -> __forwarding) {
        impl.isa     = blockType(非参数,根据 Block 的不同位置自动生成的默认值);
        impl.Flags   = flags;
        impl.FuncPtr = fp;
        Desc         = desc;       
    }

//Block 的代码实现
static void __main_block_func_0(struct __main_block_impl_0 *__cself) {
     //把变量的值修改成 a
    __Block_byref_val_0 *val = __cself -> val;
    (val -> __forwarding -> val) = a;
}

问题二的解答
Block 的__main_block_impl_0持有__Block_byref_val_0的指针
__Block_byref_val_0的成员变量__forwarding持有指向该实例自身的指针
通过__forwarding去访问成员变量valval可以看作成自动变量)

4155930-f5ecf62514cdc762.jpg

通过上面的方式(实质上还是通过访问变量内存地址的方式)去修改自动变量

问题三的解答
_block 变量变成结构体,然后在追加到 Block 上,这样是为了多个 Block 可以访问同一个自动变量。所有Block 捕获到该自动变量时,加上该自动变量的结构体就可以访问到该自动变量。

Block的类型

  • NSConcreteGlobalBlock 存在数据区域,不会捕获自动变量,能引用全局变量,全局静态变量。
  • NSConcreteStackBlock 存在栈中,当 Block 退出函数时,Block 销毁,捕获的自动变量随 Block 退出栈而清空。
  • NSConcreteMallocBlock 存在堆,Block 不会因为退出函数而销毁,捕获的自动变量

Block 的 copy

StackBlock 通常会 copy 到堆上,这样做就是为了避免 StackBlock 退出作用域而被销毁。_block 也会 copy 到堆上,__forwarding的作用就是正确访问到不论在栈还是在堆上的 val

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