block 是 Objective-C 中的重要技術。本文主要是寫了一點對 block 應用的探究。
什么是 Block
首先補充幾個概念和解釋幫助理解，大神們直接略過：
- block 本質是一個結構體。
- 結構體可以創建在棧上，堆上，還可以在全局區，因此就有對應的三種 block：棧上的，堆上的和全局的。
如果 block 中沒有捕捉變量，就是全局類型的， block 以及運行結果在編譯期就能決定了，因此放在全局/靜態區。
如果 block 捕捉了變量，就必須依賴于其創建時的上下文，并被儲存在棧內，棧彈出之后就會失效（失效并不代表著執行 block 一定會失敗）。
如果希望 block 的存活不再依賴于棧，就必須通過 copy 方法將 block 轉化成堆類型的 block。堆類型的 block 保存在堆中，并帶有引用計數，block 的引用計數和 Objective-C 對象的引用計數采用類似的原理，但并不是同一套實現，二者是有所區別的。
Block 怎樣捕獲變量
block 捕捉變量是通過復制，捕捉值類型的變量是復制值，捕捉引用類型的變量是通過復制指針，捕捉到的變量和指針在 block 內部的修改無法影響到 block 外部的值。可以在聲明變量的時候加上 __block 標記。帶有 __block 標記的變量在被捕捉后就可以被修改了。
問題的產生
Objective-C 是如何做到這一特性的呢？如果一個變量 foo 帶有 __block 標記，并且被一個 block 捕捉，這時候在 block 內部修改 foo 的值會引起 block 外變量值的變化，不妨假設 block 創建了一個引用類型的變量指向了棧中的變量 foo 。不過想想都不可能，很明顯這是不可靠地，因為程序運行過程中棧在不斷變化，一旦 block 失去了當時棧的上下文，必然會產生野指針。
對推測的驗證
所以我寫了個 Demo ，用 block 捕獲變量，來觀察 block 是怎樣操作的。
XCode Version 8.2.1 (8C1002) ARC Objective-C
#import "ViewController.h"typedef double (^SampleMultiplyBlockRef)();@interface ViewController ()@property (nonatomic, copy) SampleMultiplyBlockRef block;@end@implementation ViewController- (void)viewDidLoad {
[super viewDidLoad];
// Do any additional setup after loading the view, typically from a nib.
__block double a = 10;
__block double b = 20;
// 變量初始化
NSLog(@"Var a after init: %f, %p", a, &a);
NSLog(@"Var b after init: %f, %p", b, &b);
a = 25;
a = 22;
// 修改變量值
NSLog(@"Var a after change: %f, %p", a, &a);
NSLog(@"Var b after change: %f, %p", b, &b);
SampleMultiplyBlockRef multiply = ^(){
// block 中修改變量值前
NSLog(@"Var a in block: %f, %p", a, &a);
NSLog(@"Var b in block: %f, %p", b, &b);
a = a + 1;
b = b + 1;
// block 中修改變量值后
NSLog(@"Var a after change: %f, %p", a, &a);
NSLog(@"Var b after change: %f, %p", b, &b);
return a * b;
};
// 變量被捕捉后，block執行前
NSLog(@"Var a out of block before execute: %f, %p", a, &a);
NSLog(@"Var b out of block before execute: %f, %p", b, &b);
// block 的地址
NSLog(@"mulitply %p", &multiply);
// block 的返回
NSLog(@"Where is %f", multiply());
// block 執行后
NSLog(@"Var a out of block: %f, %p", a, &a);
NSLog(@"Var b out of block: %f, %p", b, &b);
// 儲存到屬性中（注意：類型是 copy）
self.block = multiply;
NSLog(@"mulitply %p", &multiply);}- (void)viewDidAppear:(BOOL)animated {
[super viewDidAppear:animated];
self.block();
// 作為屬性儲存的 block 地址
NSLog(@"mulitply %p", &_block);
}
@end
Demo 比較簡單，就是在 viewDidLoad 方法內創建 block 并作為屬性儲存下來，在 viewDidAppear 方法中執行 block。
運行后我們一條一條的分析輸出結果，主要關注值和內存地址：
首先在方法內部創建 a 和 b 兩個值類型變量。
2017-01-13 09:24:17.648 Test Project[36246:1304073] Var a after init: 10.000000, 0x7fff5bbf9a482017-01-13 09:24:17.649 Test Project[36246:1304073] Var b after init: 20.000000, 0x7fff5bbf9a28
之后在方法內部修改 a 和 b 的值，可以看到兩個變量的值發生了變化，但是內存地址并沒有變化（廢話）。
2017-01-13 09:24:17.649 Test Project[36246:1304073] Var a after change: 25.000000, 0x7fff5bbf9a482017-01-13 09:24:17.650 Test Project[36246:1304073] Var b after change: 22.000000, 0x7fff5bbf9a28
block 聲明完成，此時發現兩變量的地址都發生了變化，應該是已經完成變量的捕獲。
2017-01-13 09:24:17.650 Test Project[36246:1304073] Var a out of block before execute: 25.000000, 0x60800002e2d82017-01-13 09:24:17.651 Test Project[36246:1304073] Var b out of block before execute: 22.000000, 0x60800002e338
block 在所在棧內執行過程中，對兩變量賦值前的情況。
2017-01-13 09:24:17.652 Test Project[36246:1304073] Var a in block: 25.000000, 0x60800002e2d8
2017-01-13 09:24:17.652 Test Project[36246:1304073] Var b in block: 22.000000, 0x60800002e338
block 在所在棧內執行過程中，對兩變量賦值后的情況。
2017-01-13 09:24:17.653 Test Project[36246:1304073] Var a after change: 26.000000, 0x60800002e2d8
2017-01-13 09:24:17.653 Test Project[36246:1304073] Var b after change: 23.000000, 0x60800002e338
block 在所在的棧內執行完成后，兩變量的情況。
2017-01-13 09:24:17.654 Test Project[36246:1304073] Var a out of block: 26.000000, 0x60800002e2d8
2017-01-13 09:24:17.654 Test Project[36246:1304073] Var b out of block: 23.000000, 0x60800002e338
拷貝到堆中的 block 執行過程中，對兩變量賦值前的情況。
2017-01-13 09:24:17.666 Test Project[36246:1304073] Var a in block: 26.000000, 0x60800002e2d8
2017-01-13 09:24:17.666 Test Project[36246:1304073] Var b in block: 23.000000, 0x60800002e338
拷貝到堆中的 block 執行過程中，對兩變量賦值后的情況。
2017-01-13 09:24:17.667 Test Project[36246:1304073] Var a after change: 27.000000, 0x60800002e2d8
2017-01-13 09:24:17.667 Test Project[36246:1304073] Var b after change: 24.000000, 0x60800002e338
棧中剛聲明后的 block 地址
2017-01-13 09:24:17.651 Test Project[36246:1304073] mulitply 0x7fff5bbf99f8
棧中執行后的 block 地址
2017-01-13 09:24:17.656 Test Project[36246:1304073] mulitply 0x7fff5bbf99f8
拷貝到堆中的 block 地址
2017-01-13 09:24:17.667 Test Project[36246:1304073] mulitply 0x7fac94d06338
結論
這樣看下來，在 block 捕獲后，變量的地址就發生了變化，變量的存活也不再依賴于棧，因此應該是儲存在堆區。
block 復制到堆后，之前捕獲的的變量地址依然沒有變化，可以推斷 block 中的變量值應該是指針指向了同一個地址。
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