《Objective-C高级编程》Block使用

1 Blocks 概要

1.1 什么是Blocks

Blocks是C语言的扩充功能。可以用一句话来表示Blocks的扩充功能：带有自动变量（局部变量）的匿名函数。

2 Blocks模式

2.1 Block语法

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Block语法也可以省略返回值类型

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省略返回值类型时，如果表达式中有return语句就使用该返回值的类型，如果表达式中没有return语句就使用void类型。表达式中含有多个return语句是，所有retrun的返回值类型必须相同。

返回值类型以及参数列表均被省略

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2.2 Block类型变量

通过Block类型变量调用Block与C语言通常的函数调用没有区别。
Block类型变量可完全像通常的C语言变量一样使用。因此也可以使用指向Block类型变量的指针，即Block的指针类型变量。

typedef int (^blk_t)(int);
blk_t blk = ^(int count)(return count + 1;);
blk_t *blkptr = &blk;
(*blkptr)(10);

2.3 截获自动变量值

"带有自动变量值"在Blocks中表现为“截获自动变量值”。

2.4 __block 说明符

使用附有__block说明符的自动变量可以在Block中赋值，该变量称为__block变量。

__block int val = 0;
void (^blk)(void) = ^{val = 1;};
blk();
printf("val = %d\n",val);

该源码的执行结果为:
val = 1

2.5 截获的自动变量

截获Objective-C对象，调用变更该对象的方法不会产生编译错误

id array = [[NSMutableArray alloc] init];
void (^blk)(void) = ^ {
    id obj = [[NSObject alloc] init];
    [array addObject:obj];
}

如果响截获的变量array赋值则会产生编译错误

id array = [[NSMutableArray alloc] init];
void (^blk)(void) = ^ {
    array = [[NSMutableArray alloc] init];
}

这种情况下，需要给截获的自动变量附件__block 说明符

__block id array = [[NSMutableArray alloc] init];
void (^blk)(void) = ^ {
    array = [[NSMutableArray alloc] init];
}

另外，在使用C语言数组时必须小心使用其指针。例子如下

const char text[] = "hello";
void (^blk)(void) = ^ {  
    printf("%c\n", text[2]);
}

会产生编译错误，这是因为在现在的Block中，截获自动变量的方法并没有实现对C语言数组额截获，这时，使用指针可以解决该问题。

const char *text = "hello";
void (^blk)(void) = ^ {  
    printf("%c\n", text[2]);
}

3 Blocks的实现

3.1 Block的实质

原理很复杂，可以参考深入浅出－iOS Block原理和内存中位置

3.2 截获自动变量值

3.3 __block说明符

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3.4 Block存储域

Block转换为Block的结构体类型的自动变量，__block变量转换为__block变量的结构体类型的自动变量。所谓结构体类型的自动变量，即栈上生成的改结构体的实例。

Snip20171214_35.png

应用程序的内存分配

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总结如下

记述全局变量的地方有Block语法时
Block语法的表达式中不使用应截获的自动变量时
配置在全局变量上的Block，从变量作用域外页可以通过指针安全地使用。但设置在栈上的Block，如果其所属的变量作用域结束，该Block就被废弃。由于__block变量也配置在栈上，同样的，如果其所属的变量作用域结束，则该__block变量页会被废弃。如下图

Snip20171214_37.png

Blocks提供了将Block和__block变量从栈上复制到堆上的办法来解决这个问题。将配置在栈上的Block复制到堆上，这样即使Block语法记述的变量作用域结束，堆上的Block还可以继续存在。

Snip20171214_38.png

实际上当ARC有效时，大多数情况下编译器会恰当的进行判断，自动生成将Block从栈上复制到堆上的代码。

3.5 __block变量存储域

无论是在Block语法中，Block语法外使用__block变量，还是__block变量配置在栈上或堆上，都可以顺利地访问同一个__block变量。

3.6 截获对象

在Block从栈复制到堆时以及堆上的Block被废弃时会调用这些函数。

函数	调用时机
copy函数	栈上的Block复制到堆时
dispose函数	堆上的Block被废弃时

什么时候栈上的Block会复制到堆呢

调用Block的copy实例方法时
Block作为函数返回值返回时
将Block赋值给附有__strong修饰符id类型的类或Block类型成员变量时
在方法名中含有usingBlock的Cocoa框架方法或Grand Central Dispatch的API传递Block时

Block中使用对象类型自动变量时，除以下情形外，推荐调用Block的copy实例方法

Block作为汉返回值返回时
将Block赋值给类的附有__strong修饰符的id类型或Block类型的自动变量时
将方法名中含有uningBlock的Cocoa框架方法或Grand Central Dispatch的API中传递Block时。

3.7 __block变量和对象

ARC有效时，id类型以及对象类型变量必定附加所有权修饰符，缺省为附有__strong修饰符的变量。

变量obj同时指定了__autoreleasing修饰符和_block说明符，会引起编译错误。

3.8 Block循环引用

下面我们对使用__block变量避免循环引用的方法和使用__weak修饰符及__unsafe_unretained修饰符避免引用的方法做个比较。

使用__block变量的优点如下

通过__block变量可控制对象的持有期间
在不能使用__weak修饰符的环境中不使用__unsafe_unretained修饰符即可（不必担心悬垂指针）
在执行Block时可动态地决定是否将nil或其他对象赋值在__block变量中

使用__block变量的缺点如下

为避免循环引用必须执行Block

存在执行了Block的语法，却不执行Block的路径时，无法避免循环引用，若由于Block引发了循环引用时，根据Block的用途选择使用__block变量，__weak修饰符或__unsafe_unretained修饰符来避免循环引用。

3.9 copy/release

ARC无效时，一般需要手动将Block从栈复制到堆。另外，由于ARC无效，所以肯定要释放复制的Block，这时我们用copy实例方法来复制，用release实例方法来释放。