iOS探索篇 | 第二部分：深入了解Block使用方法及原理

iOS探索篇 | 第二部分：深入了解Block使用方法及原理

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介绍

在日常的 iOS 开发中， 的使用频率还是比较高的，我们并不是每天都会做启动优化、性能优化，但是我们可能每天都会用到 。本文就来给大家讲讲在日常开发中， 中值得我们关注的技术点，一起来学习吧。

编码标准

// 定义一个 Block
typedef returnType (^BlockName)(parameterA, parameterB, ...);
eg: typedef void (^RequestResult)(BOOL result);
// 实例
^{
    NSLog(@"This is a block");
 }

自然

Block 本质上是一个 C 对象，其内部也有一个 isa 指针。它是一个封装了函数和函数调用环境的 C 对象，可以添加到 和 等集合中。它基于 C 语言和运行时特性，与标准 C 函数有些相似。但除了可执行代码之外，它还包括将变量自动绑定到堆或栈。

常见介绍

void (^exampleBlock)(void) = ^{
    // block
};
NSLog(@"exampleBlock is: %@",[exampleBlock class]); 

打印日志：是：

如果一个块不访问外部的局部变量，或者访问全局变量或者静态局部变量，则该块为全局块，数据保存在全局区域。

int temp = 100;
void (^exampleBlock)(void) = ^{
    // block
    NSLog(@"exampleBlock is: %d", temp);
};
NSLog(@"exampleBlock is: %@",[exampleBlock class]);

打印日志：is:???这不是我们约定好的吗？为什么会打印出来呢？这是因为我们用了ARC，Xcode默认帮我们做了很多事情。

我们可以进入Build，找到-C，并将其设置为No，然后再次运行代码。你会看到打印的日志是：

如果某个 block 访问了外部的局部变量，那么该 block 就是一个堆栈 block，并且存储在堆栈区域。由于堆栈区域的释放由系统控制，作用域结束后，堆栈中代码的内存就会被破坏。如果此时再次调用该 block，就会出现问题。（注意：此代码在 MRC 下运行）例如：

void (^simpleBlock)(void);
void callFunc() {
    int age = 10;
    simpleBlock = ^{
        NSLog(@"simpleBlock-----%d", age);
    };
}
int main(int argc, char * argv[]) {
    NSString * appDelegateClassName;
    @autoreleasepool {
        callFunc();
        simpleBlock();
        // Setup code that might create autoreleased objects goes here.
        appDelegateClassName = NSStringFromClass([AppDelegate class]);
    }
    return 0;
}

打印日志：--------

当复制一个类型的 Block 时，会把这个 Block 从栈复制到堆上，堆上的 Block 类型就是这个类型。在 ARC 环境下，编译器会根据情况自动把 Block 从栈复制到堆上。具体有四种情况会进行复制：

简单来说就是允许块访问和修改外部变量。在ARC环境下，还可以用它来防止循环引用。

__block int age = 10;
void (^exampleBlock)(void) = ^{
    // block
    NSLog(@"1.age is: %d", age);
    age = 16;
    NSLog(@"2.age is: %d", age);
};
exampleBlock();
NSLog(@"3.age is: %d", age);

主要用于解决自动变量的值在块内部不能被修改的问题，为什么加了修饰符之后自动变量的值就可以被修改了呢？

这是因为，加上修饰之后，编译器会把该变量打包成一个结构体，结构体里面的*是指向自身的指针，外部的auto变量也是保存在结构体内部的。

struct __Block_byref_val_0 {
    void *__isa; // isa指针
    __Block_byref_val_0 *__forwarding; 
    int __flags;
    int __size; // Block结构体大小
    int age; // 捕获到的变量
}

从上图可以看出，如果block在栈上，那么指针指向的是自己，当block从栈复制到堆上时，栈上的指针指向复制到堆上的结构。堆上的结构依然指向自己，也就是age->得到的是堆上的结构，age->->age会把堆上的age的值赋值为16。所以，不管是栈上的结构还是堆上的结构，最终使用的都是堆上的结构里的数据。

简单来说就是防止循环引用。

self本身会对block有强引用，而block也会对self有强引用，这样就会造成循环引用问题。我们可以利用这个方法来打破循环，让block对象对self有弱引用。

此时要注意，由于 block 对 self 的引用是弱引用，所以有可能在 block 执行时，self 对象本身已经被释放了。那么如何保证在 block 内部不释放 self 对象呢？这就导致了下面的效果。

__weak __typeof(self) weakSelf = self;
void (^exampleBlock)(void) = ^{
    __strong __typeof(weakSelf) strongSelf = weakSelf;
    [strongSelf exampleFunc];
};

这确保了在块范围结束之前有一个可在块内使用的对象。

不过即使如此，还是存在一种场景，那就是在执行()=;之前，对象已经被释放了。此时如果给self对象发送消息，是没有问题的。-C的消息发送机制允许我们向nil对象发送消息，不会出现任何问题。

但是如果有一些额外的操作，比如将self添加到数组中，程序就会崩溃，因为self为nil。

我们可以添加一层安全性来解决这个问题，比如：

__weak __typeof(self) weakSelf = self;
void (^exampleBlock)(void) = ^{
    __strong __typeof(weakSelf) strongSelf = weakSelf;
    if (strongSelf) {
        // Add operation here
    }
};

扩展你的知识

修改Block中的外部、和对象时，是否需要添加修改？

NSMutableArray *mutableArray = [[NSMutableArray alloc] init];
[mutableArray addObject:@"1"];
void (^exampleBlock)(void) = ^{
    // block
    [mutableArray addObject:@"2"];
};
exampleBlock();
NSLog(@"mutableArray: %@", mutableArray);

打印日志：

：（1,2）

答案是：不需要。因为在块内部，我们只是使用对象的内存地址来向其中添加内容，并没有修改它的内存地址，所以不用它也能正确执行。而当我们只使用局部变量的内存地址而不修改它的内存地址时，是不需要添加的，如果添加的话系统会自动创建相应的结构体，这样就比较冗余，效率也比较低。

Block内部数据结构如下：

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. */
};

结构体成员含义如下：

isa：指向类的指针，即块的类型

flags：按位表示该块的一些附加信息，比如确定块类型、确定块引用计数、确定块是否需要执行辅助功能等。

：保留变量；

：block函数指针，指向具体block实现的函数调用地址。block内部的执行代码就在这个函数里；

：结构，块的附加描述信息，包括副本/功能、块大小、以及保留变量；

：因为块有闭包，所以可以访问块外的局部变量，这些是外部局部变量或者复制到结构体中的变量的地址；

结构体成员含义如下：

：保留变量；

size：块的大小；

copy：函数用于捕获变量并保存引用；

：析构函数，用于释放捕获的资源；

总结

我们在使用Block的时候需要注意四个关键点：

三种类型的块；块避免循环引用；块对自动变量的复制操作；、、的作用；

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