Block深入浅出

2022-05-19 12:40:40

研究工具
- clang 为了研究编译器的实现原理，我们需要使用 clang 命令。clang 命令可以将 Objetive-C 的源码改写成 C / C++ 语言的，借此可以研究 block 中各个特性的源码实现方式。
- clang -rewrite-objc main.m
- main.m中不能包含UIKit框架，命令行中解析无法识别。包含#import <Foundation/Foundation.h>是可以支持的
C语言中变量有哪几种
- 自动变量
- 函数参数
- 静态变量
- 静态全局变量
- 全局变量
每种变量类型在Block中的特性及原理
- 自动变量
  - 不可以修改，携带__block修饰可以被修改
  - 会被Block持有（retainCount+1）
  - 不带__block修饰的会被copy进Block
- 函数参数
  - 可以直接修改
  - 不会被Block持有（retainCount不会增加）
- 静态变量
  - 可以被修改 - 由于传递给Block是内存地址值，查看Block的具体实现（查看clang后的main.cpp文件）
- 静态全局变量和全局变量
  - 可以直接被访问和修改 - 由于存储区域在区全局区，由于作用区域的原因
  - 不会被Block持有（retainCount不会增加）
Block中改变变量值的方式
- 传递内存地址到Block
  - 指针所指向的内存不可修改，但是内存中存放的数据可以修改
  - NSMutableString 变量可以直接在Block体中被appendString，但是不可以被=
- 使用__block修饰
  - Block会将此标识符修饰的变量转化成一个结构体，Block体中传递并且使用的是这个结构体
  - __block int i 会被转换成
  - ```
  struct __Block_byref_i_0 {
  
    void *__isa; //指向自己
  
  __Block_byref_i_0 *__forwarding; //指向自己，当被copy到堆（heap）上时，原Block此字段指向堆上的Block地址，对上的此字段仍然指向自己。这样不管__block怎么复制到堆上，还是在栈上，都可以通过(i->__forwarding->i)来访问到变量值。
  
   int __flags;
  
   int __size;
  
   int i;
  };
```
- Block捕获外部变量仅仅只捕获Block闭包里面会用到的值，其他用不到的值，它并不会去捕获。而且Block能捕获的变量只有自动变量和静态变量了。
Block的种类
- _NSConcreteStackBlock
  - 只用到外部局部变量、成员属性变量，且没有强指针引用的block都是StackBlock
  - StackBlock的生命周期由系统控制的，一旦返回之后，就被系统销毁了
  - 不持有对象
  - 对Block的retain，release造作无效，copy造作会变成_NSConcreteMallocBlock类型
- _NSConcreteMallocBlock
  - 有强指针引用或copy修饰的成员属性引用的block会被复制一份到堆中成为MallocBlock
  - 没有强指针引用即销毁，生命周期由程序员控制
  - 持有对象
  - retain，release，copy操作生效，内存管理器中的计数会增加。（但retainCount始终为1）
- _NSConcreteGlobalBlock
  - 没有用到外界变量或只用到全局变量、静态变量的block为_NSConcreteGlobalBlock
  - 生命周期从创建到应用程序结束
  - 不持有对象
  - retain，release，copy操作为空操作
- ARC下，系统会根据下面的规则决定是否将Block复制到heap上
系统调用copy对Block复制的情况
- 手动调用copy（当Block为函数参数的时候，就需要我们手动的copy一份到堆上了。这里除去系统的API我们不需要管，比如GCD等方法中本身带usingBlock的方法）
- Block是函数的返回值
- Block被强引用（Block被赋值给__strong或者id类型）
- 调用系统API入参中含有usingBlcok的方法
__block堆栈拷贝
- MRC 只有发生了copy，__block修饰的对象才会被copy到堆上
- ARC 发生了copy或者=（block 类型通过=进行传递时，会导致调用objc_retainBlock->_Block_copy->_Block_copy_internal方法链），__block修饰的对象才会被copy到堆上
- __block修饰的对象才会被copy到堆上： __NSStackBlock__ 类型的 block 转换为 __NSMallocBlock__ 类型
clang代码转换
- main.m 文件30行，大小831字节。转换后main.cpp 文件104810行，大小3.1MB。
Block 循环引用
- 引起循环引用的条件其实很苛刻：
  - Block需要被相关类（当前类或者嵌套引用的某各类）retain或copy等类似操作
  - Block体中使用self（包括成员变量，成员属性等）
- 发生循环引用的拆解方式：
  - 使用__weak对self进行弱引用，其实是通过弱引用的方式将闭环解开
    - __weak __typeof(self) wself = self;
      self.myBlock = ^{
      __strong __typeof(wself) self = wself;
      // 使用self进行相关操作即可
      };
  - 使用形参的方式，将self作为参数传递给Block
- 常见易混淆的场景(前提：Block没有被retain或copy的情况下，即苛刻条件中的第一条)
  - GCD,系统动画等系统Block API，Block体中直接使用self不会有问题
  - Block体中使用了成员属性或者成员变量，不会有问题（参考Block种类）
  - 访问了静态变量，全局变量，全局静态变量，不会引起问题

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