《Objective-C高级编程》Blocks 阅读笔记系列
《Objective-C高级编程》Blocks 阅读笔记 item1（Blocks概要和模式）
《Objective-C高级编程》Blocks 阅读笔记 item2（Block的实质）
《Objective-C高级编程》Blocks 阅读笔记 item3（截获自动变量值）
《Objective-C高级编程》Blocks 阅读笔记 item4（__block说明符）
《Objective-C高级编程》Blocks 阅读笔记 item5（Block存储域）
《Objective-C高级编程》Blocks 阅读笔记 item6（__block变量存储域）
《Objective-C高级编程》Blocks 阅读笔记 item7（截获对象）
《Objective-C高级编程》Blocks 阅读笔记 item8（__block变量和对象）
《Objective-C高级编程》Blocks 阅读笔记 item9（Block循环引用）
《Objective-C高级编程》Blocks 阅读笔记 item10（copy/release实例方法）
2.3 Blocks的实现
2.3.4 Block存储域
从“__block说明符”一节中可知，*** Block转换为Block的结构体类型的自动变量,___block变量转换为__block的结构体类型的自动变量。所谓结构体类型的自动变量，即栈上生成的该结构体的实例。 ***
表 Block与__block变量的实质
| 名称 | 实质 |
|---|---|
| Block | 栈上Block的结构体实例 |
| __block变量 | 栈上__block变量的结构体实例 |
从“Block的实质”一节中可知，Block是Objective-C对象，并且该Block的类为_NSConcreteStackBlock。此外，与之类似的还有两个类：
- _NSConcreteStackBlock —— *** 该类对象设置在栈上 ***
- _NSConcreteGlobalBlock —— *** 该类对象设置在程序的数据区域（.data区）中 ***
- _NSConcreteMallocBlock —— *** 该类对象设置在由malloc函数分配的内存块（即堆中） ***
在内存中的位置如下图：
注意
- 由于_NSConcreteGlobalBlock类生成的Block对象设置在程序的数据区域中（该类会运用在“全局变量”的声明中），由此该类的结构体实例的内容不依赖于执行时的状态，所以整个程序只需一个实例。
- 只在截获自动变量时，Block的结构体实例截获的值才会根据执行时的状态变化，而在不截获自动变量时，Block的结构体实例每次截获的值都相同。也就是说，即时在函数内而不在记述广域变量的地方使用Block语法时，只要Block不截获自动变量，就可以将Block的结构体实例设置在程序的数据区域。
总结
Block为_NSConcreteGlobalBlock类对象（即Block配置在程序的数据区域中）的情况有两种：
- 记述全局变量的地方有Block语法时
- Block语法表达式中不使用“应截获的自动变量”时
除此之外的Block语法生成的Block为_NSConcreteStackBlock类对象（即类对象设置在栈上）。
而，_NSConcreteMallocBlock类是Block超出变量作用域可存在的原因。
遗留问题
“__block说明符”一节中遗留的问题：
- Block超出变量作用域可存在的原因
- __block变量的结构体成员变量__forwarding存在的原因
配置在全局变量的Block，从变量作用域外也可以通过指针安全的使用，而配置在栈上的Block，如果其所属的变量作用域结束，该Block就被废弃。如图：
为此，Blocks提供了将Block和__block变量从栈上复制到堆上的方法来解决这个问题。如图：
实现机制：
复制到堆上的Block将_NSConcreteMallocBlock类对象写入Block的结构体实例的成员变量isa。
impl.isa = &_NSConcreteMallocBlock;
而__block变量的结构体成员变量__forwarding可以实现无论__变量配置在栈上还是堆上时都能够正确地访问__block变量。
ARC有效时，大多数情况下Block从栈上复制到堆上的代码由编译器实现
实际上，ARC有效时，大多数编译器会恰当地进行判断，自动生成将Block从栈上复制到堆上的代码。
typedef int (^blk_t)(int);
blk_t func(int rate)
{
return ^(int count){return rate * count;};
}
该源代码中的函数会返回配置在栈上的Block。即当程序执行从该函数返回函数调用方时，变量作用域结束，因此栈上的Block也被废弃。虽然有这样的问题，但该源代码通过对应ARC的编译器可转换如下：
blk_t func(int rate)
{
blk_t tmp = &__func_block_impl_0(__func_block_func_0, &__func_block_desc_0_DATA, rate);
tmp = objc_retainBlock(tmp);
return objc_autoreleaseReturnValue(tmp);
}
理解：
- ARC有效时，blk_t tmp 相当于blk_t __strong tmp.
- objc_retainBlock实际上是Block_copy函数。
详细的注释：
blk_t func(int rate)
{
blk_t tmp = &__func_block_impl_0(__func_block_func_0, &__func_block_desc_0_DATA, rate);
/*
* 将通过Block语法生成的Block（即配置在栈上的Block结构体实例）
* 赋值给相当于Block类型的变量tmp
*/
tmp = _Block_copy(tmp);
/*
* _Block_copy函数
* 将栈上的Block复制到堆上
* 复制后，将堆上的地址作为指针赋值给变量tmp
*/
return objc_autoreleaseReturnValue(tmp);
/*
* 将堆上的Block作为Objective-C对象
* 注册到autoreleasepool中，然后返回该对象
*/
}
*** 将Block作为函数返回值返回时，编译器会自动生成复制到堆上的代码。 ***
在少数情况下，Block从栈上复制到堆上的代码的手动实现
如果*** 向方法或函数的参数中传递Block时 ***，编译器将不能进行判断，需要使用“copy实例方法”手动复制。
但是，以下方法或函数不需要手动复制：
- Cocoa框架的方法且方法名中含有usingBlock等时
- Grand Central Dispathc 的API
*** 对Block语法调用copy方法 ***
- (id)getBlockArray
{
int val = 10;
return [[NSArray alloc] initWithObjects: ^{NSLog(@"blk:%d", val);},
^{NSLog(@"blk:%d", val);}, nil];
}
id obj = getBlockArray();
typedef void (^blk_t)(void);
blk_t blk = (blk_t)[obj objectAtIndex:0];
blk();
该源代码的blk()，即Block在执行时发生异常，应用程序强制结束。这是由于*** getBlockArray函数执行结束时，栈上的Block被废弃的缘故。 *** 此时，编译器不能判断是否需要复制。也可以不让编译器进行判断，而使其在所有情况下都能复制。但将Block从栈上复制到堆上是相当消耗CPU的。当Block设置在栈上也能够使用时，将Block从栈上复制到堆上只是在浪费CPU资源。因此只在此情形下让编程人员手动进行复制。
对源代码修改一下，便可正常运行：
- (id)getBlockArray
{
int val = 10;
return [[NSArray alloc] initWithObjects: [^{NSLog(@"blk:%d", val);} copy],
[^{NSLog(@"blk:%d", val);} copy], nil];
}
id obj = getBlockArray();
typedef void (^blk_t)(void);
blk_t blk = (blk_t)[obj objectAtIndex:0];
blk();
*** 对Block类型变量调用copy方法 ***
typedef int (^blk_t)(int);
blk_t blk = ^(int count){ return rate * count;};
blk = [blk copy];
按配置Block的存储域，使用copy方法产生的复制效果
表 Block的副本
| Block的类 | 副本源的配置存储域 | 复制效果 |
|---|---|---|
| _NSConcreteStackBlock | 栈 | 从栈复制到堆 |
| _NSConcreteGlobalBlock | 程序的数据区域 | 什么也不做 |
| _NSConcreteMallocBlock | 堆 | 引用计数增加 |
不管Block配置在何处，用copy方法复制都不会引起任何问题。在不确定时调用copy方法即可。
在ARC有效时，多次调用copy方法完全没有问题
blk = [[[[blk copy] copy] copy] copy];
// 经过多次复制，变量blk仍然持有Block的强引用，该Block不会被废弃。