Blocks、Block基础理解 \总结

yang992510244yang

于 2020-08-02 15:56:52 发布

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文章标签： objective-c

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本文详细介绍了Objective-C中的Blocks，包括其作为C语言扩展的功能、Block的语法、截获自动变量值、__block说明符的使用、Block的存储域以及如何避免循环引用等问题，深入解析了Blocks在Objective-C中的实现机制和应用场景。

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一、 Blocks是C语言的 扩展功能：带有自动变量（局部变量）的匿名函数。

C语言中用到的变量：自动变量（局部变量）、静态变量、静态局部变量、全局变量、函数参数

函数多次调用之间能够传递值的变量有：静态变量（静态局部变量）、静态全局变量、全局变量。因为在整个程序中，一个变量总保持在一个内存区域，虽然多次调用但是该变量值总能保持不变，在任何时候以任何状态调用，使用的都是同样的变量值。

二、Blocks模式

1、Block语法：^ 返回值类型 (参数列表) {表达式}

Block类型变量：

a 通过typedef声明blk_type类型变量

typedef int (^blk_type)(int);

blk_type blk_1;

b 一般声明Block类型变量：

int (^blk_1)(int);

将Block赋值为Block类型变量：

int (^blk_1)(int) = ^(int count){return count+1;};

int (^blk_2)(int);

blk_2=blk_1;

Block类型变量与C语言变量一样，可以作为：自动变量、静态变量、静态局部变量、全局变量、函数参数

（函数返回值、指向Blcok类型的变量即Block的指针类型变量）。

2、截获自动变量值

“带有自动变量值”在Blocks中表现为“截获自动变量值”：即保存该自动变量的瞬间值，保存后就不能改写该值

3、__block说明符

若想在Blocks语法表达式中将值赋给在Blocks语法外声明的自动变量，需要在该自动变量上附加__block说明符。

4、截获的自动变量（非OC对象、OC对象、数组）

a 将值赋值给Block中截获的自动变量，会产生编译错误。

b 截获OC对象，对OC对象赋值会产生编译错误( obj=obj )，但是使用OC对象就不会产生编译错误( [obj addObject:**] )

c 在Blocks中截获自动变量的方法并没有实现对C语言数组的截获，可以使用指针解决该问题。

const char text[]="hello";

void(^blk)(void)=^{printf("%c\n",text[2]);}

以上代码报错。修改为：

const char *text="hello";

void(^blk)(void)=^{printf("%c\n",text[2]);}

三、Blocks实现

1、Block的实质：一个Block是一个结构体实例，结构体中有isa指针，指向所属类，说明：Block是OC对象。

注：所属类也是一个结构体实例，结构体中有isa指针，指向其父类-----一级一级直到超类

“OC中由类生成对象”：意味着“生成由该类生成的对象的结构体实例”，生成的各个对象，即由该类生成的对象的各个结构体实例，结构体中成员变量isa指针保持该类的结构体实例指针。

2、截获自动变量值

“截获自动变量值”：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（Block自身）中。

问题：c 在Blocks中截获自动变量的方法并没有实现对C语言数组的截获

因为C语言中不能数组赋值给数组，当自动变量为数组，保存到Block的结构体实例中出现数组赋值给数组，所以报错。

3、__block说明符

Block中仅 “截获自动变量值”，重写该自动变量的值也不会改变原先截获的自动变量。

这样造成无法在Block中保存值，解决这个问题的两种方法：

a 使用静态变量、静态全局变量、全局变量，允许在Block中改值。

（注：保存到Block结构体中的是指针，使用静态变量的指针进行对其访问）

b 使用__block说明符

自动变量附上__block存储域说明符：__block变量同Block一样变成结构体类型的自动变量，即栈上的生成一个结构体，持有原自动变量的成员变量。并且结构体中有成员变量__forwarding持有指向自身的指针。

注意：Block变量中有成员变量指针：指向__block变量的结构体。Block变量使用多个__block变量，就有多个成员变量指向不同__block变量。

4、Block存储域

Block对象的类有三种：

类设置对象的存储域

_NSConcreteStackBlock 栈

_NSConcreteGlobalBlock 程序的数据区域（.data区）

_NSConcreteMallocBlock 堆

a 结构体类型的自动变量，即栈上生成的该结构体的实例。

前面Block转换为Block的结构体类型的自动变量，__block变量转换为__block变量的结构体类型的自动变量，都是在栈上的_NSConcreteStackBlock对象。

b 1、Block表达式中不使用应截获的自动变量时（不截获自动变量，可以将Block用结构体实例存储在数据区）

2、在写全局变量的有Block时（在写全局变量的地方不能使用自动变量，不存在对自动变量截获，Block用结构体的实例内容不依赖执行时状态，整个程序中只需一个实例）

以上两种情况：Block为_NSConcreteGlobalBlock类对象。

c 将 _NSConcreteStackBlock对象复制到堆上，就是_NSConcreteMallocBlock对象

-----------------Block超出变量作用域可存在的原因-----------------Blocks提供了将Block和__block变量从栈上复制到堆上的方法，这样即使Block变量的作用域结束，堆上的Block还可以存在，不受作用域影响。

-----------------__block变量用结构体成员变量__forwarding存在的原因-----------------__block变量的成员变量__forwarding可以实现，无论__block变量在栈上还是在堆上，都能正确访问__block变量。栈上__block变量的成员变量__forwarding指向堆上的结构体实例，堆上的__block变量的成员变量__forwarding指向自身结构体。

ARC有效时，以下情况，编译器提供自动生成将Block从栈上复制到堆上的代码

a、Block作为函数返回值时

b、Cocoa框架的方法且方法名含有usingBlock等时、GCD的API

编译器不能判断，需要手动copy情况：

a、Block作为函数参数时

---------------手动用copy复制效果（ARC有效时，多次调用也没有问题）--------------------

类设置对象的存储域复制效果

_NSConcreteStackBlock 栈从栈复制到堆

_NSConcreteGlobalBlock 程序的数据区域（.data区）什么也不做

_NSConcreteMallocBlock 堆引用计数增强

5、__block变量存储域

---------------Block从栈复制到堆时对__block变量产生对影响---------------

__block变量对配置存储域	Block从栈复制到堆时的影响
栈	从栈复制到堆并被Block持有
堆	被Block持有

多个Block中使用__block变量，在任何一个Block从栈复制到堆时，__block变量也会一并从栈复制到堆并被Block持有，剩下的Block从栈复制到堆时，被复制的__block变量引用计数增加。在堆上的Block被废弃，它所持有的__block变量也就被释放。

__block变量用结构体成员变量__forwarding存在的原因。通过Block的复制，__block变量也会一并从栈复制到堆，可以同时访问栈上和堆上的__block变量，栈上__block变量的成员变量__forwarding指向堆上的结构体实例，堆上的__block变量的成员变量__forwarding指向自身结构体。

val.__forwarding->val;

无论栈上__block变量val还是堆上__block变量val，此时访问的都是同一个__block变量（堆上的）。

6、截获对象

Block中截获的对象（有_strong修饰），是在Block用的结构体中附有_strong修饰符的成员变量，堆上Block持有该截获的对象，【和__block变量一样，由于被堆上Block持有】，因而超出其变量作用域可存在。

只有调用copy函数（自动或手动）才能持有截获的【有_strong修饰的对象类型】、【__block变量】。

---------------调用copy函数和dispose函数的时机--------------

copy函数栈上的Block复制到堆时

dispose函数堆上的Block被废弃时

Block中使用对象类型自动变量时，什么时候栈上的Block会被复制到堆？

ARC有效时，以下情况，编译器提供自动生成将Block从栈上复制到堆上的代码

a、Block作为函数返回值时

b、Cocoa框架的方法且方法名含有usingBlock等时、GCD的API中传递Block时

c、调用Block的copy实例方法时

d、将Block赋值给附有_strong修饰符id类型的类或者Block类型成员变量时

id_obj = ^(){} ;

Block类型成员变量 = ^(){} ;

7、__block变量和对象

__block说明符可以指定任何类型的自动变量。

ARC有效时，id类型以及对象类型变量必定附加所有权修饰符，缺省为_strong修饰符。

__block id obj=[[NSObject alloc] init]; ------等同于------ __block id __strong obj = [[NSObject alloc] init];／／超出作用域可存在

id __weak obj=obj1; ---------等同于---------- __block id __weak obj =obj1;／／超出作用域无效

8、Block循环引用

如果Block中使用附有__strong修饰符的对象类型自动变量，那么当Block从栈复制到堆时，该对象为Block 持有，容易引起循环引用

typedef void (^blk_t)(void);
@interface MyObject:NSObject
{
   blk_t blk;
}
@end

@implementation MyObject
-(id)init{
  self = [super init];
  blk = ^{NSLog(@"self = %@",self);}//将Block赋值给Block类型的成员变量，自动copy到堆
  return self;
}


-(void)dealloc{
  NSLog(@"dealloc");
}

@end

int main()
{
  id o=[[MyObject alloc] init];
  NSLog(@"%@",o);
  return 0;
}

使用Block成员变量循环引用

a 声明附有__weak修饰符的变量并赋值self，可以避免循环引用。也可以使用__unsafe_unretained修饰符。

//@interface 声明中MyObject中有属性id obj;
-(id)init{
  self=[super init];
  id __weak tmp=self;//声明附有--weak修饰符的变量，并将self赋值使用
  blk=^{NSLog(@"self = %@",tmp);};
  id __weak obj0=obj;
  blk=^{NSLog(@"self = %@",obj0);};//此时如果写obj相当于self->obj,依然会引起循环引用
  return self;
}

使用Block成员变量避免循环引用

b 使用__block变量避免循环引用

typedef void (^blk_t)(void);
@interface MyObject:NSObject
{
   blk_t blk;
}
@end

@implementation MyObject
-(id)init{
  self = [super init];
  __block id tmp = self;//使用__block变量
  blk = ^{  NSLog(@"self = %@",tem);
            tmp=ni;  //变量赋值nil
         }//将Block赋值给Block类型的成员变量，自动copy到堆
  return self;
}

-(void)execBlock
{
  blk();
}

-(void)dealloc{
  NSLog(@"dealloc");
}

@end

int main()
{
  id o=[[MyObject alloc] init];
  [o execBlock];//执行Block
  return 0;
}

如果没有调用execBlock实例方法，即不执行赋值给成员变量blk的Block，会引起循环引用并引起内存泄漏。