前言
作为iOS开发，我们平日里会高频使用block，block非常重要，在学习Swift闭包时，我突然觉得可以将 Objective-C block 和 Swift闭包 一起对比学习。
如果你针对下面的问题已经有了比较深的理解，那么可以略过本篇文章：
- block 的数据结构
- block 的内存机制
- block 和 weakify/strongify 的关联
- Swift闭包和 Objective-C block的区别
- dispatch_block_t 的应用场景
一、block的数据结构
（一）block 语法解析
作为硬核派，了解block数据结构我们肯定不能Google别人的结论，我们有自己的clang工具，使用clang工具，可以将 OC 代码转成 C++ 代码。
首先，我们准备 main.m 这个类，类内容为：
// main.m
int main() {
return 1;
}我们切到main.m类所在文件夹，使用指令xcrun -sdk iphoneos clang -arch arm64 -rewrite-objc main.m，发现语法解析生成的cpp代码如下main.cpp：
// main.cpp
#import
int main() {
void (^block)(void) = ^ {
NSLog(@"Hello World!");
};
block();
return 1;
}
接着我们在main.m中添加block代码：
// main.m
int main() {
void (^block)(void) = ^ {
};
block();
return 1;
}继续使用clang解析main.m，发现生成的cpp代码如下:
// main.cpp
struct __main_block_impl_0 {
struct __block_impl impl;
struct __main_block_desc_0* Desc;
__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;
}
};
static void __main_block_func_0(struct __main_block_impl_0 *__cself) {
NSLog((NSString *)&__NSConstantStringImpl__var_folders_9b_w0ymsg0n3yqdlb90w49xqmz40000gn_T_main_2428cf_mi_0);
}
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() {
void (*block)(void) = ((void (*)())&__main_block_impl_0((void *)__main_block_func_0, &__main_block_desc_0_DATA));
((void (*)(__block_impl *))((__block_impl *)block)->FuncPtr)((__block_impl *)block);
return 1;
}
static struct IMAGE_INFO { unsigned version; unsigned flag; } _OBJC_IMAGE_INFO = { 0, 2 };去除强制转换后我们可以看出声明block的时候，block底层调用了__main_block_iml_0结构体，传入的参数分别是__main_block_func_0(方法函数)和&__main_block_desc_0_DATA(结构体地址)。
（二）block Cpp 数据结构解析
1.__main_block_func_0 的方法代码段
//需要传入的参数是结构体： __main_block_impl_0
static void __main_block_func_0(struct __main_block_impl_0 *__cself) {
NSLog((NSString *)&__NSConstantStringImpl__var_folders_9b_w0ymsg0n3yqdlb90w49xqmz40000gn_T_main_2428cf_mi_0);
}
}可以看到，这个函数体中传入了 __cself 和 block 中调用的方法 NSLog。
2. __main_block_desc_0_DATA 的结构体代码段
static struct __main_block_desc_0 {
size_t reserved; //作用不大，不需要理会
size_t Block_size; //整个block的在内存中占的字节大小
} __main_block_desc_0_DATA = { 0, sizeof(struct __main_block_impl_0)};//计算blcok主结构体__main_block_impl_0的大小总的来言，此结构体就是为了保存block结构体的大小
3. __main_block_impl_0
__main_block_impl_0 是承载 block 最重要的结构，研究__main_block_impl_0可以从两个方面。
struct __main_block_impl_0 {
struct __block_impl impl;
struct __main_block_desc_0* Desc;
__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;
}
};可以发现，__main_block_impl_0 结构中主要包含了两个结构体：
- struct __block_impl impl ：函数指针
- struct __main_block_desc_0* Desc ： block 大小等内存信息
__block_impl和__main_block_desc_0均由构建 block的方法传入，比如上面我们构建block传入的两个参数：__main_block_func_0和__main_block_desc_0，就是用来构建 impl 和 Desc的。
二、block约束问题
通过分析普通 block 函数的Cpp结构，我们明确了block函数的基本数据结构，下面我们进一步分析：为什么使用block时，需要有以下的关键词修饰：
- 捕获的变量需要使用 __block 才能修改
- 使用self需要用关键词 weakify、strongify 修饰
（一）捕获的变量需要使用 __block 才能修改
#import "ViewController.h"
@implementation ViewController
- (void)viewDidLoad {
[super viewDidLoad];
__block NSInteger num = 0;
void (^blockTest)(void) = ^ {
num = 1;
};
blockTest();
}
@end代码示例如上，我们可以发现，如果我们定义的 NSInteger num 如果不用 __block 修饰，编译器会报错：Variable is not assignable (missing __block type specifier)，那么我们会产生一个疑问：block究竟是如何捕获变量的呢？为什么我要修改的变量必须要用__block关键词进行修饰才能在block中对其进行修改？
使用指令将上述代码生成对应的 cpp 代码，内容如下：
static void _I_ViewController_viewDidLoad(ViewController * self, SEL _cmd) {
((void (*)(__rw_objc_super *, SEL))(void *)objc_msgSendSuper)((__rw_objc_super){(id)self, (id)class_getSuperclass(objc_getClass("ViewController"))}, sel_registerName("viewDidLoad"));
__attribute__((__blocks__(byref))) __Block_byref_num_0 num = {(void*)0,(__Block_byref_num_0 *)&num, 0, sizeof(__Block_byref_num_0), 0};
void (*blockTest)(void) = ((void (*)())&__ViewController__viewDidLoad_block_impl_0((void *)__ViewController__viewDidLoad_block_func_0, &__ViewController__viewDidLoad_block_desc_0_DATA, (__Block_byref_num_0 *)&num, 570425344));
((void (*)(__block_impl *))((__block_impl *)blockTest)->FuncPtr)((__block_impl *)blockTest);
}我们发现和第一部分我们在 main.m 定义简单的 block 不同，这里的生成的block并不是struct __main_block_impl_0，而是struct __ViewController__viewDidLoad_block_impl_0。
所以我们首先可以明确的是，不同的block有其自己的命名规范，但后缀基本都是_block_impl_0。
接着我们查看 __ViewController__viewDidLoad_block_impl_0 的定义：
struct __ViewController__viewDidLoad_block_impl_0 {
struct __block_impl impl;
struct __ViewController__viewDidLoad_block_desc_0* Desc;
__Block_byref_num_0 *num; // by ref
__ViewController__viewDidLoad_block_impl_0(void *fp, struct __ViewController__viewDidLoad_block_desc_0 *desc, __Block_byref_num_0 *_num, int flags=0) : num(_num->__forwarding) {
impl.isa = &_NSConcreteStackBlock;
impl.Flags = flags;
impl.FuncPtr = fp;
Desc = desc;
}
};与第一部分__main_block_impl_0相比，__ViewController__viewDidLoad_block_impl_0增加了 __Block_byref_num_0 *num 这个字段，也就是说我们在block中引用的字段，都会出现在block结构体中。
我们看到__Block_byref_num_0 *num后标注了// by ref，也就意味着block中对num实际是引用（不是copy），所以我们需要对num使用关键词__block将其转成__Block_byref_num_0引用类型。
（二）使用self需要用关键词 weakify/strongify 修饰
1. 不使用 weakify/strongify 修饰，会发生什么？
初学block时，我们大概率都会遇到一个问题：block中使用的self没有进行 weakify/strongify处理，我们也知道这样做的问题：
当block中使用了self（没有进行weakify/strongify声明），当执行block时，self如果已经被释放，那么在block中执行self方法应用就会 crash，因为self已经被释放。
如果不对block中使用的self声明weakify/strongify，生成的 cpp 代码会是什么情况：
#import "ViewController.h"
@implementation ViewController
- (void)viewDidLoad {
[super viewDidLoad];
void (^blockTest)(void) = ^ {
self.view.backgroundColor = [UIColor orangeColor];
};
blockTest();
}
@end生成的cpp代码：
struct __ViewController__viewDidLoad_block_impl_0 {
struct __block_impl impl;
struct __ViewController__viewDidLoad_block_desc_0* Desc;
ViewController *self;
__ViewController__viewDidLoad_block_impl_0(void *fp, struct __ViewController__viewDidLoad_block_desc_0 *desc, ViewController *_self, int flags=0) : self(_self) {
impl.isa = &_NSConcreteStackBlock;
impl.Flags = flags;
impl.FuncPtr = fp;
Desc = desc;
}
};
static void __ViewController__viewDidLoad_block_func_0(struct __ViewController__viewDidLoad_block_impl_0 *__cself) {
ViewController *self = __cself->self; // bound by copy
((void (*)(id, SEL, UIColor * _Nullable))(void *)objc_msgSend)((id)((UIView *(*)(id, SEL))(void *)objc_msgSend)((id)self, sel_registerName("view")), sel_registerName("setBackgroundColor:"), ((UIColor * _Nonnull (*)(id, SEL))(void *)objc_msgSend)((id)objc_getClass("UIColor"), sel_registerName("orangeColor")));
}
static void __ViewController__viewDidLoad_block_copy_0(struct __ViewController__viewDidLoad_block_impl_0*dst, struct __ViewController__viewDidLoad_block_impl_0*src) {_Block_object_assign((void*)&dst->self, (void*)src->self, 3/*BLOCK_FIELD_IS_OBJECT*/);}
static void __ViewController__viewDidLoad_block_dispose_0(struct __ViewController__viewDidLoad_block_impl_0*src) {_Block_object_dispose((void*)src->self, 3/*BLOCK_FIELD_IS_OBJECT*/);}
static struct __ViewController__viewDidLoad_block_desc_0 {
size_t reserved;
size_t Block_size;
void (*copy)(struct __ViewController__viewDidLoad_block_impl_0*, struct __ViewController__viewDidLoad_block_impl_0*);
void (*dispose)(struct __ViewController__viewDidLoad_block_impl_0*);
} __ViewController__viewDidLoad_block_desc_0_DATA = { 0, sizeof(struct __ViewController__viewDidLoad_block_impl_0), __ViewController__viewDidLoad_block_copy_0, __ViewController__viewDidLoad_block_dispose_0};
static void _I_ViewController_viewDidLoad(ViewController * self, SEL _cmd) {
((void (*)(__rw_objc_super *, SEL))(void *)objc_msgSendSuper)((__rw_objc_super){(id)self, (id)class_getSuperclass(objc_getClass("ViewController"))}, sel_registerName("viewDidLoad"));
void (*blockTest)(void) = ((void (*)())&__ViewController__viewDidLoad_block_impl_0((void *)__ViewController__viewDidLoad_block_func_0, &__ViewController__viewDidLoad_block_desc_0_DATA, self, 570425344));
((void (*)(__block_impl *))((__block_impl *)blockTest)->FuncPtr)((__block_impl *)blockTest);
}关键语句是：
static void __ViewController__viewDidLoad_block_func_0(struct __ViewController__viewDidLoad_block_impl_0 *__cself) {
ViewController *self = __cself->self; // bound by copy
((void (*)(id, SEL, UIColor * _Nullable))(void *)objc_msgSend)((id)((UIView *(*)(id, SEL))(void *)objc_msgSend)((id)self, sel_registerName("view")), sel_registerName("setBackgroundColor:"), ((UIColor * _Nonnull (*)(id, SEL))(void *)objc_msgSend)((id)objc_getClass("UIColor"), sel_registerName("orangeColor")));
}bound by copy ，使用 copy 的方式进行绑定，我们知道copy意味着浅拷贝，被引用的对象引用计数会+1，那么这样就会出问题：
self中定义了block，相当于self持有了block- 同时
block中又持有了self- 导致循环引用，该释放的对象无法被释放，内存泄露
为了验证上面所说的循环引用导致无法回收的情况，我们来模拟一个场景：
@implementation BNDestroyDemoView
- (instancetype)initWithFrame:(CGRect)frame {
if (self = [super initWithFrame:frame]) {
dispatch_after(dispatch_time(DISPATCH_TIME_NOW, (int64_t)(3 * NSEC_PER_SEC)), dispatch_get_main_queue(), ^{
NSLog(@"BNDestroyDemoView initWithFrame:%@",self);
});
}
return self;
}
@end
我们新建了一个类BNDestroyDemoView.h，这个类被创建后会被立刻置nil:
@interface ViewController ()
@property (nonatomic, strong) BNDestroyDemoView *demoView;
@end
@implementation ViewController
- (void)viewDidLoad {
[super viewDidLoad];
// Do any additional setup after loading the view.
self.demoView = [[BNDestroyDemoView alloc] initWithFrame:CGRectMake(0, 0, 50, 50)];
self.demoView = nil;
}
@end这个类会延迟3秒执行dispatch_after中的block内容，即使我们已经将 self.demoView置nil，3秒后我们依旧可以看到如下的日志打印，表明self并没有被系统回收：
2. weakify/strongify 修饰，是进行深拷贝吗？
通过上面的分析，我们明白一个道理：使用block时要避免产生循环引用，既然浅拷贝会导致引用计数+1。
既然如上的浅拷贝逻辑会导致循环引用，我们有什么办法解决循环引用呢？
- 深拷贝
- 弱引用，强使用
深拷贝的方法是将self的内存直接拷贝一份，不对原self的引用计数新增，这种方法首先从开销上会比较大，而且有时self如果被重置为nil，我们的目标就是不执行self的方法，而不是执行深拷贝后的self方法。
所以那就只有使用弱引用，强使用的方法了，这种方法在iOS开发中是一种通用的解决方案，在 Runloop循环引用Timer、YYAsyncLabel等技术方案中都有使用，下面进行具体的阐述。
弱引用的意思是：我传入 block 中的 self 通过 weak进行修饰，不增加 self 的引用计数
强使用的意思是：我在执行block方法体期间，需要将弱引用的self改为强引用，避免在执行block期间self被回收。
对应的代码实现如下：
- (void)viewDidLoad {
[super viewDidLoad];
__weak __typeof(self) weakSelf = self;
void (^block)(void) = ^ {
__strong __typeof(self) strongSelf = weakSelf;
NSLog(@"Hello World!");
};
block();
}于此我们便解决了使用block会导致循环引用的问题，但继而又产生了一个问题：
强引用的self有可能为nil吗？
答案是：可能。如果在执行block之前，self就已经被回收，因为block在执行前对self是弱引用，所以self是有可能变为nil的。
@implementation BNDestroyDemoView
- (instancetype)initWithFrame:(CGRect)frame {
if (self = [super initWithFrame:frame]) {
__weak __typeof(self) weakSelf = self;
dispatch_after(dispatch_time(DISPATCH_TIME_NOW, (int64_t)(3 * NSEC_PER_SEC)), dispatch_get_main_queue(), ^{
__strong __typeof(self) strongSelf = weakSelf;
NSLog(@"BNDestroyDemoView initWithFrame:%@",@[strongSelf]);
});
}
return self;
}
@end上面这段代码是非常不健壮的，如果BNDestroyDemoView在执行 block 之前被系统回收，就会导致crash：
三、dispatch_block_t 的应用场景
通常我们写一个不带参数的块回调函数是这样写的：
在 . h 头文件中
typedef void (^leftBlockAction)(); // 定义类型
-(void)leftButtonAction:(leftBlockAction)leftBlock; // 在定义一个回调函数：
在.m 文件中：
-(void)leftButtonAction:(leftBlockAction)leftBlock{
leftBlock();
}
使用dispatch_block_t 只要在.h 头文件定义属性方法
@property (nonatomic,copy) dispatch_block_t leftBlockAction;
在.m文件 调用的方法里调用
if (self.leftBlockAction) {
self.leftBlockAction();
}在另个模块里直接:
MyAlertView *alert = [[MyAlertView alloc]init];
alert.leftBlockAction = ^() {
NSLog(@"left button clicked");
};**这个公众号会持续更新技术方案、关注业内技术动向，关注一下成本不高，错过干货损失不小。
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