使用block已經(jīng)有一段時(shí)間了，感覺自己了解的還行，但是幾天前看到CocoaChina上一個(gè)關(guān)于block的小測試主題 : 【小測試】你真的知道blocks在Objective-C中是怎么工作的嗎？，發(fā)現(xiàn)竟然做錯(cuò)了幾道, 才知道自己想當(dāng)然的理解是錯(cuò)誤的，所以抽時(shí)間學(xué)習(xí)了下，并且通過一些測試代碼進(jìn)行測試，產(chǎn)生這篇博客。
Block簡介（copy一段）
Block作為C語言的擴(kuò)展，并不是高新技術(shù)，和其他語言的閉包或lambda表達(dá)式是一回事。需要注意的是由于Objective-C在iOS中不支持GC機(jī)制，使用Block必須自己管理內(nèi)存，而內(nèi)存管理正是使用Block坑最多的地方，錯(cuò)誤的內(nèi)存管理 要么導(dǎo)致return cycle內(nèi)存泄漏要么內(nèi)存被提前釋放導(dǎo)致crash。 Block的使用很像函數(shù)指針，不過與函數(shù)最大的不同是：Block可以訪問函數(shù)以外、詞法作用域以內(nèi)的外部變量的值。換句話說，Block不僅 實(shí)現(xiàn)函數(shù)的功能，還能攜帶函數(shù)的執(zhí)行環(huán)境。
可以這樣理解，Block其實(shí)包含兩個(gè)部分內(nèi)容
Block執(zhí)行的代碼，這是在編譯的時(shí)候已經(jīng)生成好的；
一個(gè)包含Block執(zhí)行時(shí)需要的所有外部變量值的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。 Block將使用到的、作用域附近到的變量的值建立一份快照拷貝到棧上。
Block與函數(shù)另一個(gè)不同是，Block類似ObjC的對象，可以使用自動釋放池管理內(nèi)存（但Block并不完全等同于ObjC對象，后面將詳細(xì)說明）。
Block基本語法
基本語法在本文就不贅述了，同學(xué)們自學(xué)。
Block的類型與內(nèi)存管理
根據(jù)Block在內(nèi)存中的位置分為三種類型NSGlobalBlock，NSStackBlock, NSMallocBlock。
NSGlobalBlock：類似函數(shù)，位于text段；
NSStackBlock：位于棧內(nèi)存，函數(shù)返回后Block將無效；
NSMallocBlock：位于堆內(nèi)存。
1、NSGlobalBlock如下，我們可以通過是否引用外部變量識別，未引用外部變量即為NSGlobalBlock，可以當(dāng)做函數(shù)使用。
{
//create a NSGlobalBlock
float (^sum)(float, float) = ^(float a, float b){
return a + b;
};
NSLog(@"block is %@", sum); //block is <__NSGlobalBlock__: 0x47d0>
}
2、NSStackBlock如下：
{
NSArray *testArr = @[@"1", @"2"];
void (^TestBlock)(void) = ^{
NSLog(@"testArr :%@", testArr);
};
NSLog(@"block is %@", ^{
NSLog(@"test Arr :%@", testArr);
});
//block is <__NSStackBlock__: 0xbfffdac0>
//打印可看出block是一個(gè) NSStackBlock, 即在棧上, 當(dāng)函數(shù)返回時(shí)block將無效
NSLog(@"block is %@", TestBlock);
//block is <__NSMallocBlock__: 0x75425a0>
//上面這句在非arc中打印是 NSStackBlock, 但是在arc中就是NSMallocBlock
//即在arc中默認(rèn)會將block從棧復(fù)制到堆上，而在非arc中，則需要手動copy.
}
3、NSMallocBlock只需要對NSStackBlock進(jìn)行copy操作就可以獲取，但是retain操作就不行,會在下面說明
Block的copy、retain、release操作 （還是copy一段）
不同于NSObjec的copy、retain、release操作：
Block_copy與copy等效，Block_release與release等效；
對Block不管是retain、copy、release都不會改變引用計(jì)數(shù)retainCount，retainCount始終是1；
NSGlobalBlock：retain、copy、release操作都無效；
NSStackBlock：retain、release操作無效，必須注意的是，NSStackBlock在函數(shù)返回后，Block內(nèi)存將被回收。即使retain也沒用。容易犯的錯(cuò)誤是[[mutableAarry addObject:stackBlock]，（補(bǔ)：在arc中不用擔(dān)心此問題，因?yàn)閍rc中會默認(rèn)將實(shí)例化的block拷貝到堆上）在函數(shù)出棧后，從mutableAarry中取到的stackBlock已經(jīng)被回收，變成了野指針。正確的做法是先將stackBlock copy到堆上，然后加入數(shù)組：[mutableAarry addObject:[[stackBlock copy] autorelease]]。支持copy，copy之后生成新的NSMallocBlock類型對象。
NSMallocBlock支持retain、release，雖然retainCount始終是1，但內(nèi)存管理器中仍然會增加、減少計(jì)數(shù)。copy之后不會生成新的對象，只是增加了一次引用，類似retain；
盡量不要對Block使用retain操作。
Block對外部變量的存取管理
基本數(shù)據(jù)類型
1、局部變量
局部自動變量，在Block中只讀。Block定義時(shí)copy變量的值，在Block中作為常量使用，所以即使變量的值在Block外改變，也不影響他在Block中的值。
{
int base = 100;
long (^sum)(int, int) = ^ long (int a, int b) {
return base + a + b;
};
base = 0;
printf("%ld\n",sum(1,2));
// 這里輸出是103，而不是3, 因?yàn)閴K內(nèi)base為拷貝的常量 100
}
2、STATIC修飾符的全局變量
因?yàn)槿肿兞炕蜢o態(tài)變量在內(nèi)存中的地址是固定的，Block在讀取該變量值的時(shí)候是直接從其所在內(nèi)存讀出，獲取到的是最新值，而不是在定義時(shí)copy的常量.
{
static int base = 100;
long (^sum)(int, int) = ^ long (int a, int b) {
base++;
return base + a + b;
};
base = 0;
printf("%ld\n",sum(1,2));
// 這里輸出是4，而不是103, 因?yàn)閎ase被設(shè)置為了0
printf("%d\n", base);
// 這里輸出1， 因?yàn)閟um中將base++了
}
3、__BLOCK修飾的變量
Block變量，被__block修飾的變量稱作Block變量。 基本類型的Block變量等效于全局變量、或靜態(tài)變量。
注：BLOCK被另一個(gè)BLOCK使用時(shí)，另一個(gè)BLOCK被COPY到堆上時(shí)，被使用的BLOCK也會被COPY。但作為參數(shù)的BLOCK是不會發(fā)生COPY的
OBJC對象
block對于objc對象的內(nèi)存管理較為復(fù)雜，這里要分static global local block變量分析、還要分非arc和arc分析
非ARC中的變量
先看一段代碼(非arc)
@interface MyClass : NSObject {
NSObject* _instanceObj;
}
@end
@implementation MyClass
NSObject* __globalObj = nil;
- (id) init {
if (self = [super init]) {
_instanceObj = [[NSObject alloc] init];
}
return self;
}
- (void) test {
static NSObject* __staticObj = nil;
__globalObj = [[NSObject alloc] init];
__staticObj = [[NSObject alloc] init];
NSObject* localObj = [[NSObject alloc] init];
__block NSObject* blockObj = [[NSObject alloc] init];
typedef void (^MyBlock)(void) ;
MyBlock aBlock = ^{
NSLog(@"%@", __globalObj);
NSLog(@"%@", __staticObj);
NSLog(@"%@", _instanceObj);
NSLog(@"%@", localObj);
NSLog(@"%@", blockObj);
};
aBlock = [[aBlock copy] autorelease];
aBlock();
NSLog(@"%d", [__globalObj retainCount]);
NSLog(@"%d", [__staticObj retainCount]);
NSLog(@"%d", [_instanceObj retainCount]);
NSLog(@"%d", [localObj retainCount]);
NSLog(@"%d", [blockObj retainCount]);
}
@end
int main(int argc, char *argv[]) {
@autoreleasepool {
MyClass* obj = [[[MyClass alloc] init] autorelease];
[obj test];
return 0;
}
}
執(zhí)行結(jié)果為1 1 1 2 1。
__globalObj和__staticObj在內(nèi)存中的位置是確定的，所以Block copy時(shí)不會retain對象。
_instanceObj在Block copy時(shí)也沒有直接retain _instanceObj對象本身，但會retain self。所以在Block中可以直接讀寫_instanceObj變量。
localObj在Block copy時(shí)，系統(tǒng)自動retain對象，增加其引用計(jì)數(shù)。
blockObj在Block copy時(shí)也不會retain。
ARC中的變量測試
由于arc中沒有retain，retainCount的概念。只有強(qiáng)引用和弱引用的概念。當(dāng)一個(gè)變量沒有__strong的指針指向它時(shí)，就會被系統(tǒng)釋放。因此我們可以通過下面的代碼來測試。
代碼片段1(globalObject全局變量)
NSString *__globalString = nil;
- (void)testGlobalObj
{
__globalString = @"1";
void (^TestBlock)(void) = ^{
NSLog(@"string is :%@", __globalString); //string is :( null)
};
__globalString = nil;
TestBlock();
}
- (void)testStaticObj
{
static NSString *__staticString = nil;
__staticString = @"1";
printf("static address: %p\n", &__staticString);? ? //static address: 0x6a8c
void (^TestBlock)(void) = ^{
printf("static address: %p\n", &__staticString); //static address: 0x6a8c
NSLog(@"string is : %@", __staticString); //string is :( null)
};
__staticString = nil;
TestBlock();
}
- (void)testLocalObj
{
NSString *__localString = nil;
__localString = @"1";
printf("local address: %p\n", &__localString); //local address: 0xbfffd9c0
void (^TestBlock)(void) = ^{
printf("local address: %p\n", &__localString); //local address: 0x71723e4
NSLog(@"string is : %@", __localString); //string is : 1
};
__localString = nil;
TestBlock();
}
- (void)testBlockObj
{
__block NSString *_blockString = @"1";
void (^TestBlock)(void) = ^{
NSLog(@"string is : %@", _blockString); // string is :( null)
};
_blockString = nil;
TestBlock();
}
- (void)testWeakObj
{
NSString *__localString = @"1";
__weak NSString *weakString = __localString;
printf("weak address: %p\n", &weakString);? //weak address: 0xbfffd9c4
printf("weak str address: %p\n", weakString); //weak str address: 0x684c
void (^TestBlock)(void) = ^{
printf("weak address: %p\n", &weakString); //weak address: 0x7144324
printf("weak str address: %p\n", weakString); //weak str address: 0x684c
NSLog(@"string is : %@", weakString); //string is :1
};
__localString = nil;
TestBlock();
}
由以上幾個(gè)測試我們可以得出：
1、只有在使用local變量時(shí)，block會復(fù)制指針，且強(qiáng)引用指針指向的對象一次。其它如全局變量、static變量、block變量等，block不會拷貝指針,只會強(qiáng)引用指針指向的對象一次。
2、即時(shí)標(biāo)記了為__weak或__unsafe_unretained的local變量。block仍會強(qiáng)引用指針對象一次。（這個(gè)不太明白，因?yàn)檫@種寫法可在后面避免循環(huán)引用的問題）
循環(huán)引用retain cycle
循環(huán)引用指兩個(gè)對象相互強(qiáng)引用了對方，即retain了對方，從而導(dǎo)致誰也釋放不了誰的內(nèi)存泄露問題。如聲明一個(gè)delegate時(shí)一般用assign而不能用retain或strong，因?yàn)槟阋坏┠敲醋隽耍艽罂赡芤鹧h(huán)引用。在以往的項(xiàng)目中，我?guī)状斡脛討B(tài)內(nèi)存檢查發(fā)現(xiàn)了循環(huán)引用導(dǎo)致的內(nèi)存泄露。
這里講的是block的循環(huán)引用問題，因?yàn)閎lock在拷貝到堆上的時(shí)候，會retain其引用的外部變量，那么如果block中如果引用了他的宿主對象，那很有可能引起循環(huán)引用，如：
self.myblock = ^{
[self doSomething];
};
為測試循環(huán)引用，寫了些測試代碼用于避免循環(huán)引用的方法，如下，（只有arc的，懶得做非arc測試了）
- (void)dealloc
{
NSLog(@"no cycle retain");
}
- (id)init
{
self = [super init];
if (self) {
#if TestCycleRetainCase1
//會循環(huán)引用
self.myblock = ^{
[self doSomething];
};
#elif TestCycleRetainCase2
//會循環(huán)引用
__block TestCycleRetain *weakSelf = self;
self.myblock = ^{
[weakSelf doSomething];
};
#elif TestCycleRetainCase3
//不會循環(huán)引用
__weak TestCycleRetain *weakSelf = self;
self.myblock = ^{
[weakSelf doSomething];
};
#elif TestCycleRetainCase4
//不會循環(huán)引用
__unsafe_unretained TestCycleRetain *weakSelf = self;
self.myblock = ^{
[weakSelf doSomething];
};
#endif
NSLog(@"myblock is %@", self.myblock);
}
return self;
}
- (void)doSomething
{
NSLog(@"do Something");
}
int main(int argc, char *argv[]) {
@autoreleasepool {
TestCycleRetain* obj = [[TestCycleRetain alloc] init];
obj = nil;
return 0;
}
}
經(jīng)過上面的測試發(fā)現(xiàn)，在加了__weak和__unsafe_unretained的變量引入后，TestCycleRetain方法可以正常執(zhí)行dealloc方法，而不轉(zhuǎn)換和用__block轉(zhuǎn)換的變量都會引起循環(huán)引用。
因此防止循環(huán)引用的方法如下：
__unsafe_unretained TestCycleRetain *weakSelf = self;
end
