iOS开发：Blocks探究——底层实现
文章目录
- Blocks的实质
- 准备工作：OC 转 C++ 源码方法
- Blocks 源码概览
- Block 结构体
- 1. `struct __block_impl impl` 说明
- 2. `struct __main_block_desc_0* Desc` 说明
- 3. `__main_block_impl_0` 构造函数说明
- Block 实质总结
- 截获自动变量值
- Blocks 内改写被截获变量的值的办法
- 更改特殊区域变量值
- __block 说明符
- __block修饰局部变量
- __block修饰对象
- Block 存储域
- 1. _NSConcreteGlobalBlock
- 2. _NSConcreteStackBlock
- 3. _NSConcreteMallocBlock
- Block 的自动拷贝和手动拷贝
- Block 的自动拷贝
- Block 的手动拷贝
- __block 变量存储域
- __block 变量的拷贝
- block 循环引用
Blocks的实质
在iOS开发：Blocks探究——基本用法中我们知道了 Blocks 是 带有局部变量的匿名函数。但是 Block 的实质究竟是什么呢？
准备工作：OC 转 C++ 源码方法
- 在项目中添加 blocks.m 文件，并写好 block 的相关代码。
- 打开『终端』，执行
cd XXX/XXX命令，其中XXX/XXX为 block.m 所在的目录。 - 继续执行
clang -rewrite-objc block.m - 执行完命令之后，block.m 所在目录下就会生成一个 block.cpp 文件，这就是我们需要的 block 相关的 C++ 源码。
Blocks 源码概览
下面我们删除掉 block.m 其他无关的代码，只保留 blocks 相关的代码，可以得到如下结果。
- 转换前 OC 代码：
int main () {
void (^myBlock)(void) = ^{
printf("myBlock\n");
};
myBlock();
return 0;
}
- 转换后 C++ 源码：
/* 包含 Block 实际isa指针的结构体 */
struct __block_impl {
void *isa;
int Flags;
int Reserved; // 今后版本升级所需的预留区域大小
void *FuncPtr; // 函数指针
};
/* Block 结构体 */
struct __main_block_impl_0 {
// impl：应该是implementation的缩写，指的是block实现部分的结构体
struct __block_impl impl;
// Desc：应该是description的缩写，包含 Block 附加信息
struct __main_block_desc_0* Desc;
// __main_block_impl_0：Block 构造函数
__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;
}
};
/* Block 函数 */
static void __main_block_func_0(struct __main_block_impl_0 *__cself) {
printf("myBlock\n");
}
/* Block 附加信息结构体：包含今后版本升级所需区域大小，Block 的大小*/
static struct __main_block_desc_0 {
size_t reserved; // 今后版本升级所需区域大小
size_t Block_size; // Block 大小
} __main_block_desc_0_DATA = { 0, sizeof(struct __main_block_impl_0)}; //初始化的一个 Block 附加信息结构体的实例
/* main 函数 */
int main () {
void (*myBlock)(void) = ((void (*)())&__main_block_impl_0((void *)__main_block_func_0, &__main_block_desc_0_DATA));//返回block构造函数构造出的结构体的指针
((void (*)(__block_impl *))((__block_impl *)myBlock)->FuncPtr)((__block_impl *)myBlock);//调用刚赋值给blk变量中的成员函数
return 0;
}
这么看可能不够清楚，下面我们来把这一大块源码进行拆解。
Block 结构体
我们先来看看 __main_block_impl_0 结构体（ Block 结构体）
/* Block 结构体 */
struct __main_block_impl_0 {
// impl：应该是implementation的缩写，指的是block实现部分的结构体
struct __block_impl impl;
// Desc：应该是descriptor的缩写(描述符号)，包含 Block 附加信息
struct __main_block_desc_0* Desc;
// __main_block_impl_0：Block 构造函数
__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;
}
};
从上边我们可以看出，__main_block_impl_0 结构体（Block 结构体）包含了三个部分：
- 成员变量
impl; - 成员变量
Desc指针; __main_block_impl_0构造函数。
我们先来把这几个部分剖析一下。
1. struct __block_impl impl 说明
第一部分 impl 是 __block_impl 结构体类型的成员变量。__block_impl 包含了 :
- Block 实际函数指针
FuncPtr，FuncPtr指针指向 Block 的主体部分，也就是 Block 对应 OC 代码中的^{ printf("myBlock\n"); };部分。 - 标志位
Flags，在实现block的内部操作时会用到 - 今后版本升级所需的区域大小
Reserved __block_impl结构体的实例指针isa。在这里我们又见到了熟悉的isa指针，由此我们可以看出：所谓 Block 就是 Objective-C 对象。
/* 包含 Block 实际函数指针的结构体 */
struct __block_impl {
void *isa; // 用于保存 Block 结构体的实例指针
int Flags; // 标志位，在实现block的内部操作时会用到
int Reserved; // 今后版本升级所需的区域大小
void *FuncPtr; // 函数指针
};
2. struct __main_block_desc_0* Desc 说明
第二部分 Desc 是指向的是 __main_block_desc_0 类型的结构体的指针型成员变量，__main_block_desc_0 结构体用来描述该 Block 的相关附加信息：
- 今后版本升级所需区域大小：
reserved变量。 - Block 大小：
Block_size变量。
/* Block 附加信息结构体：包含今后版本升级所需区域大小，Block 的大小*/
static struct __main_block_desc_0 {
size_t reserved; // 今后版本升级所需区域大小
size_t Block_size; // Block 大小
} __main_block_desc_0_DATA = { 0, sizeof(struct __main_block_impl_0)}; //初始化的一个 Block 附加信息结构体的实例
3. __main_block_impl_0 构造函数说明
第三部分是 __main_block_impl_0 结构体（Block 结构体） 的构造函数，负责初始化 __main_block_impl_0 结构体（Block 结构体） 的成员变量。
__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;
}
关于结构体构造函数中对各个成员变量的赋值，我们需要先来看看 main() 函数中，对该构造函数的调用。
void (*myBlock)(void) = ((void (*)())&__main_block_impl_0((void *)__main_block_func_0, &__main_block_desc_0_DATA));
我们可以把上面的代码稍微转换一下，去掉不同类型之间的转换，使之简洁一点：
struct __main_block_impl_0 temp = __main_block_impl_0(__main_block_func_0, &__main_block_desc_0_DATA);
struct __main_block_impl_0 myBlock = &temp;
这样，就容易看懂了。该代码将通过 __main_block_impl_0 构造函数，生成的 __main_block_impl_0 结构体（B lock 结构体）类型实例的指针，赋值给 __main_block_impl_0 结构体（Block 结构体）类型的指针变量 myBlock。
可以看到， 调用 __main_block_impl_0 构造函数的时候，传入了两个参数。
-
第一个参数：
__main_block_func_0。-
其实就是 Block 对应的主体部分(函数指针)，传入了一个函数指针，利用 （void *）进行了一次强制类型转换。观察这个传入的函数可知，通过 Blocks 使用的匿名函数实际上被作为简单的C语言函数来处理。
-
这个 Block 的主体函数是根据 Block 语法所属的函数名（此处为main）和该 Block 语法在该函数出现的顺序值（此处为0）来给经 clang 变换的函数命名。
-
这里参数中的
__cself是指向 Block 的值的指针变量，相当于 OC 中的self。/* Block 主体部分函数 */ static void __main_block_func_0(struct __main_block_impl_0 *__cself) { printf("myBlock\n"); }
-
-
第二个参数：
__main_block_desc_0_DATA：__main_block_desc_0_DATA包含该 Block 的相关信息。
我们再来结合之前的__main_block_impl_0结构体定义。-
__main_block_impl_0结构体（Block 结构体）可以表述为：struct __main_block_impl_0 { void *isa; // 用于保存 Block 结构体的实例指针 int Flags; // 标志位 int Reserved; // 今后版本升级所需的区域大小 void *FuncPtr; // 函数指针 struct __main_block_desc_0* Desc; // Desc：Desc 指针 }; -
__main_block_impl_0构造函数可以表述为：impl.isa = &_NSConcreteStackBlock; // _NSConcreteStackBlock 相当于 class_t 结构体实例。在将 Block 作为OC 对象处理时，关于该类的信息放置于 _NSConcreteStackBlock 中。 impl.Flags = 0; // 标志位赋值 impl.FuncPtr = __main_block_func_0; // FuncPtr 保存 Block 结构体的主体部分 Desc = &__main_block_desc_0_DATA; // Desc 保存 Block 结构体的附加信息
-
Block 实质总结
千言万语汇成一句话：Block 的实质就是对象。在C语言的底层实现里，它是一个结构体。这个结构体相当于objc_class的类对象结构体，用_NSConcreteStackBlock对其中成员变量isa初始化，_NSConcreteStackBlock相当于class_t结构体实例(在我的理解中就是该 block 实例的元类)。在将 Block 作为OC对象处理时，关于该类的信息放置于_NSConcreteStackBlock中。
截获自动变量值
// 使用 Blocks 截获局部变量值
- (void)useBlockInterceptLocalVariables {
int a = 10, b = 20;
void (^myLocalBlock)(void) = ^{
printf("a = %d, b = %d\n",a, b);
};
myLocalBlock(); // 输出结果：a = 10, b = 20
a = 20;
b = 30;
myLocalBlock(); // 输出结果：a = 10, b = 20
}
从中可以看到，我们在第一次调用 myLocalBlock(); 之后已经重新给变量 a、变量 b 赋值了，但是第二次调用 myLocalBlock(); 的时候，使用的还是之前对应变量的值，这点在上篇基本用法的博客中已经解释过了，这是由于： Blocks 变量截获局部变量值的特性。
- 总的来说，所谓“截获自动变量值”意味着在执行 Block 语法时，Block 语法表达式所使用的自动变量值被保存到 Block 的结构体实例（即 Block 自身）中。
- 不过请注意，Block 语法表达式中没有使用的自动变量不会被追加到结构体中，Blocks 的自动变量截获只针对 Block 中使用的自动变量。
我们来看一下对应的 C++ 代码：
struct __main_block_impl_0 {
struct __block_impl impl;
struct __main_block_desc_0* Desc;
int a;
int b;
__main_block_impl_0(void *fp, struct __main_block_desc_0 *desc, int _a, int _b, int flags=0) : a(_a), b(_b) {
impl.isa = &_NSConcreteStackBlock;
impl.Flags = flags;
impl.FuncPtr = fp;
Desc = desc;
}
};
static void __main_block_func_0(struct __main_block_impl_0 *__cself) {
int a = __cself->a; // bound by copy
int b = __cself->b; // bound by copy
printf("a = %d, b = %d\n",a, b);
}
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 a = 10, b = 20;
void (*myLocalBlock)(void) = ((void (*)())&__main_block_impl_0((void *)__main_block_func_0, &__main_block_desc_0_DATA, a, b));
((void (*)(__block_impl *))((__block_impl *)myLocalBlock)->FuncPtr)((__block_impl *)myLocalBlock);
a = 20;
b = 30;
((void (*)(__block_impl *))((__block_impl *)myLocalBlock)->FuncPtr)((__block_impl *)myLocalBlock);
}
-
可以看到
__main_block_impl_0结构体（Block 结构体）中多了两个成员变量a和b，这两个变量就是 Block 截获的局部变量。a和b的值来自与__main_block_impl_0构造函数中传入的值。struct __main_block_impl_0 { struct __block_impl impl; struct __main_block_desc_0* Desc; int a; // 增加的成员变量 a int b; // 增加的成员变量 b __main_block_impl_0(void *fp, struct __main_block_desc_0 *desc, int _a, int _b, int flags=0) : a(_a), b(_b) { impl.isa = &_NSConcreteStackBlock; impl.Flags = flags; impl.FuncPtr = fp; Desc = desc; } }; -
还可以看出 __main_block_func_0（保存 Block 主体部分的结构体）中，变量a、b的值使用的__cself获取的值。
而__cself->a、__cself->b是通过值传递的方式传入进来的，而不是通过指针传递。这也就说明了a、b只是 Block 内部的变量，改变 Block 外部的局部变量值，并不能改变 Block 内部的变量值。static void __main_block_func_0(struct __main_block_impl_0 *__cself) { int a = __cself->a; // bound by copy int b = __cself->b; // bound by copy printf("a = %d, b = %d\n",a, b); }
那么来总结一下：
在定义 Block 表达式的时候，局部变量使用**『值传递』**的方式传入 Block 结构体中，并保存为 Block 的成员变量。
而当外部局部变量发生变化的时候，Block 结构体内部对应的的成员变量的值并没有发生改变，所以无论调用几次，Block 表达式结果都没有发生改变。
Blocks 内改写被截获变量的值的办法
更改特殊区域变量值
- 第一种：C语言中有几种特殊区域的变量，允许 Block 改写值，具体如下：
- 静态局部变量
- 静态全局变量
- 全局变量
下面我们通过代码来看看这种情况
- OC 代码：
int global_val = 10; // 全局变量
static int static_global_val = 20; // 静态全局变量
int main() {
static int static_val = 30; // 静态局部变量
void (^myLocalBlock)(void) = ^{
global_val *= 1;
static_global_val *= 2;
static_val *= 3;
printf("static_val = %d, static_global_val = %d, global_val = %d\n",static_val, static_global_val, static_val);
};
myLocalBlock();
return 0;
}
- C++ 代码：
int global_val = 10;
static int static_global_val = 20;
struct __main_block_impl_0 {
struct __block_impl impl;
struct __main_block_desc_0* Desc;
int *static_val;
__main_block_impl_0(void *fp, struct __main_block_desc_0 *desc, int *_static_val, int flags=0) : static_val(_static_val) {
impl.isa = &_NSConcreteStackBlock;
impl.Flags = flags;
impl.FuncPtr = fp;
Desc = desc;
}
};
static void __main_block_func_0(struct __main_block_impl_0 *__cself) {
int *static_val = __cself->static_val; // bound by copy
global_val *= 1;
static_global_val *= 2;
(*static_val) *= 3;
printf("static_val = %d, static_global_val = %d, global_val = %d\n",(*static_val), static_global_val, (*static_val));
}
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() {
static int static_val = 30;
void (*myLocalBlock)(void) = ((void (*)())&__main_block_impl_0((void *)__main_block_func_0, &__main_block_desc_0_DATA, &static_val));
((void (*)(__block_impl *))((__block_impl *)myLocalBlock)->FuncPtr)((__block_impl *)myLocalBlock);
return 0;
}
从中可以看到：
- 在
__main_block_impl_0结构体中，将静态局部变量static_val以指针的形式添加为成员变量，而静态全局变量static_global_val、全局变量global_val并没有添加为成员变量。
int global_val = 10;
static int static_global_val = 20;
struct __main_block_impl_0 {
struct __block_impl impl;
struct __main_block_desc_0* Desc;
int *static_val;
__main_block_impl_0(void *fp, struct __main_block_desc_0 *desc, int *_static_val, int flags=0) : static_val(_static_val) {
impl.isa = &_NSConcreteStackBlock;
impl.Flags = flags;
impl.FuncPtr = fp;
Desc = desc;
}
};
再来看一下 Block 主体部分对应的 __main_block_func_0 结构体部分。静态全局变量 static_global_val、全局变量 global_val 是直接访问的，而静态局部变量 static_val 则是通过『指针传递』的方式进行访问和赋值。
static void __main_block_func_0(struct __main_block_impl_0 *__cself) {
int *static_val = __cself->static_val; // bound by copy
global_val *= 1;
static_global_val *= 2;
(*static_val) *= 3;
printf("static_val = %d, static_global_val = %d, global_val = %d\n",(*static_val), static_global_val, (*static_val));
}
-
静态变量的这种方法似乎也适用于自动变量的访问，但我们为什么没有这么做呢？
实际上，在由 Block 语法生成的值 Block 上，可以存有超过其变量域的被截获对象的自动变量。变量作用域结束的同时，原来的自动变量被废弃，因此 Block 中超过变量作用域而存在的变量同静态变量一样，将不能通过指针访问原来的自动变量。
__block 说明符
__block修饰局部变量
- 第二种方法是使用
__block 说明符，更准确的表达方式为__block 存储域类说明符。 __block 说明符类似于static、auto、register说明符，它们用于指定将变量值设置到哪个存储域中。例如auto表示作为自动变量存储在栈中，static表示作为静态变量存储在数据区中。
// 使用 __block 说明符修饰，更改局部变量值
- (void)useBlockQualifierChangeLocalVariables {
__block int a = 10, b = 20;
void (^myLocalBlock)(void) = ^{
a = 20;
b = 30;
printf("a = %d, b = %d\n",a, b); // 输出结果：a = 20, b = 30
};
myLocalBlock();
}
从中我们可以发现：通过 __block 修饰的局部变量，可以在 Block 的主体部分中改变值。
我们来转换下源码，分析一下：
struct __Block_byref_a_0 {
void *__isa;
__Block_byref_a_0 *__forwarding;
int __flags;
int __size;
int a;
};
struct __Block_byref_b_1 {
void *__isa;
__Block_byref_b_1 *__forwarding;
int __flags;
int __size;
int b;
};
struct __main_block_impl_0 {
struct __block_impl impl;
struct __main_block_desc_0* Desc;
__Block_byref_a_0 *a; // by ref
__Block_byref_b_1 *b; // by ref
__main_block_impl_0(void *fp, struct __main_block_desc_0 *desc, __Block_byref_a_0 *_a, __Block_byref_b_1 *_b, int flags=0) : a(_a->__forwarding), b(_b->__forwarding) {
impl.isa = &_NSConcreteStackBlock;
impl.Flags = flags;
impl.FuncPtr = fp;
Desc = desc;
}
};
static void __main_block_func_0(struct __main_block_impl_0 *__cself) {
__Block_byref_a_0 *a = __cself->a; // bound by ref
__Block_byref_b_1 *b = __cself->b; // bound by ref
(a->__forwarding->a) = 20;
(b->__forwarding->b) = 30;
printf("a = %d, b = %d\n",(a->__forwarding->a), (b->__forwarding->b));
}
static void __main_block_copy_0(struct __main_block_impl_0*dst, struct __main_block_impl_0*src) {_Block_object_assign((void*)&dst->a, (void*)src->a, 8/*BLOCK_FIELD_IS_BYREF*/);_Block_object_assign((void*)&dst->b, (void*)src->b, 8/*BLOCK_FIELD_IS_BYREF*/);}
static void __main_block_dispose_0(struct __main_block_impl_0*src) {_Block_object_dispose((void*)src->a, 8/*BLOCK_FIELD_IS_BYREF*/);_Block_object_dispose((void*)src->b, 8/*BLOCK_FIELD_IS_BYREF*/);}
static struct __main_block_desc_0 {
size_t reserved;
size_t Block_size;
void (*copy)(struct __main_block_impl_0*, struct __main_block_impl_0*);
void (*dispose)(struct __main_block_impl_0*);
} __main_block_desc_0_DATA = { 0, sizeof(struct __main_block_impl_0), __main_block_copy_0, __main_block_dispose_0};
int main() {
__attribute__((__blocks__(byref))) __Block_byref_a_0 a = {(void*)0,(__Block_byref_a_0 *)&a, 0, sizeof(__Block_byref_a_0), 10};
__Block_byref_b_1 b = {(void*)0,(__Block_byref_b_1 *)&b, 0, sizeof(__Block_byref_b_1), 20};
void (*myLocalBlock)(void) = ((void (*)())&__main_block_impl_0((void *)__main_block_func_0, &__main_block_desc_0_DATA, (__Block_byref_a_0 *)&a, (__Block_byref_b_1 *)&b, 570425344));
((void (*)(__block_impl *))((__block_impl *)myLocalBlock)->FuncPtr)((__block_impl *)myLocalBlock);
return 0;
}
可以看到，只是加上了一个 __block，代码量就增加了很多。
我们从 __main_block_impl_0 开始说起：
struct __main_block_impl_0 {
struct __block_impl impl;
struct __main_block_desc_0* Desc;
__Block_byref_a_0 *a; // by ref
__Block_byref_b_1 *b; // by ref
__main_block_impl_0(void *fp, struct __main_block_desc_0 *desc, __Block_byref_a_0 *_a, __Block_byref_b_1 *_b, int flags=0) : a(_a->__forwarding), b(_b->__forwarding) {
impl.isa = &_NSConcreteStackBlock;
impl.Flags = flags;
impl.FuncPtr = fp;
Desc = desc;
}
};
在源码中我们可以看到：被 __block 修饰的局部变量 __block int a、__block int b 居然分别变成了 __Block_byref_a_0、__Block_byref_b_1 类型的结构体实例。
我们在 __main_block_impl_0 结构体中可以看到：__main_block_impl_0 结构体实例持有指向_Block_byref_a_0、__Block_byref_b_1 结构体实例的指针。
这里使用结构体指针 a 、结构体指针 b 说明 :_Block_byref_a_0、__Block_byref_b_1 类型的结构体并不在 __main_block_impl_0 结构体中，而只是通过指针的形式引用，这是为了可以在多个不同的 Block 中使用 __block 修饰的变量。
__Block_byref_a_0、__Block_byref_b_1 类型的结构体声明如下：
struct __Block_byref_a_0 {
void *__isa;
__Block_byref_a_0 *__forwarding;
int __flags;
int __size;
int a;
};
struct __Block_byref_b_1 {
void *__isa;
__Block_byref_b_1 *__forwarding;
int __flags;
int __size;
int b;
};
拿第一个 __Block_byref_a_0 结构体定义来说明，__Block_byref_a_0 有 5 个部分：
__isa：标识对象类的isa实例变量__forwarding：传入变量的地址__flags：标志位__size：结构体大小a：存放实变量a实际的值。
再来看一下 main() 函数中，__block int a、__block int b 的赋值情况。
顺便把代码整理一下，使之简易一点：
__Block_byref_a_0 a = {
(void*)0,
(__Block_byref_a_0 *)&a,
0,
sizeof(__Block_byref_a_0),
10
};
__Block_byref_b_1 b = {
0,
&b,
0,
sizeof(__Block_byref_b_1),
20
};
还是拿第一个__Block_byref_a_0 a 的赋值来说明。
可以看到 __isa 指针值传空，__forwarding 指向了局部变量 a 本身的地址，__flags 分配了 0，__size 为结构体的大小，a 赋值为 10。下图用来说明 __forwarding 指针的指向情况。
这下，我们知道 __forwarding 其实就是局部变量 a 本身的地址，那么我们就可以通过 __forwarding 指针来访问局部变量，同时也能对其进行修改了。
- 那
__forwarding既然这个指针指向自己本身的地址，那它存在的意义是什么呢？在下面“__block 变量存储域”部分会进行解释。
来看一下 Block 主体部分对应的 __main_block_func_0 结构体来验证一下。
static void __main_block_func_0(struct __main_block_impl_0 *__cself) {
__Block_byref_a_0 *a = __cself->a; // bound by ref
__Block_byref_b_1 *b = __cself->b; // bound by ref
(a->__forwarding->a) = 20;
(b->__forwarding->b) = 30;
printf("a = %d, b = %d\n",(a->__forwarding->a), (b->__forwarding->b));
}
可以看到 (a->__forwarding->a) = 20; 和 (b->__forwarding->b) = 30; 是通过指针取值的方式来改变了局部变量的值。这也就解释了通过 __block 来修饰的变量，在 Block 的主体部分中改变值的原理其实是：通过**『指针传递』**的方式。
__block修饰对象
__block可以指定任何类型的自动变量。下面来指定id类型的对象:
看一下__block变量的结构体：
struct __Block_byref_obj_0 {
void *__isa;
__Block_byref_obj_0 *__forwarding;
int __flags;
int __size;
void (*__Block_byref_id_object_copy)(void*, void*);
void (*__Block_byref_id_object_dispose)(void*);
id obj;
};
被__strong修饰的id类型或对象类型自动变量的copy和dispose方法：
static void __Block_byref_id_object_copy_131(void *dst, void *src) {
_Block_object_assign((char*)dst + 40, *(void * *) ((char*)src + 40), 131);
}
static void __Block_byref_id_object_dispose_131(void *src) {
_Block_object_dispose(*(void * *) ((char*)src + 40), 131);
}
同样，当Block持有被__strong修饰的id类型或对象类型自动变量时：
- 如果
__block对象变量从栈复制到堆时，使用_Block_object_assign函数， - 当堆上的
__block对象变量被废弃时，使用_Block_object_dispose函数。
其中，_Block_object_assign相当于retain操作，将对象赋值在对象类型的结构体成员变量中。 _Block_object_dispose相当于release操作。
这两个函数调用的时机是在什么时候呢？
| 函数 | 被调用时机 |
|---|---|
| __main_block_copy_0 | 从栈复制到堆时 |
| __main_block_dispose_0 | 堆上的Block被废弃时 |
struct __main_block_impl_0 {
struct __block_impl impl;
struct __main_block_desc_0* Desc;
__Block_byref_obj_0 *obj; // by ref
__main_block_impl_0(void *fp, struct __main_block_desc_0 *desc, __Block_byref_obj_0 *_obj, int flags=0) : obj(_obj->__forwarding) {
impl.isa = &_NSConcreteStackBlock;
impl.Flags = flags;
impl.FuncPtr = fp;
Desc = desc;
}
};
可以看到，obj被添加到了__main_block_impl_0结构体中，它是__Block_byref_obj_0类型。
Block 存储域
通过之前对 Block 本质的探索，我们知道了 Block 的本质是 Objective-C 对象。通过上述代码中 impl.isa = &_NSConcreteStackBlock;，可以知道该 Block 的类名为 NSConcreteStackBlock，根据名称可以看出，该 Block 是存于栈区中的。而与之相关的，还有 _NSConcreteGlobalBlock、_NSConcreteMallocBlock。
- _NSConcreteStackBlock. //栈区
- _NSConcreteGlobalBlock //数据区（全局区）
- _NSConcreteMallocBlock // 堆区
1. _NSConcreteGlobalBlock
在以下两种情况下使用 Block 的时候，Block 为 NSConcreteGlobalBlock 类对象。
- 记述全局变量的地方，使用 Block 语法时；(这是因为在使用全局变量的地方不能使用自动变量，所以不存在对自动变量进行截获，由此 Block 用结构体的实例的内容不依赖于执行时的状态，所以整个程序中只需要一个实例)。
- Block 语法的表达式中没有截获的自动变量时。
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NSConcreteGlobalBlock类的 Block 存储在**『程序的数据区域』**。因为存放在程序的数据区域，所以即使在变量的作用域外，也可以通过指针安全的使用。 -
这种块不会捕捉任何状态（比如外围的变量等），运行时也无须有状态来参与。块所使用的整个内存区域。在编译期已经完全确定了，因此，全局块可以声明在全局内存里，而不需要在每次用到的时候于栈创建。
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针对没有捕获自己主动变量的block来说，尽管用clang的rewrite-objc转化后的代码中仍显示
isa指针指向_NSConcretStackBlock，可是实际上不是这样。它的类型还是全局的，具体可以参考一下这篇文章：block存储区域——怎样验证block在栈上，还是堆上 -
记述全局变量的地方，使用 Block 语法示例代码：
void (^myGlobalBlock)(void) = ^{
printf("GlobalBlock\n");
};
int main() {
myGlobalBlock();
return 0;
}
通过对应 C++ 源码，我们可以发现：Block 结构体的成员变量 isa 赋值为：impl.isa = &_NSConcreteGlobalBlock;，说明该 Block 为 NSConcreteGlobalBlock 类对象。
2. _NSConcreteStackBlock
除了 1. _NSConcreteGlobalBlock 中提到的两种情形，其他情形下创建的 Block 都是 NSConcreteStackBlock 对象，平常接触的 Block 大多属于 NSConcreteStackBlock 对象。
NSConcreteStackBlock 类的 Block 存储在『栈区』的。如果其所属的变量作用域结束，则该 Block 就会被废弃。如果 Block 使用了 __block 变量，则当 __block 变量的作用域结束，则 __block 变量同样被废弃。
3. _NSConcreteMallocBlock
为了解决栈区上的 Block 在变量作用域结束被废弃这一问题，Block 提供了 『复制』 功能。可以将 Block 对象和 __block 变量从栈区复制到堆区上。当 Block 从栈区复制到堆区后，即使栈区上的变量作用域结束时，堆区上的 Block 和 __block 变量仍然可以继续存在，也可以继续使用。
此时，『堆区』上的 Block 为 NSConcreteMallocBlock 对象，Block 结构体的成员变量 isa 赋值为：impl.isa = &_NSConcreteMallocBlock;
那么，什么时候才会将 Block 从栈区复制到堆区呢？
这就涉及到了 Block 的自动拷贝和手动拷贝。
Block 的自动拷贝和手动拷贝
Block 的自动拷贝
在使用 ARC 时，大多数情形下编译器会自动进行判断，自动生成将 Block 从栈上复制到堆上的代码：
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将 Block 作为函数返回值返回时，会自动拷贝；
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向方法或函数的参数中传递 Block 时，使用以下两种方法的情况下，会进行自动拷贝，否则就需要手动拷贝：
- Cocoa 框架的方法且方法名中含有
usingBlock等时； Grand Central Dispatch（GCD）的 API。
- Cocoa 框架的方法且方法名中含有
-
将 Block 赋值给类的附有
__strong修饰符的id类型或 Block 类型成员变量时
Block 的手动拷贝
我们可以通过『copy 实例方法（即 alloc / new / copy / mutableCopy）』来对 Block 进行手动拷贝。当我们不确定 Block 是否会被遗弃，需不需要拷贝的时候，直接使用 copy 实例方法即可，不会引起任何的问题。
关于 Block 不同类的拷贝效果总结如下：
| Block 类 | 存储区域 | 拷贝效果 |
|---|---|---|
| _NSConcreteStackBlock | 栈区 | 从栈拷贝到堆 |
| _NSConcreteGlobalBlock | 程序的数据区域 | 不做改变 |
| _NSConcreteMallocBlock | 堆区 | 引用计数增加 |
__block 变量存储域
__block 变量的拷贝
在使用 __block 变量的 Block 从栈复制到堆上时，__block 变量也会受到如下影响：
| __block 变量的配置存储区域 | Block 从栈复制到堆时的影响 |
|---|---|
| 栈区 | 从栈复制到堆，并被 Block 所持有 |
| 堆区 | 被 Block 所持有 |
当然，如果不再有 Block 引用该 __block 变量，那么 __block 变量也会被废除。和 ARC 规则一样。具体过程看下面几张图就可以理解。
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如果我们理解了上面这部分内容，我们也就知道了上面遗留问题（为什么
__block 变量用结构体成员变量__forwarding）的答案：“不管
__block变量配置在栈上还是堆上，都能够正确地访问该变量”。正如这句话所述，通过 Block 的复制，__block变量也从栈复制到堆。此时可同时访问栈上的__block变量和堆上的__block变量。
在这里举个例子，假设val是一个被__block 说明符修饰的整型变量：
^{++val;}
然后在Block语法之后使用与 Block 无关的变量。
++val;
以上两种源代码均可转换为如下形式：
++(val.__forwarding->val);
在变换 Block 语法的函数中，该变量 val 为复制到堆上的 __block 变量结构体实例，而使用的与 Block 无关的变量 val，为复制前栈上的 __block变量结构体实例。
但是栈上的 __block变量结构体实例在__block变量从栈复制到堆上时，会将成员变量 __forwarding到值替换成复制目标堆上的__block变量结构体实例的地址。如上面那张图所示。
block 循环引用
举个例子，下面是一个类的init方法,blk_是该类的一个成员变量：
- (id)init {
self = [super init];
blk_ = ^{NSLog(@"self = %@", self);};
return self;
}
初始化这个类的实例时，就会造成循环引用，因为 Block 语法赋值在了成员变量 blk_中，因此通过 Block 语法生成在栈上的 Block 此时由栈复制到堆，并持有所使用的 self。self 持有 Block，Block 持有 self。这正是循环引用。
注意：**Block 内使用类的成员变量实际截获的是这个类本身（self）。**对编译器来说，成员变量只不过是对象结构体的成员变量。所以如何Block是该类的成员变量，截获该类其他成员变量时，会造成循环引用。