Objective - C block(二)block的類型及捕獲變量

(一)block 捕獲變量類型

為了保證block內部能夠正確訪問外部的變量，block有一個變量捕獲機制


不同的變量類型捕獲
(1)變量捕獲為auto
int main(int argc, const char * argv[]) {
    @autoreleasepool {
      int age = 10;//auto 變量
      void(^block2)(int,int) = ^(int a,int b){
        NSLog(@"this is a block == %d" , age);
      };
      block2(20,30);
    }  
  return 0;
}

轉為C++代碼（只截取重要部分）：

//block底層結構
struct __main_block_impl_1 {
  struct __block_impl impl;
  struct __main_block_desc_1* Desc;
  int age;  //捕獲age的值
  __main_block_impl_1(void *fp, struct __main_block_desc_1 *desc, int _age, int flags=0) : age(_age) {
    impl.isa = &_NSConcreteStackBlock;
    impl.Flags = flags;
    impl.FuncPtr = fp;
    Desc = desc;
  }
};

static void __main_block_func_1(struct __main_block_impl_1 *__cself, int a, int b) {
    int age = __cself->age; // bound by copy
    NSLog((NSString *)&__NSConstantStringImpl__var_folders_f9__q8q2xr131vf4h1cy7837sm00000gn_T_main_142399_mi_1 , age);
  }
(2)變量捕獲為static
int main(int argc, const char * argv[]) {
    @autoreleasepool {
      static int age = 10;//static 局部變量
      void(^block2)(int,int) = ^(int a,int b){
        NSLog(@"this is a block == %d" , age);
      };
      block2(20,30);
  }
  return 0;
}

轉為C++代碼（只截取重要部分）：

struct __main_block_impl_1 {
  struct __block_impl impl;
  struct __main_block_desc_1* Desc;
  int *age;  //捕獲age的地址
  __main_block_impl_1(void *fp, struct __main_block_desc_1 *desc, int *_age, int flags=0) : age(_age) {
    impl.isa = &_NSConcreteStackBlock;
    impl.Flags = flags;
    impl.FuncPtr = fp;
    Desc = desc;
  }
};
static void __main_block_func_1(struct __main_block_impl_1 *__cself, int a, int b) {
  int *age = __cself->age; // bound by copy

            NSLog((NSString *)&__NSConstantStringImpl__var_folders_f9__q8q2xr131vf4h1cy7837sm00000gn_T_main_b17032_mi_1 , (*age));
        }
(3)變量捕獲為static
int age = 10;//全局變量
static int height = 10;//靜態全局變量

int main(int argc, const char * argv[]) {
    @autoreleasepool {
        
        void(^block)(void) = ^{
            NSLog(@"hello,world!");
        };
        block();
        

        void(^block2)(int,int) = ^(int a,int b){
            NSLog(@"this is a block a == %d height == %d" , age, height);
        };
        block2(20,30);
    }
    return 0;
}

轉為C++代碼（只截取重要部分）：

int age = 10;
static int height = 10;

struct __main_block_impl_0 {
  struct __block_impl impl;
  struct __main_block_desc_0* Desc;
  //并沒有捕獲變量
  __main_block_impl_0(void *fp, struct __main_block_desc_0 *desc, int flags=0) {
    impl.isa = &_NSConcreteStackBlock;
    impl.Flags = flags;
    impl.FuncPtr = fp;
    Desc = desc;
  }
};
static void __main_block_func_0(struct __main_block_impl_0 *__cself) {

            NSLog((NSString *)&__NSConstantStringImpl__var_folders_f9__q8q2xr131vf4h1cy7837sm00000gn_T_main_3a42c5_mi_0);
        }

通過上面的3種不同變量進行block內部訪問的時候：（從正確的訪問值的角度來看）

  1. auto變量會隨著函數的生命周期結束，為了保證正確訪問，所以會捕獲其值
  2. static局部變量，會長期保存，但是無法直接訪問，所以需要捕獲變量的地址
  3. 全局變量可以直接訪問，所以不需要捕獲
疑問(1)：如果是對象方法內部調用block，block內部訪問self，會捕獲嗎？
此時self會被捕獲嗎？
struct __ZQPerson__test_block_impl_0 {
  struct __block_impl impl;
  struct __ZQPerson__test_block_desc_0* Desc;
  ZQPerson *self;//self被捕獲
  __ZQPerson__test_block_impl_0(void *fp, struct __ZQPerson__test_block_desc_0 *desc, ZQPerson *_self, int flags=0) : self(_self) {
    impl.isa = &_NSConcreteStackBlock;
    impl.Flags = flags;
    impl.FuncPtr = fp;
    Desc = desc;
  }
};

static void __ZQPerson__test_block_func_0(struct __ZQPerson__test_block_impl_0 *__cself) {
  ZQPerson *self = __cself->self; // bound by copy

        NSLog((NSString *)&__NSConstantStringImpl__var_folders_f9__q8q2xr131vf4h1cy7837sm00000gn_T_ZQPerson_b92927_mi_0,self);
    }
疑問(2)：如果是對象方法內部調用block，block內部訪問成員變量，會捕獲什么呢？
捕獲self
static void __ZQPerson__test_block_func_0(struct __ZQPerson__test_block_impl_0 *__cself) {
  ZQPerson *self = __cself->self; // bound by copy

        NSLog((NSString *)&__NSConstantStringImpl__var_folders_f9__q8q2xr131vf4h1cy7837sm00000gn_T_ZQPerson_2c7733_mi_0,(*(NSInteger *)((char *)self + OBJC_IVAR_$_ZQPerson$_age)));
    }//從self的IVAR列表中找到對應的成員變量
疑問(2)：如果是對象方法內部調用block，block內部使用點語法，會捕獲什么呢？
捕獲self
static void __ZQPerson__test_block_func_0(struct __ZQPerson__test_block_impl_0 *__cself) {
  ZQPerson *self = __cself->self; // bound by copy

        NSLog((NSString *)&__NSConstantStringImpl__var_folders_f9__q8q2xr131vf4h1cy7837sm00000gn_T_ZQPerson_1c2f87_mi_0,((NSInteger (*)(id, SEL))(void *)objc_msgSend)((id)self, sel_registerName("age")));//給捕獲的self發送一條消息 調用age方法
    }

OC對象所有的方法，其實內部傳遞了兩個參數，self和_cmd（方法調用者和方法名），所以這里捕獲的self就是局部變量


ZQPerson的setAge和age方法底層傳參

(二)block 類型

我們在上一章可以知道block是一個OC對象，繼承自NSObject

int main(int argc, const char * argv[]) {
    @autoreleasepool {
        
        void(^block1)(void) = ^{
            NSLog(@"hello,world");
        };
        block1();
        
        int age = 10;
        void(^block2)(int,int) = ^(int a,int b){
            NSLog(@"this is a block a == %d" , age);
        };
        block2(20,30);
        
        NSLog(@"%@ %@ %@",[block1 class],[block2 class],[^{
            NSLog(@"%d",age);
        } class]);
        
    }
    return 0;
}

輸出結果：

__NSGlobalBlock__ __NSMallocBlock__ __NSStackBlock__

可以知道block一共有3種類型：__NSGlobalBlock__、__NSMallocBlock__、__NSStackBlock__，但是我們在轉化為C++代碼后發現，3中block的impl.isa均為_NSConcreteStackBlock，是為什么呢？

底層均為_NSConcreteStackBlock

（1）block的3種類型

block有3種類型，可以通過調用class方法或者isa指針查看具體類型，最終都是繼承自NSBlock類型

  • NSGlobalBlock （ _NSConcreteGlobalBlock ）
  • NSStackBlock （ _NSConcreteStackBlock ）
  • NSMallocBlock （ _NSConcreteMallocBlock ）
    三種block內存存儲區域

    那么三種block是如何定義的呢？
    image.png

沒有訪問auto變量的NSGlobalBlock實際使用場景意義不大，所以不再深入研究。我們首先需要關閉ARC，因為ARC實際為開發者做了很多事情，無法研究其本質

ARC -> MRC (Build Setting -> automatic reference Counting 設置為NO)

當前環境為MRC的情況下，上面的代碼輸出結果為：

__NSGlobalBlock__   __NSStackBlock__   __NSStackBlock__

因此，由此可見，訪問了auto變量的block即為NSStackBlock

NSStackBlock存在什么問題呢？或者說在ARC環境下，為什么有些stackBlock會變成mallocBlock呢？

void (^block2)(void);

void test(){
    int age = 10;
    block2 = ^{
        NSLog(@"age is %d",age);//輸出結果:age is -272632600
    };
}

int main(int argc, const char * argv[]) {
    @autoreleasepool {

        
        
        int age = 10;
        void(^block1)(int,int) = ^(int a,int b){
            NSLog(@"this is a block a == %d" , age);
        };
        block1(20,30);
        
        test();
        block2();
    }
    return 0;
}

在上面的代碼(MRC環境下)，block2隨著函數調用完畢，block2的內存即被釋放，因此訪問age即為垃圾數據。因此我們將block2進行copy操作，block2就成為NSMallocBlock

void (^block2)(void);

void test(){
    int age = 10;
    block2 = [^{
        NSLog(@"age is %d",age);//輸出結果:age is 10
    } copy];
}

int main(int argc, const char * argv[]) {
    @autoreleasepool {

        
        
        int age = 10;
        void(^block1)(int,int) = ^(int a,int b){
            NSLog(@"this is a block a == %d" , age);
        };
        block1(20,30);
        
        test();
        block2();
    }
    return 0;
}
疑問(1)如果對globalBlock、mallocBlock進行copy操作，又會是什么效果呢？
不同的block進行copy的效果

ARC環境下,系統會根據自動將部分stackblock進行copy操作

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