iOS Block

Block简介

block对象是c级别的语法和运行时特性，除了可执行代码外，还包括变量自动绑定【栈】和内存托管【堆】。一个block维护一个状态集。
闭包 = 一个函数【或者指向函数的指针】 + 该函数执行的外部的上下文变量【也就是自由变量】；

block 是OC 对于闭包的实现

• 定义block和定义函数的方法类似
• blcok可以在定义方法内部或者外部
• 只有调用block的时候，才会执行{}体内的代码
• 本质是对象，使代码高度聚合

---

定义和使用说明

// 无参数无返回值
    void(^block1)(void) = ^(void){
        NSLog(@"无参数无返回值");
    };
    block1();
    
    // 有参数无返回值
    void(^block2)(int a) = ^(int a){
        a = 3;
        NSLog(@"有参数无返回值  %d",a);
    };
    block2(5);
    
    // 有参数有返回值
    int(^block3)(int a) = ^(int a){
        int t = a;
        return t;
    };
    int s =  block3(5);
    NSLog(@"有参数有返回值 %d",s);
    
    // 无参数有返回值
    int(^block4)(void) = ^(void){
        return 6;
    };
    int m = block4();
    NSLog(@"无参数有返回值 %d",m);

blcok定义

typedef void(^Block1)(void);
typedef int(^Block2)(void);
typedef int(^Block3)(int a);
typedef void(^Block4)(int a);

定义属性

@property (nonatomic, copy)Block4 block;

调用

self.block = ^(int a) {};

block 截获自动变量

1.默认情况
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，不能修改值。自动变量截获只针对block内部使用的自动变量, 不使用则不截获, 因为截获的自动变量会存储于block的结构体内部, 会导致block体积变大。

int age = 10;
myBlock block = ^{
    // 这里是截获了block外部变量 age = 10；
    NSLog(@"age = %d", age);
};
// 这里虽然重新赋值了age， 但block中并没有用到了
age = 18;

block();

2.__block修饰的外部变量
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。block可以修改__block 修饰的外部变量的值。

__block int age = 10;
myBlock block = ^{
    NSLog(@"age = %d", age);
};
age = 18;
block();

3.__block 修饰的外部变量的值就可以被block修改
用clang 将文件转换为c++文件可以看到

__block int val = 10;
转换成
__Block_byref_val_0 val = {
    0,
    &val,
    0,
    sizeof(__Block_byref_val_0),
    10
};

通过__block修饰的val变成了一个结构体，此时我们在block内部访问val变量则需要通过一个叫__forwarding的成员变量来间接访问val变量。

block存储

1.block的存储域和copy操作

image.png

block有三种类型：

• 全局块(_NSConcreteGlobalBlock)
• 栈块(_NSConcreteStackBlock)
• 堆块(_NSConcreteMallocBlock)

三种block各自的存储域：

• 全局块存在于全局内存中, 相当于单例.
• 栈块存在于栈内存中, 超出其作用域则马上被销毁

• 堆块存在于堆内存中, 是一个带引用计数的对象, 需要自行管理其内存

  
  
  image1.png

2.判断Block的存储位置

（1）Block不访问外界变量（包括栈中和堆中的变量）
Block 既不在栈又不在堆中，在代码段中，ARC和MRC下都是如此。此时为全局块。
（2）Block访问外界变量
MRC 环境下：访问外界变量的 Block 默认存储栈中。
ARC 环境下：访问外界变量的 Block 默认存储在堆中（实际是放在栈区，然后ARC情况下自动又拷贝到堆区），自动释放。

ARC下，访问外界变量的 Block为什么要自动从栈区拷贝到堆区呢？
栈上的Block，如果其所属的变量作用域结束，该Block就被废弃，如同一般的自动变量。当然，Block中的__block变量也同时被废弃。
为了解决栈块在其变量作用域结束之后被废弃（释放）的问题，我们需要把Block复制到堆中，延长其生命周期。开启ARC时，大多数情况下编译器会恰当地进行判断是否有需要将Block从栈复制到堆，如果有，自动生成将Block从栈上复制到堆上的代码。Block的复制操作执行的是copy实例方法。Block只要调用了copy方法，栈块就会变成堆块。

image3.png

在ARC的Block是配置在栈上的，所以返回函数调用方时，Block变量作用域就结束了，Block会被废弃。种情况编译器会自动完成复制。
在非ARC情况下则需要开发者调用copy方法手动复制。
将Block从栈上复制到堆上相当消耗CPU，所以当Block设置在栈上也能够使用时，就不要复制了，因为此时的复制只是在浪费CPU资源。
Block的复制操作执行的是copy实例方法。不同类型的Block使用copy方法的效果如下表：

image4.png

根据表得知，Block在堆中copy会造成引用计数增加，这与其他Objective-C对象是一样的。虽然Block在栈中也是以对象的身份存在，但是栈块没有引用计数，因为不需要，我们都知道栈区的内存由编译器自动分配释放。
不管Block存储域在何处，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];

3. __block变量与__forwarding

在copy操作之后，既然__block变量也被copy到堆上去了, 那么访问该变量是访问栈上的还是堆上的呢?__forwarding 终于要闪亮登场了。通过__forwarding, 无论是在block中还是 block外访问__block变量, 也不管该变量在栈上或堆上, 都能顺利地访问同一个__block变量。

image5.png

4.Block 循环引用

某个类将 block 作为自己的属性变量，然后该类在 block 的方法体里面又使用了该类本身。

self.someBlock = ^(Type var){
    [self dosomething];
};

解决办法：
1.ARC：使用__weak
2.MRC:使用__block

Block应用

1.Block作为变量
2.Block作为属性
3.作为 OC 中的方法参数

Block 总结

• 在block内部使用的是将外部变量的拷贝到堆中的（基本数据类型直接拷贝一份到堆中，对象类型只将在栈中的指针拷贝到堆中并且指针所指向的地址不变）。
• __block修饰符的作用：是将block中用到的变量，拷贝到堆中，并且外部的变量本身地址也改变到堆中。
• __block不能解决循环引用，需要在block执行尾部将变量设置成nil
• __weak可以解决循环引用，block在捕获weakObj时，会对weakObj指向的对象进行弱引用。
• 使用__weak时，可在block开始用局部__strong变量持有，以免block执行期间对象被释放。
• 全局块不引用外部变量，所以不用考虑。
• 堆块引用的外部变量，不是原始的外部变量，是拷贝到堆中的副本。
• 栈块本身就在栈中，引用外部变量不会拷贝到堆中。
• __weak 本身是可以避免循环引用的问题的，但是其会导致外部对象释放了之后，block 内部也访问不到这个对象的问题，我们可以通过在 block 内部声明一个 __strong 的变量来指向 weakObj，使外部对象既能在 block 内部保持住，又能避免循环引用的问题。
• __block 本身无法避免循环引用的问题，但是我们可以通过在 block 内部手动把 blockObj 赋值为 nil 的方式来避免循环引用的问题。另外一点就是 __block 修饰的变量在 block 内外都是唯一的，要注意这个特性可能带来的隐患。
• block的实现原理是C语言的函数指针。函数指针即函数在内存中的地址，通过这个地址可以达到调用函数的目的。