如何在block内部修改外部变量

最新推荐文章于 2024-09-01 10:00:00 发布

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本文深入探讨了Objective-C中__block关键字的作用及原理，解释了它如何使得在block中修改外部变量成为可能，以及背后涉及的栈和堆内存管理机制。

默认情况下，在block中访问的外部变量是复制过去的，即：写操作不对原变量生效。但是你可以加上 __block
来让其写操作生效，示例代码如下:

__block int a = 0;
 void (^foo)(void) = ^{
     a = 1;
 };
 foo(); //这里，a的值被修改为1

你同样可以在面试中这样回答，但你并没有答到“点子上”。真正的原因，并没有书这本书里写的这么“神奇”，而且这种说法也有点牵强。面试官肯定会追问“为什么写操作就生效了？”真正的原因是这样的：

我们都知道：Block不允许修改外部变量的值，这里所说的外部变量的值，指的是栈中指针的内存地址。__block 所起到的作用就是只要观察到该变量被 block 所持有，就将“外部变量”在栈中的内存地址放到了堆中。进而在block内部也可以修改外部变量的值。

Block不允许修改外部变量的值。Apple这样设计，应该是考虑到了block的特殊性，block也属于“函数”的范畴，变量进入block，实际就是已经改变了作用域。在几个作用域之间进行切换时，如果不加上这样的限制，变量的可维护性将大大降低。又比如我想在block内声明了一个与外部同名的变量，此时是允许呢还是不允许呢？只有加上了这样的限制，这样的情景才能实现。于是栈区变成了红灯区，堆区变成了绿灯区。

我们可以打印下内存地址来进行验证：

 __block int a = 0;
    NSLog(@"定义前：%p", &a);         //栈区
    void (^foo)(void) = ^{
        a = 1;
        NSLog(@"block内部：%p", &a);    //堆区
    };
    NSLog(@"定义后：%p", &a);         //堆区
    foo();

2016-05-17 02:03:33.559 LeanCloudChatKit-iOS[1505:713679] 定义前：0x16fda86f8
2016-05-17 02:03:33.559 LeanCloudChatKit-iOS[1505:713679] 定义后：0x155b22fc8
2016-05-17 02:03:33.559 LeanCloudChatKit-iOS[1505:713679] block内部： 0x155b22fc8

“定义后”和“block内部”两者的内存地址是一样的，我们都知道 block 内部的变量会被 copy 到堆区，“block内部”打印的是堆地址，因而也就可以知道，“定义后”打印的也是堆的地址。

那么如何证明“block内部”打印的是堆地址？

把三个16进制的内存地址转成10进制就是：

定义后前：6171559672
block内部：5732708296
定义后后：5732708296
中间相差438851376个字节，也就是 418.5M 的空间，因为堆地址要小于栈地址，又因为iOS中一个进程的栈区内存只有1M，Mac也只有8M，显然a已经是在堆区了。

这也证实了：a 在定义前是栈区，但只要进入了 block 区域，就变成了堆区。这才是 __block 关键字的真正作用。

__block 关键字修饰后，int类型也从4字节变成了32字节，这是 Foundation 框架 malloc 出来的。这也同样能证实上面的结论。（PS：居然比 NSObject alloc 出来的 16 字节要多一倍）。

理解到这是因为堆栈地址的变更，而非所谓的“写操作生效”，这一点至关重要，要不然你如何解释下面这个现象：

以下代码编译可以通过，并且在block中成功将a的从Tom修改为Jerry。

NSMutableString *a = [NSMutableString stringWithString:@"Tom"];
    NSLog(@"\n 定以前：------------------------------------\n\
          a指向的堆中地址：%p；a在栈中的指针地址：%p", a, &a);               //a在栈区
    void (^foo)(void) = ^{
        a.string = @"Jerry";
        NSLog(@"\n block内部：------------------------------------\n\
         a指向的堆中地址：%p；a在栈中的指针地址：%p", a, &a);               //a在栈区
        a = [NSMutableString stringWithString:@"William"];
    };
    foo();
    NSLog(@"\n 定以后：------------------------------------\n\
          a指向的堆中地址：%p；a在栈中的指针地址：%p", a, &a);               //a在栈区

result.png

这里的a已经由基本数据类型，变成了对象类型。block会对对象类型的指针进行copy，copy到堆中，但并不会改变该指针所指向的堆中的地址，所以在上面的示例代码中，block体内修改的实际是a指向的堆中的内容。

但如果我们尝试像上面图片中的65行那样做，结果会编译不通过，那是因为此时你在修改的就不是堆中的内容，而是栈中的内容。

上文已经说过：Block不允许修改外部变量的值，这里所说的外部变量的值，指的是栈中指针的内存地址。栈区是红灯区，堆区才是绿灯区。

    <p>转自：http://www.jianshu.com/p/a1c8532e172d</p>