《Objective-C高級編程》Blocks 閱讀筆記系列
《Objective-C高級編程》Blocks 閱讀筆記 item1（Blocks概要和模式）
《Objective-C高級編程》Blocks 閱讀筆記 item2（Block的實質）
《Objective-C高級編程》Blocks 閱讀筆記 item3（截獲自動變量值）
《Objective-C高級編程》Blocks 閱讀筆記 item4（__block說明符）
《Objective-C高級編程》Blocks 閱讀筆記 item5（Block存儲域）
《Objective-C高級編程》Blocks 閱讀筆記 item6（__block變量存儲域）
《Objective-C高級編程》Blocks 閱讀筆記 item7（截獲對象）
《Objective-C高級編程》Blocks 閱讀筆記 item8（__block變量和對象）
《Objective-C高級編程》Blocks 閱讀筆記 item9（Block循環引用）
《Objective-C高級編程》Blocks 閱讀筆記 item10（copy/release實例方法）
2.3 Blocks的實現
2.3.1 Block的實質
Clang（LLVM編譯器）具有將含有Block語法的源代碼轉換為我們可讀源代碼的功能。通過“-rewrite-objc”選項就能將含有Block語法的源代碼變換為C++的源代碼（本質是使用了struct結構的C語言源代碼）。
int main()
{
void (^blk)(void) = ^{printf("Block\n");};
blk();
return 0;
}
通過clang轉換為以下形式：
// 結構體 __block_impl
struct __block_impl {
void *isa;
int Flags; // 標志
int Reserved; // 今后版本升級所需的區域
void *FuncPtr; // 函數指針
};
// 結構體 __main_block_impl_0
struct __main_block_impl_0 {
// 成員變量
struct __block_impl impl;
struct __main_block_desc_0* Desc;
// 該結構體的構造函數
__main_block_impl_0(void *fp, struct __main_block_desc_0 *desc, int flags = 0){
// _NSConcreteStackBlock用于初始化__block_impl結構體的isa成員
// （將Block指針賦值給Block的結構體成員變量isa）
impl.isa = &_NSConcreteStackBlock;
impl.Flags = flags;
impl.FuncPtr = fp;
Desc = desc;
}
};
// 最初的源代碼中的Block語法經clang變換，被處理成簡單的C語言函數（該函數以Block語法所屬的函數名——main和該Block語法在該函數出現的順序值——0來命名）。
// __ceself為指向Block值的變量。
static void __main_block_func_0(struct __main_block_impl_0 *__cself)
{
printf("Block\n");
}
// 靜態結構體 __main_block_desc_0
static struct __main_block_desc_0{
unsigned long reserved; // 今后版本升級所需的區域
unsigned long Block_size; // Block的大小
} __mian_block_desc_0_DATA = { // 該結構體實例的初始化部分
0,
sizeof(struct __main_block_impl_0) // 使用Block（即__main_block_impl_0結構體實例）的大小進行初始化
};
// main函數，從這里開始閱讀源代碼
int main()
{
// 調用結構體__main_block_impl_0的構造函數__main_block_impl_0
void (*blk)(void) =
(void (*)(void)) & __main_block_impl_0(
(void *)__main_block_func_0, &__mian_block_desc_0_DATA);
/*
去掉轉換部分，如下：
struct __main_block_impl_0 tmp = __main_block_impl_0(__main_block_func_0, &__main_block_desc_0_DATA);
struct __main_block_impl_0 *blk = &tmp;
這段代碼對應:
void (^blk)(void) = ^{printf("Block\n");};
理解：
1. 將__main_block_impl_0結構體類型的自動變量（即棧上生成的__main_block_impl_0結構體實例的指針）賦值給__main_block_impl_0結構體指針類型的變量blk
2. __main_block_func_0是由Block語法轉換的C語言函數指針。
3. __main_block_desc_0_DATA作為靜態全局變量初始化的__main_block_desc_0結構體實例指針
4. 將__main_block_impl_0的__block_impl進行展開，__main_block_impl_0結構體根據構造函數會像下面進行初始化：
isa = &_NSConcreteStackBlock;
Flags = 0;
Reserved = 0;
FuncPtr = __main_block_func_0;
Desc = &__main_block_desc_0_DATA;
*/
((void (*)(struct __block_impl *))(
(struct __block_impl *)blk)->FuncPtr) ((struct __block_impl *)blk);
/*
去掉轉換部分，如下：
(*blk->impl.FuncPtr)(blk);
這段代碼對應：
blk();
理解：
1. 使用函數指針調用函數
2. 由Block語法轉換的__main_block_func_0函數的指針被賦值成員變量FuncPtr中
3. __main_block_func_0函數的參數__cself指向Block值,在調用該函數的源代碼中可以看出Block正是作為參數進行了傳遞
*/
return 0;
}
Block就是Objective-C對象
在弄清楚Block就是Objective-C對象前，要先理解objc_object結構體和objc_class結構體。
- id類型是objc_object結構體的指針類型。
typedef struct objc_object {
Class isa;
} *id;
- Class是objc_class結構體的指針類型。
typedef struct objc_class *Class;
struct objc_class {
Class isa;
} ;
- objc_object結構體和objc_class結構體歸根到底是各個對象和類的實現中最基本的結構體。
*** 如下,通過一個簡單的MyObject類來說明Objective-C類與對象的實質：***
@interface MyObject : NSObject
{
int val0;
int val1;
}
*** 基于objc_object結構體，該類的對象的結構體如下：***
struct MyObject {
Class isa; // 成員變量isa持有該類的結構體實例指針
int val0; // 原先MyObject類的實例變量val0和val1被直接聲明為成員變量
int val1;
}
理解：
- MyObject類的實例變量val0和val1被直接聲明為對象的成員變量。
- “Objective-C中由類生成對象”意味著，像該結構體這樣“生成由該類生成的對象的結構體實例”。
-
生成的各個對象（即由該類生成的對象的各個結構體實例），通過成員變量isa保持該類的結構體實例指針。
Snip20160215_13.png
*** 各類的結構體是基于objc_class結構體的class_t結構體：***
struct class_t {
struct class_t *isa;
struct class_t *superclass;
Cache cache;
IMP *vtable;
uintptr_t data_NEVER_USE;
}
理解：
- 在Objective-C中，比如NSObject的class_t結構體實例以及NSMutableArray的class_t結構體實例等，均生成并保持各個類的class_t結構體實例。
- 該實例持有聲明的成員變量、方法的名稱、方法的實現（即函數指針）、屬性以及父類的指針，并被Objective-C運行時庫所使用。
回到正題——“Block就是Objective-C對象”，*** 先看Block結構體：***
struct __main_block_impl_0 {
void *isa;
int Flags; // 標志
int Reserved; // 今后版本升級所需的區域
void *FuncPtr; // 函數指針
struct __main_block_desc_0* Desc;
};
理解：
- 此__main_block_impl_0結構體相當于基于objc_object結構體的Objective-C類的對象的結構體。
- 對其中的isa進行初始化，如
即_NSConcreteStackBlock相當于class_t結構體實例isa = &_NSConcreteStackBlock; - 在將Block作為Objective-C的對象處理時，關于該類的信息放置于_NSConcreteStackBlock中。
