iOS - Block 代码块

简介: 1、BlockBlock 是一段预先准备好的代码,可以在需要的时候执行,可以当作参数传递。Block 可以作为函数参数或者函数的返回值,而其本身又可以带输入参数或返回值。Block 是 C 语言的,类似于一个匿名函数,它和传统的函数指针很类似,但是 Block 是 inline(内联函数)的,并且默认情况下它对局部变量是只读的。

1、Block

  • Block 是一段预先准备好的代码,可以在需要的时候执行,可以当作参数传递。Block 可以作为函数参数或者函数的返回值,而其本身又可以带输入参数或返回值。Block 是 C 语言的,类似于一个匿名函数,它和传统的函数指针很类似,但是 Block 是 inline(内联函数)的,并且默认情况下它对局部变量是只读的。

  • 苹果官方建议尽量多用 Block。在多线程、异步任务、集合遍历、集合排序、动画转场用的很多。

  • Block 语法

        // Block as a local variable
        returnType (^blockName)(parameterTypes) = ^returnType(parameters) {...};
    
        // Block as a property
        @property (nonatomic, copy) returnType (^blockName)(parameterTypes);
    
        // Block as a method parameter
        - (void)someMethodThatTakesABlock:(returnType (^)(parameterTypes))blockName;
    
        // Block as an argument to a method call
        [someObject someMethodThatTakesABlock: ^returnType (parameters) {...}];
    
        // Block as typedef
        typedef returnType (^TypeName)(parameterTypes);
        TypeName blockName = ^returnType(parameters) {...};

2、Block 的使用

2.1 Block 的定义

  • Block 的简单定义

        // 定义 Block
        /*
            定义了一个名叫 MySum 的 Block 对象,它带有两个 int 型参数,返回 int 型。等式右边就是 Block 的具体实现,大括号后需加分号
        */
        int (^MySum)(int, int) = ^(int a, int b){
    
            return a + b;
        };
    
        // 调用 Block
        int sum = MySum(10, 12);
  • Block 数据类型的定义

        // 定义 block 数据类型 MyBlock
        typedef int (^MyBlock)(int, int);
    
        // 定义 MyBlock 的变量
        MyBlock myblock;
    
        // 实现 MyBlock 的变量 1
        myblock = ^(int a, int b){
    
            return a + b;
        };
    
        // 调用 MyBlock 的变量 1
        int sum = myblock(10, 12);
    
        // 实现 MyBlock 的变量 2
        myblock = ^(int a, int b){
    
            return a - b;
        };
    
        // 调用 MyBlock 的变量 2
        int minus = myblock(13, 2);

2.2 Block 访问局部变量

  • Block 可以访问局部变量,但是不能修改,如果要修改需加关键字 __block(双下划线)。

        // 这样定义时,局部变量 sum 只能读取值不能修改,编译时会报错
        // int sum = 10;
    
        // 这样定义时,局部变量 sum 既可以读取值又能修改
        __block int sum = 10;
    
        int (^MyBlock)(int) = ^(int a){
    
            // 对局部变量值修改
            sum ++;
    
            // 读取局部变量的值
            return a * sum;
        };
    
        int result = MyBlock(5);

3、Block 的回调

3.1 Block 回调使用

    // Block1.h
    
        // block 属性变量定义
        /*
            要使用 copy 类型,格式:@property (nonatomic, copy) 返回值类型 (^变量名) (参数类型列表);
        */
        @property (nonatomic, copy) void (^completion) (NSString *);
        
        // 调用 block 代码段声明
        - (void)useBlock;

    // Block1.m

        // 调用 block 代码段
        - (void)useBlock {
                
            // 设置 block 的回调值
                
            // 判断是否设置了 block
            if (self.completion != nil) {
            
                // 设置回调值
                self.completion(@"hello world");
            }
        }

    // Block.m
        
        #import "Block1.h"
        
        Block1 *block = [[Block1 alloc] init];
            
        // 设置 block 代码段
        block.completion = ^(NSString *str) {
            
            // 结果:string = @"hello world"
            NSString *string = str;
        };
            
        // 调用 block 代码段
        [block useBlock];

3.2 Block 回调封装

    // Block2.h
    
        // block 方法参数定义
        
        // 类方法定义
        + (Block2 *)blockWithCompletion:(void (^) (NSString *)) completion;
        
        // 调用 block 代码段声明
        - (void)useBlock;

    // Block2.m

        // block 属性变量定义
        
        // 要使用 copy 类型,格式:@property (nonatomic, copy) 返回值类型 (^变量名) (参数类型列表);
        @property (nonatomic, copy) void (^completion) (NSString *);
        
        // 调用 block 代码段
        - (void)useBlock {
                
            // 设置 block 的回调值
                
            // 判断是否设置了 block
            if (self.completion != nil) {
            
                // 设置回调值
                self.completion(@"hello world");
            }
        }
        
        // 类方法实现
        + (Block2 *)blockWithCompletion:(void (^)(NSString *))completion {
                
            Block2 *bl = [[Block2 alloc] init];
                
            // 设置属性的值
            bl.completion = completion;
                
            return bl;
        }

    // Block.m
        
        #import "Block2.h”
        
        // 设置 block 代码段
        Block2 *block = [Block2 blockWithCompletion:^(NSString *str) {
                
            // 结果:string = @"hello world"
            NSString *string = str;
        }];
            
        // 调用 block 代码段
        [block useBlock];

4、Block 属性定义中为什么使用 copy 修饰

  • ARC 开发的时候,编译器底层对 block 做过一些优化,使用 copy 修饰可以防止出现内存泄漏。

  • 从内存管理的角度而言,程序员需要管理的内存只有堆区的。如果用 strong 修饰,相当于强引用了一个栈区的变量。
  • 而使用 copy 修饰,在设置数值的时候,可以把局部变量从栈区复制到堆区。

        // 用 copy 修饰定义属性
        @property (nonatomic, copy) void (^myTask)();
    
        // 定义,myBlock 是保存在栈区的,出了作用域,就应该被销毁
        void (^myBlock)() = ^ {
    
            NSLog(@"hello");
        };
    
        // 用属性记录
        self.myTask = myBlock;
    
        // 执行
        self.myTask();

5、循环引用

  • 1、在 Block 中调用 self 容易产生循环引用,一旦出现循环引用的话内存就得不到释放,因此一定要小心内存管理问题。

        @implementation ViewController
    
        // 在 Block 中调用 self 容易产生循环引用
        [[QWebImageManager sharedManager] downloadImage:self.urlStr completion:^(UIImage *image) {
            self.image = image;
        }];
    
        @end
    • 1) 查询内存管理问题解决办法:

      • 1> 打印法

        • 最好在基类 controller 下重写 dealloc,加一句打印日志,表示类可以得到释放。如果出现无打印信息,说明这个类一直得不到释放,表明很有可能是使用 block 的地方出现循环引用了。对于 block 中需要引用外部 controller 的属性或者成员变量时,一定要使用弱引用,特别是成员变量像 _testId 这样的,很多人都没有使用弱引用,导致内存得不到释放。

              // 判断是否存在循环引用,无法释放时即存在循环引用
              - (void)dealloc {
                  NSLog(@"成功退出");
              }
      • 2> 利用 instrument 检测内存泄露

        • 在 Xcode 的 instrument 工具集可以很方便的检测循环引用。Product => profile => 选择 Leaks,之后点击运行,如果出现红色,点击 Details => Cycles&Roots

          block1

          block2

    • 2) 解决循环引用方法

      • 可以使用关键字 __weak 声明一个弱变量,或者为属性指定 weak 特性。如:

            @implementation ViewController
        
            // 弱引用 self,typeof(self) 等价于 ViewController
            __weak typeof(self) weakSelf = self;
        
            [[QWebImageManager sharedManager] downloadImage:self.urlStr completion:^(UIImage *image) {
                weakSelf.image = image;
            }];
        
            @end
  • 2、当 block 本身不被 self 持有,而被别的对象持有,同时不产生循环引用的时候,就不需要使用 weak self 了。最常见的代码就是 UIView 的动画代码,我们在使用 UIView 的 animateWithDuration:animations 方法 做动画的时候,并不需要使用 weak self,因为引用持有关系是:

    • UIView 的某个负责动画的对象持有了 block
    • block 持有了 self

    • 因为 self 并不持有 block,所以就没有循环引用产生,所以就不需要使用 weak self 了。

          [UIView animateWithDuration:0.2 animations:^{
              self.alpha = 1;
          }];
    • 当动画结束时,UIView 会结束持有这个 block,如果没有别的对象持有 block 的话,block 对象就会释放掉,从而 block 会释放掉对于 self 的持有。整个内存引用关系被解除。

  • 3、为什么 weakSelf 需要配合 strong self 使用

    • 我们知道,在使用 block 的时候,为了避免产生循环引用,通常需要使用 weakSelf 与 strongSelf,写下面这样的代码。那么请问:为什么 block 里面还需要写一个 strong self。

          __weak typeof(self) weakSelf = self;
          [self doSomeBackgroundJob:^{
      
              __strong typeof(weakSelf) strongSelf = weakSelf;
              if (strongSelf) {
                  ...
              }
          }];
    • 在 block 中先写一个 strong self,其实是为了避免在 block 的执行过程中,突然出现 self 被释放的尴尬情况。通常情况下,如果不这么做的话,还是很容易出现一些奇怪的逻辑,甚至闪退。我们以 AFNetworking 中 AFNetworkReachabilityManager.m 的一段代码举例:

          __weak __typeof(self)weakSelf = self;
          AFNetworkReachabilityStatusBlock callback = ^(AFNetworkReachabilityStatus status) {
      
              __strong __typeof(weakSelf)strongSelf = weakSelf;
      
              strongSelf.networkReachabilityStatus = status;
              if (strongSelf.networkReachabilityStatusBlock) {
                  strongSelf.networkReachabilityStatusBlock(status);
              }
          };
      • 如果没有 strongSelf 的那行代码,那么后面的每一行代码执行时,self 都可能被释放掉了,这样很可能造成逻辑异常。特别是当我们正在执行 strongSelf.networkReachabilityStatusBlock(status); 这个 block 闭包时,如果这个 block 执行到一半时 self 释放,那么多半情况下会 Crash。

      • 这里有一篇文章详细解释了这个问题:https://dhoerl.wordpress.com/2013/04/23/i-finally-figured-out-weakself-and-strongself/

6、多个异步 Block 按照顺序执行

  • 异步 Block 的执行顺序一般为先执行 Block 前的代码,再执行 Block 之后的代码,最后执行 Block 中的代码,如下代码。

    • 创建

          @property (nonatomic, copy) void (^completion) (NSString *);
      
          - (void)dlownloadCompletion:(void (^)(NSString *str))completion {
      
              self.completion = completion;
      
              if (self.completion) {
                  dispatch_async(dispatch_get_global_queue(0, 0), ^{
      
                      [NSThread sleepForTimeInterval:2];
      
                      self.completion(@"Hello World");
                  });
              }
          }
    • 使用

          NSLog(@"Hello World 1");
      
          [self dlownloadCompletion:^(NSString *str) {
      
              NSLog(@"%@ 2, %@", str, [NSThread currentThread]);
          }];
      
          NSLog(@"Hello World 3");
    • 执行效果

          22:07:12.520 OCTest[79089:3232021] Hello World 1
          22:07:12.521 OCTest[79089:3232021] Hello World 3
          22:07:14.521 OCTest[79089:3232160] Hello World 2, <NSThread: 0x60000006a500>{number = 3, name = (null)}
  • 那么如何实现先执行 Block 中的代码,再执行 Block 之后的代码呢?使用线程阻塞的方式。

6.1 单个异步 Block

  • 使用

        NSLog(@"Hello World 1");
    
        // 需要在子线程中执行,否则会阻塞主线程
        dispatch_async(dispatch_get_global_queue(0, 0), ^{
    
            NSLog(@"Hello World 2");
    
            // 创建 semaphore
            dispatch_semaphore_t semaphore = dispatch_semaphore_create(0);
    
            [self dlownloadCompletion:^(NSString *str) {
    
                NSLog(@"%@ 3, %@", str, [NSThread currentThread]);
    
                // 发出已完成的信号
                dispatch_semaphore_signal(semaphore);
            }];
    
            // 等待执行,阻塞线程
            dispatch_semaphore_wait(semaphore, DISPATCH_TIME_FOREVER);
    
            NSLog(@"Hello World 4");
        });
    
        NSLog(@"Hello World 5");
  • 执行效果

        22:13:40.457 OCTest[63696:2154201] Hello World 1
        22:13:40.458 OCTest[63696:2154201] Hello World 5
        22:13:40.458 OCTest[63696:2154254] Hello World 2
        22:13:42.460 OCTest[63696:2154404] Hello World 3, <NSThread: 0x60000007b840>{number = 3, name = (null)}
        22:13:42.461 OCTest[63696:2154254] Hello World 4

6.2 多个异步 Block

  • 使用

        NSLog(@"Hello World 1");
    
        // 需要在子线程中执行,否则会阻塞主线程
        dispatch_async(dispatch_get_global_queue(0, 0), ^{
    
            NSLog(@"Hello World 2");
    
            // 创建 semaphore
            dispatch_semaphore_t semaphore1 = dispatch_semaphore_create(0);
    
            [self dlownloadCompletion:^(NSString *str) {
    
                NSLog(@"%@ 3, %@", str, [NSThread currentThread]);
    
                // 发出已完成的信号
                dispatch_semaphore_signal(semaphore1);
            }];
    
            // 等待执行,阻塞线程
            dispatch_semaphore_wait(semaphore1, DISPATCH_TIME_FOREVER);
    
            // 创建 semaphore
            dispatch_semaphore_t semaphore2 = dispatch_semaphore_create(0);
    
            [self dlownloadCompletion:^(NSString *str) {
    
                NSLog(@"%@ 4, %@", str, [NSThread currentThread]);
    
                // 发出已完成的信号
                dispatch_semaphore_signal(semaphore2);
            }];
    
            // 等待执行,阻塞线程
            dispatch_semaphore_wait(semaphore2, DISPATCH_TIME_FOREVER);
    
            NSLog(@"Hello World 5");
        });
    
        NSLog(@"Hello World 6");
  • 执行效果

        22:15:24.288 OCTest[63748:2156048] Hello World 1
        22:15:24.289 OCTest[63748:2156048] Hello World 6
        22:15:24.289 OCTest[63748:2156165] Hello World 2
        22:15:26.361 OCTest[63748:2156450] Hello World 3, <NSThread: 0x608000266700>{number = 3, name = (null)}
        22:15:28.429 OCTest[63748:2156450] Hello World 4, <NSThread: 0x608000266700>{number = 3, name = (null)}
        22:15:28.429 OCTest[63748:2156165] Hello World 5

6.3 单 for 循环中异步 Block

  • 使用

        NSLog(@"Hello World 1");
    
        // 需要在子线程中执行,否则会阻塞主线程
        dispatch_async(dispatch_get_global_queue(0, 0), ^{
    
            NSLog(@"Hello World 2");
    
            // 创建 semaphore
            dispatch_semaphore_t semaphore = dispatch_semaphore_create(0);
    
            // block 完成回调计数
            __block NSInteger count = 0;
    
            __weak typeof(self) weakSelf = self;
    
            int loopCount = 10;
            for (int i = 0; i < loopCount; i++) {
    
                [self dlownloadCompletion:^(NSString *str) {
    
                    NSLog(@"%@ 3 -  %li, %@", str, count, [NSThread currentThread]);
    
                    @synchronized (weakSelf) {
    
                        // 完成回调计数加 1
                        count++;
    
                        if (count == loopCount) {
    
                            [NSThread sleepForTimeInterval:5];
    
                            // 发出已完成的信号
                            dispatch_semaphore_signal(semaphore);
                        }
                    }
                }];
            }
    
            // 等待执行,阻塞线程
            dispatch_semaphore_wait(semaphore, DISPATCH_TIME_FOREVER);
    
            NSLog(@"Hello World 4");
        });
    
        NSLog(@"Hello World 6");
  • 执行效果

        22:54:27.550 OCTest[64721:2187151] Hello World 1
        22:54:27.551 OCTest[64721:2187151] Hello World 6
        22:54:27.551 OCTest[64721:2187249] Hello World 2
        22:54:29.615 OCTest[64721:2187248] Hello World 3 -  2, <NSThread: 0x60000026e600>{number = 4, name = (null)}
        22:54:29.615 OCTest[64721:2187276] Hello World 3 -  4, <NSThread: 0x608000266980>{number = 6, name = (null)}
        22:54:29.615 OCTest[64721:2187280] Hello World 3 -  7, <NSThread: 0x608000265c80>{number = 8, name = (null)}
        22:54:29.615 OCTest[64721:2187278] Hello World 3 -  5, <NSThread: 0x608000266740>{number = 7, name = (null)}
        22:54:29.615 OCTest[64721:2187251] Hello World 3 -  1, <NSThread: 0x60000007e200>{number = 3, name = (null)}
        22:54:29.615 OCTest[64721:2187277] Hello World 3 -  3, <NSThread: 0x608000266800>{number = 5, name = (null)}
        22:54:29.615 OCTest[64721:2187281] Hello World 3 -  8, <NSThread: 0x60000026e540>{number = 9, name = (null)}
        22:54:29.615 OCTest[64721:2187279] Hello World 3 -  6, <NSThread: 0x608000266a40>{number = 10, name = (null)}
        22:54:29.615 OCTest[64721:2187282] Hello World 3 -  9, <NSThread: 0x608000266bc0>{number = 11, name = (null)}
        22:54:29.615 OCTest[64721:2187283] Hello World 3 -  10, <NSThread: 0x60000026e800>{number = 12, name = (null)}
        22:54:34.676 OCTest[64721:2187249] Hello World 4

6.4 嵌套 for 循环中异步 Block

  • 使用

        NSLog(@"Hello World 1");
    
        // 需要在子线程中执行,否则会阻塞主线程
        dispatch_async(dispatch_get_global_queue(0, 0), ^{
    
            NSLog(@"Hello World 2");
    
            // 创建 semaphore
            dispatch_semaphore_t semaphore = dispatch_semaphore_create(0);
    
            // block 完成回调计数
            __block NSInteger count = 0;
    
            __weak typeof(self) weakSelf = self;
    
            int loopCount1 = 4;
            int loopCount2 = 5;
            for (int i = 0; i < loopCount1; i++) {
    
                for (int j = 0; j < loopCount2; j++) {
    
                    [self dlownloadCompletion:^(NSString *str) {
    
                        NSLog(@"%@ 3 - %li, %@", str, count, [NSThread currentThread]);
    
                        @synchronized (weakSelf) {
    
                            // 完成回调计数加 1
                            count++;
    
                            if (count == loopCount1 * loopCount2) {
    
                                [NSThread sleepForTimeInterval:5];
    
                                // 发出已完成的信号
                                dispatch_semaphore_signal(semaphore);
                            }
                        }
                    }];
                }
            }
    
            // 等待执行,阻塞线程
            dispatch_semaphore_wait(semaphore, DISPATCH_TIME_FOREVER);
    
            NSLog(@"Hello World 4");
        });
    
        NSLog(@"Hello World 6");
  • 执行效果

        23:01:09.926 OCTest[64907:2192862] Hello World 1
        23:01:09.928 OCTest[64907:2192862] Hello World 6
        23:01:09.928 OCTest[64907:2193485] Hello World 2
        23:01:11.931 OCTest[64907:2192981] Hello World 3 - 1, <NSThread: 0x608000260680>{number = 3, name = (null)}
        23:01:11.931 OCTest[64907:2193486] Hello World 3 - 2, <NSThread: 0x600000073080>{number = 23, name = (null)}
        23:01:11.932 OCTest[64907:2193487] Hello World 3 - 3, <NSThread: 0x60000007c880>{number = 24, name = (null)}
        23:01:11.932 OCTest[64907:2193488] Hello World 3 - 4, <NSThread: 0x60000007c8c0>{number = 25, name = (null)}
        23:01:11.933 OCTest[64907:2193489] Hello World 3 - 5, <NSThread: 0x60000007c900>{number = 26, name = (null)}
        23:01:11.933 OCTest[64907:2193490] Hello World 3 - 6, <NSThread: 0x60000007c940>{number = 27, name = (null)}
        23:01:11.933 OCTest[64907:2193491] Hello World 3 - 7, <NSThread: 0x60000007c980>{number = 28, name = (null)}
        23:01:11.933 OCTest[64907:2193492] Hello World 3 - 8, <NSThread: 0x60000007c9c0>{number = 29, name = (null)}
        23:01:11.934 OCTest[64907:2193493] Hello World 3 - 9, <NSThread: 0x60000007ca00>{number = 30, name = (null)}
        23:01:11.934 OCTest[64907:2193494] Hello World 3 - 10, <NSThread: 0x60000007ca40>{number = 31, name = (null)}
        23:01:11.935 OCTest[64907:2193495] Hello World 3 - 11, <NSThread: 0x60000007ca80>{number = 32, name = (null)}
        23:01:11.936 OCTest[64907:2193496] Hello World 3 - 12, <NSThread: 0x608000073f80>{number = 33, name = (null)}
        23:01:11.937 OCTest[64907:2193497] Hello World 3 - 13, <NSThread: 0x60000007cac0>{number = 34, name = (null)}
        23:01:11.938 OCTest[64907:2193498] Hello World 3 - 14, <NSThread: 0x60000007cb00>{number = 35, name = (null)}
        23:01:11.938 OCTest[64907:2193499] Hello World 3 - 15, <NSThread: 0x60000007cb40>{number = 36, name = (null)}
        23:01:11.938 OCTest[64907:2193500] Hello World 3 - 16, <NSThread: 0x60000007cb80>{number = 37, name = (null)}
        23:01:11.939 OCTest[64907:2193501] Hello World 3 - 17, <NSThread: 0x60000007cbc0>{number = 38, name = (null)}
        23:01:11.939 OCTest[64907:2193502] Hello World 3 - 18, <NSThread: 0x60000007cc00>{number = 39, name = (null)}
        23:01:11.940 OCTest[64907:2193503] Hello World 3 - 19, <NSThread: 0x60000007cc40>{number = 40, name = (null)}
        23:01:11.940 OCTest[64907:2193504] Hello World 3 - 20, <NSThread: 0x60000007cc80>{number = 41, name = (null)}
        23:01:17.006 OCTest[64907:2193485] Hello World 4
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