iOS块语法block-循环引用

Block简介

Block作为C语言的扩展,并不是高新技术,和其他语言的闭包或lambda表达式是一回事。需要注意的是由于Objective-C在iOS中不支持GC机制,使用Block必须自己管理内存,而内存管理正是使用Block坑最多的地方,错误的内存管理 要么导致return cycle内存泄漏要么内存被提前释放导致crash。 Block的使用很像函数指针,不过与函数最大的不同是:Block可以访问函数以外、词法作用域以内的外部变量的值。换句话说,Block不仅 实现函数的功能,还能携带函数的执行环境。 ---引用

可以这样理解,Block其实包含两个部分内容
Block执行的代码,这是在编译的时候已经生成好的;
一个包含Block执行时需要的所有外部变量值的数据结构。 Block将使用到的、作用域附近到的变量的值建立一份快照拷贝到栈上。
Block与函数另一个不同是,Block类似ObjC的对象,可以使用自动释放池管理内存。

数据结构定义

对应的结构体定义如下:

struct Block_descriptor {
    unsigned long int reserved;
    unsigned long int size;
    void (*copy)(void *dst, void *src);
    void (*dispose)(void *);
};
struct Block_layout {
    void *isa;
    int flags;
    int reserved;
    void (*invoke)(void *, ...);
    struct Block_descriptor *descriptor;
    /* Imported variables. */
};

一个 block 实例实际上由 6 部分构成:
isa 指针,所有对象都有该指针,用于实现对象相关的功能。
flags,用于按 bit 位表示一些 block 的附加信息,本文后面介绍 block copy 的实现代码可以看到对该变量的使用。
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。
variables,capture 过来的变量,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的分类

objc 也会用栈的。block 最开始会定义在栈中,当需要存储起来,才复制到堆中。block 有三种类型,全局的 block,栈中的 block,堆中的 block。

http://blog.csdn.net/meegomeego/article/details/19561783

使用场景

你要知道你的回调是一个什么性质的回调,如果这个回调是一个不定期触发,或者会多次触发的,那么 Delegation 应该更适合;如果这个回调是一个一次性的,并且和调用方法是单线性关系的,那么 Block 应该更适合;如果这个回调是广播性质的,需要很多个不同的类都接收到,那么 NSNotification 更适合。
在不同的执行线(不是线程),不同的执行次数、执行数量上的区别,是鉴别使用哪一种回调的最好判断方法。
对于 Block 来说,他的执行线应该是和调用方法、回调方法连续在一起的;对于 Delegation 和 NSNotification 来说,他的执行线可以是连续的,也可以是调用方法和回调方法之间有很长的间隔,或者说回调方法在执行线上会多次出现。

**1. **有多个相关方法。假如每个方法都设置一个 block, 这样会更麻烦。而 delegate 让多个方法分成一组,只需要设置一次,就可以多次回调。当多于 3 个方法时就应该优先采用 delegate。比如一个网络类,假如只有成功和失败两种情况,每个方法可以设计成单独 block。但假如存在多个方法,比如有成功、失败、缓存、https 验证,网络进度等等,这种情况下,delegate 就要比 block 要好。在 swift 中,利用 enum, 多个方法也可以合并成一个 block 接口。swift 中的枚举根据情况不同,可以关联不同数据类型。而在 objc 就不建议这样做,objc 这种情况下,额外数据需要使用 NSObject 或者 字典进行强转,接口就不够安全。
*2. 为了避免循环引用,也可以使用 delegate。使用 block 时稍微不注意就形成循环引用,导致对象释放不了。这种循环引用,一旦出现就比较难检查出来。而 delegate 的方法是分离开的,并不会引用上下文,因此会更安全些。假如写一个库供他人使用,不清楚使用者的水平如何。这时为防止误用,宁愿麻烦一些,笨一些,使用 delegate 来替代 block。将 block 简单分类,有三种情形。 临时性的,只用在栈当中,不会存储起来。比如数组的 foreach 遍历,这个遍历用到的 block 是临时的,不会存储起来。 需要存储起来,但只会调用一次,或者有一个完成时期。比如一个 UIView 的动画,动画完成之后,需要使用 block 通知外面,一旦调用 block 之后,这个 block 就可以删掉。 需要存储起来,可能会调用多次。比如按钮的点击事件,假如采用 block 实现,这种 block 就需要长期存储,并且会调用多次。调用之后,block 也不可以删除,可能还有下一次按钮的点击。对于临时性的,只在栈中使用的 block, 没有循环引用问题,block 会自动释放。而只调用一次的 block,需要看内部的实现,正确的实现应该是 block 调用之后,马上赋值为空,这样 block 也会释放,同样不会循环引用。而多次调用时,block 需要长期存储,就很容易出现循环引用问题。Cocoa 中的 API 设计也是这样的,临时性的,只会调用一次的,采用 block。而多次调用的,并不会使用 block。比如按钮事件,就使用 target-action。有些库将按钮事件从 target-action 封装成 block 接口, 反而容易出问题。

内存管理

block 多个对象之间(A 持有 B,B 持有 C,C 也恰好持有 A)也可以产生循环引用。更糟的是,Objective-C block 和 Swift 闭包都是独立内存对象,它们会持有其所引用的对象,于是就引发了潜在的循环引用问题。
Block必须自己管理内存,而内存管理正是使用Block坑最多的地方,错误的内存管理 要么导致return cycle内存泄漏要么内存被提前释放导致crash。 Block的使用很像函数指针,不过与函数最大的不同是:Block可以访问函数以外、词法作用域以内的外部变量的值。换句话说,Block不仅 实现函数的功能,还能携带函数的执行环境。
对于 block 外的变量引用,block 默认是将其复制到其数据结构中来实现访问的,对于用 __block 修饰的外部变量引用,block 是复制其引用地址来实现访问的。

循环引用

当block回调被执行的时候,其弱引用的对象随时都有可能被外部释放!为避免block在执行过程中相关的对象被释放,修改代码如下:

- (void)viewDidLoad {
    [super viewDidLoad];
    self.obj = [[NSObject alloc]init];
    MyView *myView = [[MyView alloc]initWithFrame:CGRectMake(0, 0, self.view.frame.size.width, 300)];
    __weak typeof(self) weakSelf = self;
    myView.testFn = ^(){
        __strong typeof(self) strongSelf = weakSelf;    //在block内部创建一个strong类型的变量指向self
        NSLog(@"button callback: %@",strongSelf.obj);
    };
    [self.view addSubview:myView];
}

上述代码在block开始执行的时候创建了一个变量strongSelf,强引用self对象。绕来少绕,似乎又绕回来了!其实不然,之前block强引用self对象是因为block在执行时copy了self对象的指针,只有当block本身释放时其对self的强引用才会撤销。而此处是在block内部创建了一个指向self的局部变量,是保存在栈上的,一旦block执行作用域结束,该变量就被自动释放了。因此并不会产生循环引用。

 //不泄露 但是要等到block执行完以后,内存才会被释放。
    dispatch_after(dispatch_time(DISPATCH_TIME_NOW, (int64_t)(10 * NSEC_PER_SEC)), dispatch_get_main_queue(), ^{
        self.name = @"case 1";
    });

 __weak typeof(self) weakSelf = self;
    //不泄露 内存会立马释放,block里的代码也会继续执行。
    dispatch_after(dispatch_time(DISPATCH_TIME_NOW, (int64_t)(10 * NSEC_PER_SEC)), dispatch_get_main_queue(), ^{
        weakSelf.name = @"case 1";
    });

注意:在block中同时调用几个方法,使用weakSelf,调用第一个方法没有释放,调用第二个方法时候可以已经释放了。
clang 的文档表示,在 doSomething 内,weakSelf 不会被释放。但,下面的情况除外:

__weak __typeof__(self) weakSelf = self;
此处不使用weakSelf也不会造成循环引用。   dispatch_async(dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0), ^{
    [weakSelf doSomething];
    [weakSelf doOtherThing];
});

在 doSomething 中,weakSelf 不会变成 nil,不过在 doSomething 执行完成,调用第二个方法 doOtherThing 的时候,weakSelf 有可能被释放,于是,strongSelf 就派上用场了:

__weak __typeof__(self) weakSelf = self;
    dispatch_async(dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0), ^{
    __strong __typeof(self) strongSelf = weakSelf;
    [strongSelf doSomething];
    [strongSelf doOtherThing];
});

__strong 确保在 Block 内,strongSelf 不会被释放。

总结

在 Block 内如果需要访问 self 的方法、变量,建议使用 weakSelf。
如果在 Block 内需要多次 访问 self,则需要使用 strongSelf。

特殊情况

使用系统的某些block api 如:UIView的block版本写动画时不需要考虑,但也有一些api 需要考虑:

所谓“引用循环”是指双向的强引用,所以那些“单向的强引用”(block 强引用 self )没有问题,比如这些:

[UIView animateWithDuration:duration animations:^{ [self.superview layoutIfNeeded]; }]; 
[[NSOperationQueue mainQueue] addOperationWithBlock:^{ self.someProperty = xyz; }]; 
[[NSNotificationCenter defaultCenter] addObserverForName:@"someNotification" 
                                                  object:nil 
                           queue:[NSOperationQueue mainQueue]                                              usingBlock:^(NSNotification * notification) {
                                                    self.someProperty = xyz; }];

这些情况不需要考虑“引用循环”。

但如果你使用一些参数中可能含有 ivar 的系统 api ,如 GCD 、NSNotificationCenter就要小心一点:比如GCD 内部如果引用了 self,而且 GCD 的其他参数是 ivar(成员变量),则要考虑到循环引用:

__weak __typeof__(self) weakSelf = self;
dispatch_group_async(_operationsGroup, _operationsQueue, ^
{
__typeof__(self) strongSelf = weakSelf;
[strongSelf doSomething];
[strongSelf doSomethingElse];
} );

类似的:

__weak __typeof__(self) weakSelf = self;
  _observer = [[NSNotificationCenter defaultCenter] addObserverForName:@"testKey"
                                                                object:nil
                                                                 queue:nil
                                                            usingBlock:^(NSNotification *note) {
      __typeof__(self) strongSelf = weakSelf;
      [strongSelf dismissModalViewControllerAnimated:YES];
  }];
self --

_observer --> block --> self 显然这也是一个循环引用。

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