Block的本质
一.block截获自动变量
//申明一个blcok类型的变量 其可做以下使用:自动变量 函数参数 静态变量 静态全局变量 全局变量
const char *text = "hello";
//在现在的block中,截获自动变量的方法并没有实现对C语言的数据的截获,可以使用指针可以解决该问题
//自动变量的截获
void (^block)(void) = ^{
printf("%c\n",text[2]);
};
block();
NSMutableArray *arr = [NSMutableArray array];
void (^block)(void) = ^{
[arr addObject:[[NSObject alloc] init]];//这样是没有问题的
//arr = [NSMutableArray array]; //向截获的变量array赋值则会产生编译错误
};
block();
二.block的本质
block是带有自动变量的匿名函数
clang -rewrite-objc 文件名
int main(int argc, const char * argv[]) {
void (^blk)() = ^{
printf("djdj");
};
blk();
return 0;
}
编译成main.cpp 如下:
struct __block_impl {
void *isa;
int Flags;
int Reserved;
void *FuncPtr;
};
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;//用于初始化__block_impl结构体的isa成员
impl.Flags = flags;
#将__main_block_func_0函数指针赋值给成员变量FuncOtr
impl.FuncPtr = fp;
Desc = desc;
}
};
static void __main_block_func_0(struct __main_block_impl_0 *__cself) {
printf("djdj");
}
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)};
#第一个参数是由block语法转换的C语言函数指针 __main_block_impl_0
#第二个参数是作为静态全局变量初始化的__main_block_desc_0结构体实例指针
void (*blk)() = ((void (*)())&__main_block_impl_0((void *)__main_block_func_0, &__main_block_desc_0_DATA));
#去掉转换部分 (*blk->FuncPtr)(blk); 使用函数指针调用函数
((void (*)(__block_impl *))((__block_impl *)blk)->FuncPtr)((__block_impl *)blk);
return 0;
}
三.block获取自动变量
struct __main_block_impl_0 {
struct __block_impl impl;
struct __main_block_desc_0* Desc;
int a;
__main_block_impl_0(void *fp, struct __main_block_desc_0 *desc, int _a, int flags=0) : a(_a) {
impl.isa = &_NSConcreteStackBlock;
impl.Flags = flags;
impl.FuncPtr = fp;
Desc = desc;
}
};
在__main_block_impl_0结构体实例中,自动变量值会被截获.
所谓"截获自动变量值"是指在执行block语法时,block语法表达式所使用的自动变量值被保存到block的结构体实例中
四.__block说明符
int a = 10;
void (^blk)() = ^{
a = 100;
printf("djdj %d",a);
};
blk();
在编译器在编译过程中检出给被截获自动变量赋值的操作时,便产生编译错误
解决这个问题有两种方法第一种:C语言中有一个变量,允许block改写值,具体如下:
*静态变量
*静态全局变量
*全局变量
如下该源码使用了block改写静态变量static_val,静态全局变量static_global_val,全局变量global_val
int global_val = 1;
static int static_global_val = 2;
int main(int argc, const char * argv[]) {
static int static_val = 3;
void (^blk)() = ^{
global_val *=1;
static_global_val *=2;
static_val *=3;
};
blk();
printf("%d,%d,%d\n",global_val,static_global_val,static_val);
return 0;
}
该源码转换后:
static void __main_block_func_0(struct __main_block_impl_0 *__cself) {
int *static_val = __cself->static_val; // bound by copy
global_val *=1;
static_global_val *=2;
(*static_val) *=3;
printf("djdj %d",global_val);
}
int main(int argc, const char * argv[]) {
static int static_val = 3;
void (*blk)() = ((void (*)())&__main_block_impl_0((void *)__main_block_func_0, &__main_block_desc_0_DATA, &static_val));
((void (*)(__block_impl *))((__block_impl *)blk)->FuncPtr)((__block_impl *)blk);
return 0;
}
对静态全局变量static_global_val和全局变量global_val的访问与转换前完全相同,
但静态变量static_val的指针对其进行访问(这是超出作用域使用变量的最简单方法)
实际上,在block语法生成的值blcok上,可以存有超过其变量作用域的被截获对象的自动变量.
变量作用域结束的同时,原来的自动变量被废弃,因此block中超过变量作用域而存在的变量
同静态变量一样,将不能通过指针访问原来自动变量
__block存储域类型说明符
//C语言中有以下存储域类型说明符:typedef extern static auto register 它们用于将指定变量值设置到哪个存储域中
__block int a = 10;
源代码转换为:
struct __Block_byref_a_0 {
void *__isa;
__Block_byref_a_0 *__forwarding;//持有指向该实例自身的指针,通过__forwarding访问成员变量a
int __flags;
int __size;
int a;
};
变成了一个结构体实例,__block变量也同Block一样变成__Block_byref_a_0结构体类型的自动变量
struct __main_block_impl_0 {
struct __block_impl impl;
struct __main_block_desc_0* Desc;
__Block_byref_a_0 *a; // __main_block_impl_0持有__Block_byref_a_0结构体实例的指针
__main_block_impl_0(void *fp, struct __main_block_desc_0 *desc, __Block_byref_a_0 *_a, int flags=0) : a(_a->__forwarding) {
impl.isa = &_NSConcreteStackBlock;
impl.Flags = flags;
impl.FuncPtr = fp;
Desc = desc;
}
};
note:__Block_byref_a_0 结构体并不在block的__main_block_impl_0结构体,中这样做的原因是因为多个block变量使用
五.Block存储域
Block转换为Block的结构体类型的自动变量 ,__block变量转换成__block变量的结构体类型的自动变量,
"结构体类型的自动变量:即栈上生成的该结构体的实例"??
Block也是Objective-C对象 ,该Block的类为_NSConcreteStackBlock(还有的类如:_NSConcreteGlobalBlock(全局),_NSConcreteMallocBlock(堆))
"__block变量用结构体成员变量__forwarding可以实现无论__block变量配置在栈上还是堆上时都能正确访问__block变量"
*将Block作为函数返回值时,编译器会自动生成复制到堆上的代码
1.将通过Block语法生成的Block,即配置在栈上的Block用结构体实例赋值给相当于Block类型的变量tmp中
2.tmp = _Block_copy(tmp)
_Block_copy函数 将栈上的Block复制到堆上,复制后,将堆上的地址作为指针赋值给变量tmp
3.return objc_autoreleaseReturnValue(tmp)
将堆上的Block作为Objective-C对象 注册到autoreleasepool中,然后返回该对象
*向方法或函数的参数中传递Block时
名称实质
Block栈上Block的结构体实例__block栈上 __block的结构体实例
Block的副本
Block的类副本源的配置储存域复制效果
_NSConcreteStackBlock栈从栈复制到堆_NSConcreteGlobalBlock程序的数据区不做任何事_NSConcreteMallocBlock堆引用计数增加
六.__block变量存储域
1.当一个Block钟使用__block变量 ,当Block变量从栈复制到堆时,使用的所有的__block变量也会从栈上复制到堆上
2.在多个Block中使用__block变量时,当任何一个Block从栈复制到堆区时,__block变量也会一并从栈复制到堆并被该Block所持有,
当剩下的Block从栈复制到堆时,被复制的Block持有__block变量,并增加__block变量的引用计数
七.截获对象
blk_t blk;
{
id array = [NSMutableArray array];
blk = [^(id obj){
[array addObject:obj];
NSLog(@"array count = %ld",[array count]);
} copy];
}
blk([[NSObject alloc] init]);
blk([[NSObject alloc] init]);
终端输出如下:
2017-03-24 16:55:30.922 Object-C 多线程和内存管理[82607:1623320] array count = 1
2017-03-24 16:55:30.923 Object-C 多线程和内存管理[82607:1623320] array count = 2
意味着赋值给array的NSMutableArray类的对象在该源代码最后BLock的执行部分超出其变量作用域而存在
struct __main_block_impl_0 {
struct __block_impl impl;
struct __main_block_desc_0* Desc;
id __strong array;
};
含有__strong修饰符的对象类型变量array
在__main_block_desc_0中增加了一下两个结构体:
static void __main_block_copy_0(struct __main_block_impl_0*dst, struct __main_block_impl_0*src) {
_Block_object_assign(&dst->array, src->a, BLOCK_FIELD_IS_BYREF); //相当于retain实例方法的函数 ,将对象赋值在对象类型的结构体成员变量中
}
static void __main_block_dispose_0(struct __main_block_impl_0*src) {
_Block_object_dispose((void*)src->a, BLOCK_FIELD_IS_BYREF);//用来释放在Block用结构体成员变量array中的对象,相当于调用release
}
下面情况会将栈上的Block复制到堆上:
1.调用Block的copy实例方法
2.Block作为函数返回值返回时
3.将Block 赋值给附有__strong修饰id类型的类或Block类型的成员变量
4.在方法命中含有usingBlock的Cocoa框架方法或者GCD的API中传递Block
八.Block循环引用
typedef void (^blk_t) (id);
@interface MyObject ()
{
blk_t blk;
}
@end
@implementation MyObject
- (void) test{
id array = [NSMutableArray array];
blk = [^(id obj){
[array addObject:obj];
NSLog(@"%@",self);
} copy];
blk([[NSObject alloc] init]);
blk([[NSObject alloc] init]);
}
上面的源码会导致循环引用
可以使用如下的方式解决循环引用:
1.id __weak weakSelf = self;
id __unsafe_unretained weakSelf = self;
2.还可以使用__block避免循环引用
使用__block的变量的有点如下:
a.通过__block变量可控制对象的持有期间
b.在不能使用__weak修饰符的环境中不使用__unsafe_unretained即可(不必担心悬垂指针)
c.在执行Block时可动态地决定是否将nil或其他对象赋值在__block变量中
d.为避免循环引用必须执行Block
在ARC无效的时候.__block说明符被用来避免Block中的循环引用,这是因为从栈复制到堆上,
若使用Block使用的变量为附有__block说明符的对象类型的自动变量,不会被retain
九.类与对象
Class 为objc_class结构体的指针类型
typedef struct objc_class *Class;
struct objc_class {
Class isa ;
}
struct objc_object {
Class isa OBJC_ISA_AVAILABILITY;
};
objc_object和objc_class结构体归根到底都是在各个对象和类的实现中使用最基本的结构体
各类的结构体就是基于objc_class结构体的class_t结构体
在Objective-C中,比如NSObject的class_t结构体实例以及NSMutableArray的class_t结构体实例等,
均生成并保持各个类的class_t结构体实例,该实例持有声明的成员变量,方法的名称,方法的实现(即函数指针),
属性以及父类的指针并被Object_C运行时库所使用
