block的使用总结
前言
在我们使用OC进行iOS开发时，block的使用场景很多，特别是在GCD、网络访问（如框架AFNetworking）中出镜率很高，在ARC出来之前，一些资深面试官也喜欢问一些block深层次的问题，希望接下来的一些关于block的介绍能或多或少的帮助到各位。
block的本质
在这里有一篇文章可以帮助我们。博主通过将OC通过命令行clang的方式编译成C代码，发现block就是指向结构体的指针，block的执行体会生成对应的函数。也可以理解为“block就是能够读取其它函数内部变量的函数”，数据结构体定义如下：
struct Block_layout {
void *isa;
int flags;
int reserved;
void (*invoke)(void*,...);
struct Block_descriptor *descriptor;
/*Imported variables*/
};
struct Block_descriptor {
unsigned long int reserved;
unsigned long int size;
void (*copy)(void *dst, void *src)
void (*dispose)(void *);
};从上面这段代码可以看出，一个block是由6部分组成：
- isa指针：所有对象都具有的指针（表明block是一个对象），用于实现对象相关的功能；（isa指针实际上是指向它所属的类，当给对象发送某条消息时，就会沿着isa指针寻找消息的处理程序。）
- flags: 用于按 bit 位表示一些 block 的附加信息；
- reserved: 保留变量；
- invoke：函数指针，指向具体的 block 实现的函数调用地址；
- descriptor：表示该 block 的附加描述信息，主要是 size 大小，以及 copy 和 dispose 函数的指针；（dispose函数负责做与copy相反的工作，如释放掉block中捕获的变量）
- variables：捕获（capture）到的变量，block 能够访问它外部的局部变量，就是因为将这些变量（或变量的地址）复制到了结构体中。
block的类型
这里是唐巧的一些总结，包括三种block类型的OC与C源码的分析。（ps：表示看得晕了！）
1.NSGlobalBlock：未引用任何外部变量，可当成函数使用，存储于程序代码区。就像这样的：
void (^test)() = ^{
NSLog(@"This is execute statement");
}2.NSStackBlock：存储于栈内存，系统自动管理，当其所位于的函数返回后，此类型的block将无效。这种block称为内联block，AFNetworking框架中的网络请求方法用这种block用得很多，就像这样：
NSString *str = @"string";
NSLog(@"block type is %@", ^{
NSLog(@"str is %@", str);
});
/*
打印结果：block is <__NSStackBlock__:0x7fff596b9968>
后面的十六进制数是block的内存地址.可以看到代码中的block内联
在NSLog方法中，并访问了外界的变量，但是外界无论如何都不能有效
调用它，因为方法执后block将被销毁。
*/3.NSMallocBlock:存储于堆内存，ARC管理它的内存，就像这样：
NSInteger test = 1;
void (^testBlock)(void) = ^(void) {
NSLog(@"这是Block的执行体%zd", test);
};
NSLog(@"block is %@", testBlock);
testBlock();
/*
打印结果：block is <__NSMallocBlock__: 0x7fdebac09580>
testBlock中引用了外部变量，并且可以通过block名调用它。所以此
类型的block可通过两点来判断：
1.捕获使用了外部的变量
2.可以通过block名调用它（注意block嵌套的情况）
*/注意：NSMallocBlock要在ARC下才能判断出，在非ARC下打印的结果是NSStackBlock，也就是说ARC会自动将栈内存的block复制到堆内存中，目的就是让block的内存由程序员管理（实际上是ARC），并能够控制它的使用生命周期。如果是非ARC下，你就必须手动copy到堆内存。（在ARC如此成熟的今天，这种情况一般可以不用考虑，但还是需要有一定的了解。）对堆栈知识不怎么熟悉的兄弟们可以在这里看到。
前面已经提到在非ARC的状态下，需要手动将栈上的block copy到堆中，那么block的内存又如何来管理呢？请继续往下看。
block的copy、retain、release
- Block_copy与OC对象的copy等效，Block_release与OC对象的release等效；
- 对Block不管是retain、copy、release都不会改变它的引用计数retainCount，retainCount始终是1；
- NSGlobalBlock：retain、copy、release操作都无效；
- NSStackBlock：因为此类型的block在函数返回后，内存会被回收，即使事先release、retain也无效。在非ARC中容易出现的问题就是向可变数组中加入此类型的block，最终就会导致野指针错误。在ARC情况下，默认会copy到堆中，即使函数调用结束后栈上block被销毁也不会出现任何问题；
- NSMallocBlock：可以将其看成是OC对象（分配的内存都是在堆中，由ARC管理），支持release、retain、copy，copy只是浅复制，增加一次引用，类似retain；
- 尽量不要对Block进行retain操作。
注意：在对block进行copy时，该block内所引用到的所有block都将被copy，该block的变量引用到的block也会被copy，但是作为参数的block不会被 copy（因为参数只是局部变量，只在它所在block有效，如AFNetworking中网络请求时传入block参数success和failure），copy NSMallocBlock类型的block时，在copy方法结束后，它的引用计数又会降回去。（ps：没搞明白为什么设计这样的机制，而不是retain就增，release就减，而不是始终都是1，希望知道的兄弟们不吝赐教）
其实现在我们在实际开发中基本上没有对block手动copy、retain和release的情况，因为有ARC，但是ARC还是有解决不了的问题，当然这是我们程序员自己造成的。
block引用外部变量与循环引用（reference cycle）
基本类型
1.局部变量
局部变量在block中为只读，在block定义时就copy了它所要用的变量值做常量使用，它们的内存地址不同，此时在block执行体内不能对该常量进行修改，外部的局部变量的改变也不会影响block的执行结果。如下：
NSInteger i = 1;
NSInteger (^addBlock)(NSInteger, NSInteger) = ^(NSInteger a, NSInteger b) {
//i++;//error:Variable is not assignable (missing __block type specifier)
return i + a + b;
};
i = 2;
NSLog(@"result is %zd", addBlock(1, 2));//result is 4
2.Static修饰的变量和全局变量
因为它们的内存地址是固定的，block在读取它们的值时是从内存中直接读取，此时就不在是copy的常量，在block中也可修改它们的值，它们值得改变也会影响block的执行结果，如下：
static NSInteger i = 1;
NSInteger (^addBlock)(NSInteger, NSInteger) = ^(NSInteger a, NSInteger b) {
i++;
return i + a + b;
};
i = 2;
NSLog(@"result is %zd", addBlock(1, 2));//result is 63.block变量
被__block（双下滑线）修饰的变量，基本类型等同于全局变量和静态变量。
OC对象
1.全局对象、静态对象和__block对象测试代码如下：
NSString *_testString = nil;
- (void)testGlobalObj {
_testString = @"1";
void (^testBlock)(void) = ^ {
NSLog(@"testString is %@", _testString);
}；
_testString = nil;
testBlock();
}
//调用testGlobalObj结果：testString is null- (void)testStaticObj {
static NSString *_testString = nil;
_testString = @"1";
void (^testBlock)(void) = ^ {
NSLog(@"testString is %@", _testString);
};
_testString = nil;
testBlock();
}
//调用testStaticObj结果：testString is null- (void)testBlockObj {
__block NSString *_testString = nil;
_testString = @"1";
void (^testBlock)(void) = ^ {
NSLog(@"testString is %@", _testString);
};
_testString = nil;
testBlock();
}
//调用testBlockObj结果：testString is null2.局部变量测试：
- (void)testLocalObj {
NSString *_testString = nil;
_testString = @"1";
void (^testBlock)(void) = ^ {
NSLog(@"testString is %@", _testString);
};
_testString = nil;
testBlock();
}
//调用testLobalObj结果：testString is 13.__weak修饰的局部变量测试：
- (void)testWeakLocalObj {
NSString *_testString = nil;
_testString = @"1";
__weak NSString *_weakString = _testString;
void (^testBlock)(void) = ^ {
NSLog(@"_weakString is %@", _weakString);
};
_testString = nil;
testBlock();
}
//调用testWeakLocalObj结果：_weakString is 1结论：
- 使用局部对象时，block会复制指针所指对象存储在新的内存中做常量使用，与基本类型的局部变量使用类似；
- 使用全局对象、静态对象和block对象时，block只引用对象的指针，强引用该对象一次；
- __weak修饰的局部变量，block依然会强引用该对象一次，保证block能正常使用变量。
引用循环
ARC所不能解决的问题就是引用循环，是指对象A引用对象B，对象B引用对象A，或者多个对象形成闭环的引用，对象A的内存释放依赖于对象B的内存释放，对象B的内存释放又依赖于对象A的内存释放，最终导致它们始终留在内存中，即使外界已经没有任何指针可以访问它们，这就是所谓的“僵尸对象（zombie object）”。在block中我们的一些行为会导致block的copy（ARC下自动完成），当Block被copy时，会对block中用到的对象强引用（Strong），当对象有强引用时是无法释放内存的。如下：
@property(nonatomic, copy) Block testBlock;
self.testBlock = ^ {
if (self.state) {
self.state(self.sendData);
}
};对象有一个testBlock属性，对象强引用这个属性，但是testBlock有强引用着对象的其他属性，相应的也就强引用着对象本身，这就构成了引用循环，在ARC下可改为：
@property(nonatomic, copy) Block testBlock;
__weak typeof(self) weakSelf = self;//对自身对象生成一个弱引用
self.testBlock = ^ {
if (weakSelf.state) {
weakSelf.state(weakSelf.sendData);
}
};testBlock执行体中弱引用这对象的属性，也就弱引用着对象，弱引用的对象是可以释放内存，释放之后弱引用就消失。
总结
其实关于block有很多东西是需要我们注意的，而它的内存管理又是最为复杂的，所以我们在不了解的情况下不要乱用它，Xcode在编译时的静态分析只能对很少的简单循环引用提出警告，尽量避免多层嵌套使用block。从系统的API可以看出，单层内联的block使用起来很多并且都很简单，它的内存管理也不需要ARC来管理，自然而然就避免了很多问题。这篇文章写的很略，想要深入的兄弟们请自行搜索相关文章，笔者功力尚浅，就写到这里，谢谢！
引用参考
Cooper’s Blog:正确使用Block避免Cycle Retain和Crash