iOS-block(一)-初探

基本概念

什么是block？《Objective-C高级编程》这本书里是这样定义的：

带有自动变量（局部变量）的匿名函数。顾名思义，匿名函数就是没有名称的函数。也被称为闭包(closure)或者Anonymous function。

我们可以理解为block就是一个没有名称的函数。定义block的方式和定义函数的方式是相似的，而block还可以作为参数使用。当block被调用其块内的代码才会被执行。

定义

根据block的定义，我们可以知道，block的主要组成是返回值和参数。其表达式如下：

^+返回值类型+参数列表+表达式

按照是否存在返回值和参数，我们可以将block的定义分为以下几种：

1. 无返回值+无参数

void(^myBlock)(void) = ^void(void) {
    
};
// 可以简写成：
void(^myBlock)(void) = ^ {
    
};

1. 无返回值+有参数

void(^myBlock)(int a) = ^void(int num) {
    
};
// 可以简写成：
void(^myBlock)(int a) = ^(int num) {
    
};

1. 有返回值+无参数

int(^myBlock)(void) = ^int(void) {
    return 10;
};
// 可以简写成：
int(^myBlock)(void) = ^int {
    return 10;
};

1. 有返回值+有参数

int(^myBlock)(int a, int b) = ^int(int a, int b) {
    return a + b;
};

当参数和返回值为void可以忽略。

在实际开发中，我们经常使用typedef来定义block:

typedef int(^myBlock)(int a, int b);
myBlock mb = ^int(int a, int b) {
        return a + b;
};
NSLog(@"==myBlock==%d==", mb(1, 2));

`block`与外界变量的关联

下面我们来看一个例子：

typedef int(^myBlock)(int a, int b);

int d = 10;
myBlock mb = ^int(int a, int b) {
    return a + b + d;
};
d = 5;
NSLog(@"==myBlock==%d==", mb(1, 2));

我们在mb内部使用外部变量int d，随后又给d重新赋值，此时调用mb(1, 2)，block内部d的取值是5还是10呢？运行程序，控制台输出13。此例子说明了block具有截获外部变量的能力，而且截获之后，变量在block的值是固定的，不会随着外部的改变而改变。

我们接着在其外部定义一个变量e:

int e = 0;

当我们在block内部对e进行赋值操作的时候，编译器会提示错误：

Variable is not assignable (missing __block type specifier)

意为变量不可以被分配使用，是因为缺少__block修饰符。那么我们为上述变量d和e的声明加上__block修饰符，我们立刻看到编辑器没有错误了。运行程序，此时控制台输出8，这说明此时block中的取值不再是10而是5了。它不但被我们分配使用了，可以随着外界的改变而改变了，甚至我们可以随意的在block内部修改d的值了，这到底是为什么呢？

从表面上看，没有被__block修饰的变量，我们在block内部使用的时候，只是截获其当时的值，所以其不会再改变，而被__block修饰的变量，我们截获该变量的地址，所以它不论怎们改变，我们都能截获到。

`block`分类

在iOS中，我们依据内存情况将block分为6中

_NSConcreteGlobalBlock：全局block，不访问外界变量（包括堆中和栈中的变量）

void (^block)(void) = ^{
    NSLog(@"==block==");
};

_NSConcreteMallocBlock：堆block，存在于堆内存中，是带一个引用计数的对象，需要自己进行内存管理。变量本身在栈中，因为block能够自动截获变量，为了访问到变量，会将变量从堆内存中copy成栈内存中。

int a = 10;
void (^block)(void) = ^{
    NSLog(@"==a==%d==", a);
};

_NSConcreteStackBlock：栈block，存于栈内存中，超出其作用域则马上进行销毁。作为方法或者函数的参数的时候不会被copy到堆上。

NSLog(@"%@",^{
    NSLog(@"==block==");
});

_NSConcreteAutoBlock
_NSConcreteFinalizingBlock
_NSConcreteWeakBlockVariable

前3种在日常开发中是很常见的，后3种是系统级别的block，一般比较少用。

我们知道程序在编译的时候内存的分布有：堆区(heap)、栈区(stack)、文字常量区、程序代码区、全局区/静态区。

image

这张图也就解释了为什么我们使用block作为属性的时候修饰符都是用copy，_NSConcreteGlobalBlock是全局block，它只能存在于一个函数的内部，并不能作为属性；而_NSConcreteStackBlock是栈block，存于栈内存中，超出其作用域则马上进行销毁，当我们使用copy就会将其copy到堆内存中，这样会延长block的生命周期，防止出现异常；而_NSConcreteMallocBlock本身就是堆block，使用copy也不会对其有影响。

`block`的使用

block既然是一个匿名函数，那么它就可以作为函数使用，当然，它也可以作为作为函数的参数、或者函数的返回值调用。

上面的例子大多数都是block作为函数使用，我们也就不再赘述了。下面我们就看看其他两种情况：

首先我们先给block设置一个别名，这样看着简单明了一些。

typedef int(^SumBlock)(int a, int b);

block作为函数的参数

- (void)blockAsParameter:(SumBlock)mb {
    NSLog(@"==blockAsParameter实现==%@==", mb);
    mb(1, 2);
}

可以调用一下，然后运行程序：

[self blockAsParameter:^int(int a, int b) {
        NSLog(@"==blockAsParameter调用==%d==", a + b);
        return a + b;
}];

// 控制台输出
==blockAsParameter实现==<__NSGlobalBlock__: 0x106a4d090>==
==blockAsParameter调用==3==

block作为函数的返回值

- (SumBlock)blockAsReturns {
    NSLog(@"==blockAsReturns==");
    return ^int(int a, int b) {
        return a + b;
    };
}

SumBlock mb2 = [self blockAsReturns];
NSLog(@"==blockAsReturns==%d==", mb2(1, 2));

==blockAsReturns==
==blockAsReturns==3==

其实说的通俗点，block就是封装一段代码块，这段代码块可以像变量一样被使用。

`block`的循环引用问题

我们在日常使用block的时候一定要注意一个问题，那就是循环引用。因为block经常是作为变量被self持有，或者是block的持有者被self作为变量持有，然而当我们在block内部使用self的时候就会造成循环引用。我们来看一个例子：

@property (nonatomic, assign) int num1;
@property (nonatomic, assign) int num2;
@property (nonatomic, copy) SumBlock propertyBlock;

self.num1 = 1;
self.num2 = 2;
self.propertyBlock = ^int(int a, int b) {
    NSLog(@"==a==%d==b==%d==", self.num1, self.num2);
    return a + b;
};

编译器会直接提示：

Capturing 'self' strongly in this block is likely to lead to a retain cycle

意为在block中强引用self可能会造成循环引用。上述例子中，num1、num2、propertyBlock作为属性被self持有，而我们又在block里使用了num1、num2，这就相当propertyBlock又持有了self，这就造成了循环引用。强持有会对引用计数进行处理，循环引用会导致对象无法被释放，就影响了对象的引用计数，会造成内存问题。那么这个问题如何解决呢？

__weak typeof(self) weakSelf = self;
self.propertyBlock = ^int(int a, int b) {
    NSLog(@"==a==%d==b==%d==", weakSelf.num1, weakSelf.num2);
    return a + b;
};

这样就解决了循环引用问题。那么weakSelf是如何解决循环引用的呢？由于现在引入了weakSelf，持有的情况就变成了weakSelf持有self，self持有block，而block又持有weakSelf，但是需要注意的是weakSelf持有self是弱引用，只是一个指向，引用计数并没有发生改变，所以就打破了循环引用。

但是使用__weak需要注意一点，就是对象的释放时间。

self.propertyBlock = ^int(int a, int b) {
    dispatch_after(dispatch_time(DISPATCH_TIME_NOW, (int64_t)(5 * NSEC_PER_SEC)), dispatch_get_main_queue(), ^{
        NSLog(@"==a==%d==b==%d==", weakSelf.num1, weakSelf.num2);
    });
}

如果我们进入页面之后，立即退出页面，控制台输出：

==a==0==b==0==

这说明，dealloc之后持有的对象却是已经被释放了。如果我们想等到打印结果输出之后，再进行dealloc该怎么处理。

使用__strong。

我们可以在block里面使用__strong再将weakSelf转化为强引用即可。此时虽然strongSelf为强引用，但是只是在block作用域内的，当block内任务执行完毕，自然也会释放，和外界并没有任何关系。

__strong typeof(weakSelf) strongSelf = weakSelf;
    dispatch_after(dispatch_time(DISPATCH_TIME_NOW, (int64_t)(2 * NSEC_PER_SEC)), dispatch_get_main_queue(), ^{
    NSLog(@"==num==%d==", strongSelf.num);
});

将self作为参数传入block。

blcok具有截获变量的能力，当参数传入block，block会copy一份使用，此时copy出来的变量和原来的就没有关系。这样也打破了循环引用。

typedef int(^MinusBlock)(int a, int b, ViewController *vController);

self.num = 10;
self.mb = ^int(int a, int b, ViewController *vController) {
    dispatch_after(dispatch_time(DISPATCH_TIME_NOW, (int64_t)(2 * NSEC_PER_SEC)), dispatch_get_main_queue(), ^{
        NSLog(@"==num==%d==", vController.num);
    });
    return a - b;
};
self.mb(2, 1, self);

block的基础就介绍到这里，下一章我们再来看看block的底层分析。

参考文献：
《Objective-C高级编程 iOS和OS X多线程和内存管理》

iOS-block(一)-初探

基本概念

定义

block与外界变量的关联

block分类

block的使用

block的循环引用问题

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