OC底层知识(八) : block-阿里云开发者社区

提示：下面会把OC相应的类转化为C++代码,OC代码转C++代码的生成

一、block 知识回顾

block 是一个可以看做是一个代码块，用 ^{}包裹起来的，类似于函数，需要用()小括号调用

二、block 的本质是什么？

block本质上也是一个OC对象，它内部也有个isa指针
block是封装了函数调用以及函数调用环境的OC对象
block的底层结构如下图所示

三、block 的变量捕获（capture）

2.1、为了保证block内部能够正常访问外部的变量，block有个变量捕获机制

变量类型	能否捕获到block内部	访问方式
局部变量 auto	能捕获到	值传递
局部变量 static	能捕获到	指针传递
全局部变量	不能捕获到	直接访问

2.2、局部变量的访问

2.3、全局部变量的访问

2.4、self的的问题

提示：self是我们调用函数的时候，传进来的参数，self是局部变量，只要能捕获就是局部变量，反之，全局变量无法捕获。

四、block的类型

4.1、block有3种类型，可以通过调用class方法或者isa指针查看具体类型，最终都是继承自NSBlock类型

NSGlobalBlock （ _NSConcreteGlobalBlock ）
NSStackBlock （ _NSConcreteStackBlock ）
NSMallocBlock （ _NSConcreteMallocBlock ）

提示：类对象也是存放在堆里面

4.2、block在什么情况下的类型
提示：在测试下面的类型之前请把ARC关掉

4.3、每一种类型的block调用copy后的结果如下所示(下面的堆栈感觉迷茫的看上面4.1对中对3类Block的存放位置)

Block类型	副本源的配置存储域	复制效果
NSStackBlock	栈	从栈复制到堆
NSGlobalBlock	程序的数据区域	还是原来的类型，什么也没做
NSMallocBlock	堆	引用计数器加1

int age = 10;
 void (^block1)(void) = ^{
    NSLog(@"age = %d",age);
 };
 void (^block2)(void) = ^{
    NSLog(@"Hello");
 };
 NSLog(@" \n\nblock1的类型是 %@ \n\nblock1 在copy后的类型是%@",[block1 class],[[block1  copy] class]);
 NSLog(@" \n\nblock2的类型是%@ \n\nblock2 在copy后的类型是%@",[block2 class],[[block2 copy] class]);
 NSLog(@" block2在两次copy后的类型是 \n%@",[[[block2 copy] copy] class]);
 下面是打印的结果
 block1的类型是 __NSStackBlock__ 
 block1 在copy后的类型是__NSMallocBlock__
 block2的类型是__NSGlobalBlock__ 
 block2 在copy后的类型是__NSGlobalBlock__
 block2在两次copy后的类型是 __NSGlobalBlock__

4.4、block的copy

4.4.1、在ARC环境下，编译器会根据情况自动将栈上的block复制到堆上，比如以下情况

block作为函数返回值时
将block赋值给__strong指针时
block作为Cocoa API中方法名含有usingBlock的方法参数时
block作为GCD API的方法参数时（GCD的Block都是被copy过的，会在block方法执行完后才会销毁）

4.4.2、MRC下block属性的建议写法

@property (copy, nonatomic) void (^block)(void);

4.4.3、ARC下block属性的建议写法

@property (strong, nonatomic) void (^block)(void);
@property (copy, nonatomic) void (^block)(void);

4.5、对象类型的auto变量

当block内部访问了对象类型的auto变量时

如果block是在栈上，将不会对auto变量产生强引用
如果block被拷贝到堆上

会调用block内部的copy函数
copy函数内部会调用_Block_object_assign函数
_Block_object_assign函数会根据auto变量的修饰符（__strong、__weak、__unsafe_unretained）做出相应的操作，形成强引用（retain）或者弱引用

如果block从堆上移除

会调用block内部的dispose函数
dispose函数内部会调用_Block_object_dispose函数
_Block_object_dispose函数会自动释放引用的auto变量（release）

函数	调用时机
copy 函数	栈上的Block复制到堆时
dispose 函数	堆上的Block被废弃时

4.6、抛出几个问题，说出下面Person类什么时候释放

第1种情况

Person *person = [[Person alloc]init];
person.age = 100;
__weak Person *weakPerson = person;
dispatch_after(dispatch_time(DISPATCH_TIME_NOW, (int64_t)(1.0 * NSEC_PER_SEC)), dispatch_get_main_queue(), ^{
   NSLog(@"age === %d",weakPerson.age);
 });

第2种情况

Person *person = [[Person alloc]init];
person.age = 100;
dispatch_after(dispatch_time(DISPATCH_TIME_NOW, (int64_t)(1.0 * NSEC_PER_SEC)), dispatch_get_main_queue(), ^{
   NSLog(@"age === %d", person.age);
 });

第3种情况

Person *person = [[Person alloc]init];
person.age = 100;
__weak Person *weakPerson = person;
dispatch_after(dispatch_time(DISPATCH_TIME_NOW, (int64_t)(1.0 * NSEC_PER_SEC)), dispatch_get_main_queue(), ^{
   NSLog(@"age === %d", person.age);
   dispatch_after(dispatch_time(DISPATCH_TIME_NOW, (int64_t)(1.0 * NSEC_PER_SEC)), dispatch_get_main_queue(), ^{
      NSLog(@"age === %d", weakPerson.age);
    });
 });

第4种情况

Person *person = [[Person alloc]init];
person.age = 100;
__weak Person *weakPerson = person;
dispatch_after(dispatch_time(DISPATCH_TIME_NOW, (int64_t)(1.0 * NSEC_PER_SEC)), dispatch_get_main_queue(), ^{
   NSLog(@"age === %d", weakPerson.age);
   dispatch_after(dispatch_time(DISPATCH_TIME_NOW, (int64_t)(1.0 * NSEC_PER_SEC)), dispatch_get_main_queue(), ^{
        NSLog(@"age === %d",person.age);
    });
 });

五、__block修饰符

5.1、__block可以用于解决block内部无法修改auto变量值的问题
5.2、__block不能修饰全局变量、静态变量（static）
5.3、编译器会将__block变量包装成一个对象
5.4、看下面auto临时变量在加上 __block后修改age的值

__block int age = 10;
void (^block)(void) = ^{
     age = 20;
     NSLog(@"age = %d",age);
};
block();

5.5、__block 可修改的原理

5.6、__block的内存管理

5.6.1、当block在栈上时，并不会对__block变量产生强引用
5.6.2、当block被copy到堆时

会调用block内部的copy函数
copy函数内部会调用_Block_object_assign函数
_Block_object_assign函数会对__block变量形成强引用（retain）

5.6.3、当block从堆中移除时

会调用block内部的dispose函数
dispose函数内部会调用_Block_object_dispose函数
_Block_object_dispose函数会自动释放引用的__block变量（release）

5.6.4、__block的__forwarding指针

5.6.5、对象类型的auto变量、__block变量

当block在栈上时，对它们都不会产生强引用
当block拷贝到堆上时，都会通过copy函数来处理它们

__block变量（假设变量名叫做a）

_Block_object_assign((void*)&dst->a, (void*)src->a, 8/*BLOCK_FIELD_IS_BYREF*/);

对象类型的auto变量（假设变量名叫做p）

_Block_object_assign((void*)&dst->p, (void*)src->p, 3/*BLOCK_FIELD_IS_OBJECT*/);

当block从堆上移除时，都会通过dispose函数来释放它们

__block变量（假设变量名叫做a）

_Block_object_dispose((void*)src->a, 8/*BLOCK_FIELD_IS_BYREF*/);

对象类型的auto变量（假设变量名叫做p）

_Block_object_dispose((void*)src->p, 3/*BLOCK_FIELD_IS_OBJECT*/);

对象	BLOCK_FIED_IS_OBJECT
__block变量	BLOCK_FIED_IS_BYREF

5.6.6、被__block修饰的对象类型

当__block变量在栈上时，不会对指向的对象产生强引用
当__block变量被copy到堆时

会调用__block变量内部的copy函数
copy函数内部会调用_Block_object_assign函数
_Block_object_assign函数会根据所指向对象的修饰符（__strong、__weak、__unsafe_unretained）做出相应的操作，形成强引用（retain）或者弱引用（注意：这里仅限于ARC时会retain，MRC时不会retain）

如果__block变量从堆上移除

会调用__block变量内部的dispose函数
dispose函数内部会调用_Block_object_dispose函数
_Block_object_dispose函数会自动释放指向的对象（release）

六、block 的循环引用问题

6.1、先给大家展示一个循环引用(循环引用是大家常说的两个类互相引用)

在看一下Person的.h

#import <Foundation/Foundation.h>
typedef void (^JKBlock)(void);
@interface Person : NSObject
@property(nonatomic,assign) int age;
@property(nonatomic,copy) JKBlock block;
@end

可以看到上面图片的黄色文字也提示了存在循环引用的问题，下面分析一下，首先从Person的.h代码里面我们可以看到 person 强引用了block,那我们看看block是怎么是怎么强引用person的，我们生成一份C++代码看看

6.2、block 的循环引用的解决(ARC下解决循环引用的问题) 提示：ARC与MRC的切换看上面4.2

看6.1里面的代码，我们想要是是person强引用Block，可以随时调用block里面person属性的值，而block若引用 pseron就好，那么了可以设置如下的代码改善

Person *person = [[Person alloc]init];
person.age = 100;
__weak Person *weakPerson = person;
person.block = ^{
    NSLog(@"age ==== %d",weakPerson.age);
};

(办法一)__weak Person *weakPerson = person; 与 __weak typeof(person) weakPerson = person;一样, typeof是编译器的特性

办法二)__unsafe_unretained Person *weakPerson = person; 与 __unsafe_unretained typeof(person) weakPerson = person;
(办法三)__block Person *weakPerson = person;必须调用block，如下

Person *person = [[Person alloc]init];
person.age = 100;
__block typeof(person) weakPerson = person;
person.block = ^{
     NSLog(@"age ==== %d",weakPerson.age);
     weakPerson = nil;
};
person.block();

__weak、__unsafe_unretained解决循环引用的区别

__weak : 不会产生强引用，指向的对象销毁时，会自动让指针置为nil
__unsafe_unretained : 不会产生强引用，不安全，指向的对象销毁时，指针存储的地址值不变

6.3、block 的循环引用的解决(MRC下解决循环引用的问题), 提示：ARC与MRC的切换看上面4.2，MRC下是不支持若指针的

(办法一)__unsafe_unretained Person *weakPerson = person;

Person *person = [[Person alloc]init];
person.age = 100;
__unsafe_unretained typeof(person) weakPerson = person;
person.block = ^{
    NSLog(@"age ==== %d",weakPerson.age);   
};
[person release];

(办法二)__block Person *weakPerson = person;

Person *person = [[Person alloc]init];
person.age = 100;
__block typeof(person) weakPerson = person;
person.block = ^{
    NSLog(@"age ==== %d",weakPerson.age);   
};
[person release];

看5.6.6、上面说的__block 在ARC时会retain，MRC时不会retain，也就是说不会在MRC下不会retain

七、block常问的几个面试题

7.1、block的原理是怎样的？本质是什么？
答：封装了函数调用以及调用环境的OC对象
7.2、__block的作用是什么？有什么使用注意点？
答： __block可以用于解决block内部无法修改auto变量值的问题，__block不能修饰全局变量、静态变量（static），编译器会将__block变量包装成一个对象，注意的地方是：__block的内存管理和在block所形成的结构体的OC对象在ARC时会retain(强引用)，MRC时不会retain(不会强引用)。
7.3、block的属性修饰词为什么是copy？使用block有哪些使用注意？
答：block一旦没有进行copy操作，就不会在堆上（在堆上可以对其进行内存管理）
使用注意：循环引用问题
7.4、block在修改NSMutableArray，需不需要添加__block？
答：不需要，看下面的代码，另外__block能不加就不要加，因为会生成一个复杂的结构体

NSMutableArray *array = [[NSMutableArray alloc]init];
void (^Block)(void) = ^{
     [array addObject:@"1"];
};
Block();

OC底层知识(八) : block

一、block 知识回顾

二、block 的本质是什么？

三、block 的变量捕获（capture）

四、block的类型

五、__block修饰符

六、block 的循环引用问题

七、block常问的几个面试题

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