OC block 原理总结

本文重点总结 OC block 的原理，并带上一些例子，不讨论 block 的写法和应用。

block 的本质总结如下：

• block 在底层上是一个结构体，内部有一个isa指针，指向block所属的类，其父类最终指向NSObject，所以可以把block看做对象：

void (^ blk)(void) = ^{
  NSLog(@"hello");
};

NSLog(@"%@", [blk class]);  // __NSGlobalBlock__
NSLog(@"%@", [[blk class] superclass]);  // __NSGlobalBlock
NSLog(@"%@", [[[blk class] superclass] superclass]);  // NSBlock
NSLog(@"%@", [[[[blk class] superclass] superclass] superclass]);  // NSObject

• block 有三种类型：_NSConcreteGlobalBlock（全局block）, _NSConcreteStackBlock （栈block）, _NSConcreteMallocBlock （堆block），分别储存在data区，栈区，堆区，他们的类型由创建方式以及创建时候捕获的变量类型决定。
• 不使用外部变量的block是全局block，使用外部变量并且未进行copy操作的block是栈block，对栈block进行copy操作，就是堆block，而对全局block进行copy，仍是全局block。

// 不使用外部变量
NSLog(@"%@", [^{
  NSLog(@"globalBlock");
} class]);  // __NSGlobalBlock__

// 使用外部变量并且未进行copy
NSInteger num = 10;
NSLog(@"%@", [^{
  NSLog(@"stackBlock:%zd", num);
} class]);  // __NSStackBlock__

// 对全局block进行copy
void (^ globalBlock)(void) = [^{
  NSLog(@"globalBlock");
} copy];
NSLog(@"%@", [globalBlock class]);  //  __NSGlobalBlock__

// 对栈block进行copy操作
void (^ mallocBlock)(void) = [^{
  NSLog(@"stackBlock:%zd", num);
} copy];
NSLog(@"%@", [mallocBlock class]);  //  __NSMallocBlock__

• 为了解决block所在变量域结束后block仍然可用的问题，需要把栈block复制到堆上。

• ARC时，在四种情况下栈block会自动复制到堆上

  • 手动copy
  • block作为函数返回值
  • block赋值给__strong修饰的变量或Block类型成员变量时
  • 向Cocoa框架含有usingBlock的方法或者GCD的API传递Block参数时 ）

• MRC只有手动copy，才会复制到堆上

• block可以捕获他周围的变量，分为：全局变量、自动变量（函数栈上的默认变量）、静态变量（函数栈上加static关键字的变量）、__block变量（函数栈上加__block关键字的变量）

• 全局变量，因为作用域范围广，所以可以在block内改变它们的值。

• block捕获的自动变量又分为基本数据类型变量（如int,double)和指针型变量（如：对象），捕获的是自动变量的值，不能在block内部改变自动变量的值。

• block捕获的静态变量是变量的地址。通过使用静态变量的指针对其进行访问，可以在block内改变值。

• block变量在底层是一个结构体，也有isa指针，可以看成一个对象。

• block捕获__block变量，捕获的是对应结构体的变量的地址，可以在block内直接改变值。

• 当block复制到堆上，block使用到的__block变量也会被复制到堆上并被block持有。

• __block变量结构体内有__forwarding指针，栈上的__forwarding指针会指向堆上的__forwarding变量，而堆上的__forwarding指针指向其自身，所以如果对__block的修改（栈上的还是堆上的），实际上永远只会修改堆上的__block变量。

• 当block复制到堆上后，其对获取的变量的关系如下：->表示持有

  • 自动变量：堆Block -> 变量的值 （不能改变）
  • 静态变量：堆Block -> 变量的地址（可以改变变量）
  • __block 普通基本数据类型变量：堆Block -> 堆__block变量 （此时变量的值被复制到了堆了，可以改变变量的值）
  • __block __strong 对象类型变量： 堆Block -> 堆__block变量 -> 对象 （对象本身就是在堆上，可以改变对象的值）

• 堆上的block如果捕获了强引用对象，那个对象又引用了block，会照成循环引用

• 可以用__weak修饰应用block的对象，避免循环引用

• 假设 self 引用了block，用__weak修饰（__weak typeof(self) weakSelf = sellf;）避免循环引用，如果block执行完成之前，self被释放了，weakSelf也会变为 nil，可能引起奔溃，我们在block中使用__strong修饰weakSelf保证任何情况下，self在超出作用域后仍能够使用，防止self的提前释放: __strong typeof(weakSelf) strongSelf = weakSelf