Objective-C中的block到底是个啥（三）

这篇我们主要来看下blcok在copy和release的时候都做了什么。关于block，要时刻牢记一点，如果是在栈中创建的block，那么如果后面需要再次饮用该block，需要将其拷贝到堆上。那么在拷贝的时候都发生了些什么呢？比如block捕获的外部变量如何处置的？

block的结构

从前两个文章中我们已经知道了block的结构如下：

block结构

在第二篇文章中我们看到了一个在栈上被创建出来的block，即然是在栈上创建的，那么在当前上下文结束后，栈上的内存就有可能被回收重复利用。那么如果后面想要再次饮用该block就需要将它拷贝到堆上。这个过程是通过Block_copy() 来完成的。
下面我们就来看下Block_copy() 这个方法

Block_copy()

在compiler-rt项目源码中找到Block.h文件，可以看到关于如下定义：

BLOCK_EXPORT void *_Block_copy(const void *aBlock);

#define Block_copy(...) ((__typeof(__VA_ARGS__))_Block_copy((const void *)(__VA_ARGS__)))

可以看到Block_copy()就是将参数传入到const void *并将它传入给_Block_copy函数。在runtime.c文件中可以查看_Block_copy方法：

void *_Block_copy(const void *arg) {
    return _Block_copy_internal(arg, WANTS_ONE);
}

然后继续查找_Block_copy_internal方法：

static void *_Block_copy_internal(const void *arg, const int flags) {
    struct Block_layout *aBlock;
    const bool wantsOne = (WANTS_ONE & flags) == WANTS_ONE;

    //printf("_Block_copy_internal(%p, %x)\n", arg, flags); 
    if (!arg) return NULL;
    
    
    // The following would be better done as a switch statement
    aBlock = (struct Block_layout *)arg;
    if (aBlock->flags & BLOCK_NEEDS_FREE) {
        // latches on high
        latching_incr_int(&aBlock->flags);
        return aBlock;
    }
    else if (aBlock->flags & BLOCK_IS_GC) {
        // GC refcounting is expensive so do most refcounting here.
        if (wantsOne && ((latching_incr_int(&aBlock->flags) & BLOCK_REFCOUNT_MASK) == 1)) {
            // Tell collector to hang on this - it will bump the GC refcount version
            _Block_setHasRefcount(aBlock, true);
        }
        return aBlock;
    }
    else if (aBlock->flags & BLOCK_IS_GLOBAL) {
        return aBlock;
    }

    // Its a stack block.  Make a copy.
    if (!isGC) {
        struct Block_layout *result = malloc(aBlock->descriptor->size);
        if (!result) return (void *)0;
        memmove(result, aBlock, aBlock->descriptor->size); // bitcopy first
        // reset refcount
        result->flags &= ~(BLOCK_REFCOUNT_MASK);    // XXX not needed
        result->flags |= BLOCK_NEEDS_FREE | 1;
        result->isa = _NSConcreteMallocBlock;
        if (result->flags & BLOCK_HAS_COPY_DISPOSE) {
            //printf("calling block copy helper %p(%p, %p)...\n", aBlock->descriptor->copy, result, aBlock);
            (*aBlock->descriptor->copy)(result, aBlock); // do fixup
        }
        return result;
    }
    else {
        // Under GC want allocation with refcount 1 so we ask for "true" if wantsOne
        // This allows the copy helper routines to make non-refcounted block copies under GC
        unsigned long int flags = aBlock->flags;
        bool hasCTOR = (flags & BLOCK_HAS_CTOR) != 0;
        struct Block_layout *result = _Block_allocator(aBlock->descriptor->size, wantsOne, hasCTOR);
        if (!result) return (void *)0;
        memmove(result, aBlock, aBlock->descriptor->size); // bitcopy first
        // reset refcount
        // if we copy a malloc block to a GC block then we need to clear NEEDS_FREE.
        flags &= ~(BLOCK_NEEDS_FREE|BLOCK_REFCOUNT_MASK);   // XXX not needed
        if (wantsOne)
            flags |= BLOCK_IS_GC | 1;
        else
            flags |= BLOCK_IS_GC;
        result->flags = flags;
        if (flags & BLOCK_HAS_COPY_DISPOSE) {
            //printf("calling block copy helper...\n");
            (*aBlock->descriptor->copy)(result, aBlock); // do fixup
        }
        if (hasCTOR) {
            result->isa = _NSConcreteFinalizingBlock;
        }
        else {
            result->isa = _NSConcreteAutoBlock;
        }
        return result;
    }
}

该函数做了如下的逻辑(忽略掉GC的部分)：
1、如果参数为空则直接返回空
2、将第一个参数转换为Block_layout，从第一篇文章中可以知道该结构体就是block的完整表示
3、如果block的flag包含BLOCK_NEEDS_FREE，也就是该block本来就在堆上，那么直接引用计数加1，然后返回该block对象
4、如果是BLOCK_IS_GLOBAL也就是全局block，那么不用引用计数直接返回
5、能走到这一步说明传入的block肯定是在栈中创建，要拷贝到堆上，第一步是要在堆上分配内存，这一步通过mallock完成
6、然后通过memmove方法将参数中的内容按字节拷贝到刚刚分配的堆内存中
7、接下来就是设置堆上block的正确状态，BLOCK_REFCOUNT_MASK用来保证引用计数初始化为0，然后BLOCK_NEEDS_FREE用来设置该block为堆上的block，当引用计数为0时需要释放内存，并且通过 | 1 将引用计数设置为1.
8、将isa设置为_NSConcreteMallocBlock，也是用来标识堆block
9、最后，如果block有copy辅助方法，那么就通过调用该方法来retain需要获取的外部变量

Block_release

与copy对应的就是release，在Block.h文件中同样可以找到Block_release的定义：

BLOCK_EXPORT void _Block_release(const void *aBlock);
#define Block_release(...) _Block_release((const void *)(__VA_ARGS__))

然后在runtime.c中可以找到_Block_release的定义：

void _Block_release(void *arg) {
    struct Block_layout *aBlock = (struct Block_layout *)arg;
    int32_t newCount;
    if (!aBlock) return;
    newCount = latching_decr_int(&aBlock->flags) & BLOCK_REFCOUNT_MASK;
    if (newCount > 0) return;
    // Hit zero
    if (aBlock->flags & BLOCK_IS_GC) {
        // Tell GC we no longer have our own refcounts.  GC will decr its refcount
        // and unless someone has done a CFRetain or marked it uncollectable it will
        // now be subject to GC reclamation.
        _Block_setHasRefcount(aBlock, false);
    }
    else if (aBlock->flags & BLOCK_NEEDS_FREE) {
        if (aBlock->flags & BLOCK_HAS_COPY_DISPOSE)(*aBlock->descriptor->dispose)(aBlock);
        _Block_deallocator(aBlock);
    }
    else if (aBlock->flags & BLOCK_IS_GLOBAL) {
        ;
    }
    else {
        printf("Block_release called upon a stack Block: %p, ignored\n", (void *)aBlock);
    }
}

这里的逻辑如下(忽略掉GC的部分)：
1、将参数转换为Block_layout结构体，如果为空则返回
2、将block的引用计数减1
3、判断引用计数，如果大于0则说明该block仍被某个对象持有，不应该释放，直接返回
4、如果该block为堆block，那么调用dispose辅助方法来释放掉之前retain的外部变量，然后调用_Block_deallocator方法，该方法最终调用了free来释放堆上分配的内存
5、如果是个全局block，那么啥都不做
6、如果代码还能走到这里的话，说明正在试图释放一个栈上的block，正常是不应该有这种操作的，于是就打印了一串警告。