iOS笔记之Block

一：Block是什么？

block是基于C语言的扩展功能。block有一个比较常见的说法，叫做：带有自动变量的匿名函数，首先匿名函数，即为没有名字的函数，我们尝试用函数指针来实现一下：

int function(int a) {
  print(a);
}
int (* functionPointer) (int) = &function;
int result = (*function)(19);

注意看最后一行，我们通过函数指针去调用了函数，并不知道函数名。接着还有关键字是带有自动变量，这里的自动变量也就是局部变量，到这里，我们来看看block语法：

^ 返回值类型 参数列表 表达式

举例来说：

int (^blk) (int) = ^ int (int a) { return a * a; };
blk(19);

通过对比赋值匿名函数和赋值Block类型变量可以发现，两者的写法即为相似，区别在于block中为^符号，而函数为*符号。

二：Block本质

通过源码来究其本质

int main(int argc, const char * argv[]) {

    void(^blk)(void) = ^ {
        printf("%d", 19);
    };
    blk();
    return 0;
}

我们使用clang -rewrite-objc指令来将以上代码解析为C++源代码：

struct __block_impl {
  void *isa;  //指向类的指针
  int Flags;
  int Reserved;
  void *FuncPtr;  //函数指针，将__main_block_func_0（一个静态函数）赋值给了它
};
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) {
  printf("%d", 19);
}

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[]) {
    void(*blk)(void) = ((void (*)())&__main_block_impl_0((void *)__main_block_func_0, &__main_block_desc_0_DATA));
    ((void (*)(__block_impl *))((__block_impl *)blk)->FuncPtr)((__block_impl *)blk);

    return 0;
}

我们将main函数中类型转换的操作去掉，简化后的代码如下：

int main(int argc, const char * argv[]) {
    void(*blk)(void) = __main_block_impl_0(__main_block_func_0, &__main_block_desc_0_DATA);
}

进一步分解为：

int main(int argc, const char * argv[]) {
    struct __main_block_impl_0 temp = __main_block_impl_0(__main_block_func_0, &_main_block_desc_0_DATA);
    struct __main_block_impl_0 *blk = temp;
}

小结：

__block_impl：这是一个结构体，也是C面向对象的体现，可以理解为block的基类;
__main_block_impl_0: 可以理解为block变量;
__main_block_func_0: 可以理解为匿名函数；
__main_block_desc_0:block的描述, Block_size;
声明block：创建了一个__main_block_imp_0类型的结构体，并用一个该类型的指针指向这个结构体
使用block：调用了结构体中的成员__block_impl的FuncPtr方法

从上面可以理解为，编译之后的block是结构体类型的，声明的blk是一个指向结构体类型block的指针。
Block本质是指针结构体。

三：Block注意事项

1、截获局部变量

int value = 10;
void (^blk) (void) = ^{ printf("%d", value); };
value = 19;
blk();  //输出10

以上输出应该是10，而不是19，在表面上大家就可以理解为block截获了变量的瞬间值

2、使用__block才能修改外部局部变量的值

int main(int argc, const char * argv[]) {
    __block int value = 3;
    void(^blk)(void) = ^ {
        value = 19;
    };
    blk();
    printf("%d", value);  //输出19
        
    return 0;
}

3、全局变量的获取与修改

获取值：

// 声明全局变量global
int global = 100;
int main(int argc, const char * argv[]) {
    @autoreleasepool {
        void(^myBlock)(void) = ^{
            NSLog(@"global = %d", global);
        };
        global = 101;
        // 调用后控制台输出"global = 101"
        myBlock();
    }
    return 0;
}

修改值：

// 声明全局变量global
int global = 100;
int main(int argc, const char * argv[]) {
    @autoreleasepool {
        void(^myBlock)(void) = ^{
            global ++;
            NSLog(@"global = %d", global);
        };
        // 调用后控制台输出"global = 101"
        myBlock();
    }
    return 0;
}

4、Block访问与修改静态变量

// 声明静态变量global
static int global = 100;
void(^myBlock)() = ^{
    NSLog(@"global = %d", global);
};
global = 101;
// 调用后控制台输出"global = 101"
myBlock();

// 声明静态变量global
static int global = 100;
void(^myBlock)() = ^{
    global ++;
    NSLog(@"global = %d", global);
};
// 调用后控制台输出"global = 101"
myBlock();

5、循环引用

@implementation MyViewController {
   void (^_cycleReferenceBlock)(void);  //vc引用block
}

- (void)viewDidLoad {
    [super viewDidLoad];
    _cycleReferenceBlock = ^{ 
        NSLog(@"%@", self);   //block引用vc
    };
}

@end

解决办法：在MRC下用_block，在ARC下使用__weak;

- (void)viewDidLoad {
    [super viewDidLoad];
    __weak typeof(self) weakSelf = self;
    _cycleReferenceBlock = ^{ 
        __strong __typeof(weakSelf)strongSelf = weakSelf;
        NSLog(@"%@", strongSelf);   //解决循环引用
    };
}

6、内存管理

Block在MRC下的内存管理

默认情况下,Block的内存存储在栈中,不需要开发人员对其进行内存管理
在Block的内存存储在栈中时,如果在Block中引用了外面的对象,不会对所引用的对象进行任何操作
如果对Block进行一次copy操作,那么Block的内存会被移动到堆中,这时需要开发人员对其进行release操作来管理内存
如果对Block进行一次copy操作,那么Block的内存会被移动到堆中,在Block的内存存储在堆中时,如果在Block中引用了外面的对象,会对所引用的对象进行一次retain操作,即使在Block自身调用了release操作之后,Block也不会对所引用的对象进行一次release操作,这时会造成内存泄漏
如果对Block进行一次copy操作,那么Block的内存会被移动到堆中,在Block的内存存储在堆中时,如果在Block中引用了外面的对象,会对所引用的对象进行一次retain操作,为了不对所引用的对象进行一次retain操作,可以在对象的前面使用下划线下划线block来修饰
如果对象内部有一个Block属性,而在Block内部又访问了该对象,那么会造成循环引用
如果对象内部有一个Block属性,而在Block内部又访问了该对象,那么会造成循环引用,解决循环引用的办法是在对象的前面使用下划线下划线block来修饰,以避免Block对对象进行retain操作

Block在ARC下的内存管理

在ARC默认情况下,Block的内存存储在堆中,ARC会自动进行内存管理,程序员只需要避免循环引用即可
在Block的内存存储在堆中时,如果在Block中引用了外面的对象,会对所引用的对象进行强引用,但是在Block被释放时会自动去掉对该对象的强引用,所以不会造成内存泄漏
如果对象内部有一个Block属性,而在Block内部又访问了该对象,那么会造成循环引用
如果对象内部有一个Block属性,而在Block内部又访问了该对象,那么会造成循环引用,解决循环引用的办法是使用一个弱引用的指针指向该对象,然后在Block内部使用该弱引用指针来进行操作,这样避免了Block对对象进行强引用

查看示例

7、__block的作用

1）、__block在MRC下有两个作用

1. 允许在Block中访问和修改局部变量
1. 禁止Block对所引用的对象进行隐式retain操作，ARC下的__weak功能

2）、__block在ARC下只有一个作用

1. 允许在Block中访问和修改局部变量