__block变量存储域

Posted 2023-02-28 Haley_Wong

将Block赋值给strong 类型的block变量，或者赋值给strong 修饰的对象类型中的block成员变量时，block会从栈复制到堆上。那__block变量会有什么变化呢？

其实，当block 被从栈复制到堆上时，block中使用到的变量也会从栈赋值到堆上。

当block被从栈复制到堆前后，__block变量存储域变化如下：

• 1.block在栈上时，__block的存储域是栈，__block变量被栈上的block持有。
• 2.block被复制到堆上时，__block变量的存储域是堆，__block变量被堆上的block持有。
  
  如果多个Block使用同一个__block变量时，一开始多个Block都会配置在栈上，所以__block变量也会配置在栈上。在任何一个Block从栈复制到堆上时，__block变量也会一并从栈复制到堆并被堆上的Block所持有。当剩下的Block从栈复制到堆时，被复制的Block持有__block变量，并增加__block变量的引用计数。

而如果配置在堆上的Block被废弃，那么它所使用的__block变量也会被释放。

从这里可以看出__block变量的管理，与Objective-C的引用计数内存管理方式很相似。使用__block变量的Block，持有__block变量。如果Block被废弃，它所持有的__block变量也会被释放。

这里回顾一下，__block变量内部的__forwarding成员变量作用？

因为__block变量从栈复制到堆，所以在某一个时刻会有两个__block变量，如果将栈上的__forwarding指向堆上的__block变量，就可以保证不管你访问的是栈上的__block变量，还是堆上的__block变量，实际上访问的都是堆上的__block变量。

这样，写法是一致的，而且不管栈上的__block变量是否被释放，都能通过变量的指针地址正确的访问到堆上的__block变量。这样的设计真是非常完美。

当block 中使用__block变量时，__main_block_desc_0结构体内部会多出两个成员变量copy 和 dispose，这两个成员变量是函数指针类型，里面分别存储着两个静态函数__main_block_copy_0 和 __main_block_dispose_0。

enum  
/* See function implementation for a more complete description of these fields and combinations */ 
// 是一个对象 
BLOCK_FIELD_IS_OBJECT = 3, /* id, NSObject, attribute((NSObject)), block, … */ 
// 是一个block 
BLOCK_FIELD_IS_BLOCK = 7, /* a block variable */ 
// 被__block修饰的变量 
BLOCK_FIELD_IS_BYREF = 8, /* the on stack structure holding the __block variable */ 
// 被__weak修饰的变量，只能被辅助copy函数使用 
BLOCK_FIELD_IS_WEAK = 16, /* declared __weak, only used in byref copy helpers */ 
// block辅助函数调用（告诉内部实现不要进行retain或者copy） 
BLOCK_BYREF_CALLER = 128 /* called from __block (byref) copy/dispose support routines. */ 
;

__main_block_copy_0 函数是将block内使用的__block变量，赋值给目标Block用结构体成员变量中，如果是对象类型变量，则持有它。

static void __main_block_copy_0(struct __main_block_impl_0*dst, struct __main_block_impl_0*src) 
    // 这里如果使用多个__block变量，则会在该函数中依次调用_Block_object_assign
    _Block_object_assign((void*)&dst->a, (void*)src->a, 8/*BLOCK_FIELD_IS_BYREF*/);
    _Block_object_assign((void*)&dst->name, (void*)src->name, 3/*BLOCK_FIELD_IS_OBJECT*/);

_Block_object_assign 函数当复制的是对象类型变量时，相当于retain实例方法，将对象类型变量赋值在__main_byref_name_1这样的结构体变量的成员变量中。

__main_block_dispose_0函数内部使用_Block_object_dispose函数，来释放赋值在Block结构体中的成员变量。

static void __main_block_dispose_0(struct __main_block_impl_0*src) 
    _Block_object_dispose((void*)src->a, 8/*BLOCK_FIELD_IS_BYREF*/);
    _Block_object_dispose((void*)src->name, 3/*BLOCK_FIELD_IS_OBJECT*/);

_Block_object_dispose函数中如果传的是对象，则相当于release实例方法的函数，如果是非对象，猜测就是普通的释放变量了。

在Clang 转换出来的C++代码中没有看到调用__main_block_copy_0 和 __main_block_dispose_0的地方，据说是在运行时将Block从栈复制到堆时以及堆上的Block被废弃时会调用这些函数。（这个目前还无法确认）

调用copy函数和dispose函数的时机

函数	调用时机
copy函数	栈上的Block复制到堆时
dispose函数	堆上的Block被释放时

在哪些场景下栈上的Block会复制到堆上呢？

• 1.当调用Block的copy实例方法时
• 2.当Block作为函数返回值返回时
• 3.将Block赋值给附有__strong修饰符的block变量时
• 4.将Block赋值给附有__strong修饰符的对象中的block成员变量时
• 5.在方法名中含有usingBlock的Cocoa框架中的方法中
• 6.在GCD的API中传递Block时

在这些场景下，block就会被从栈上复制到堆上。

为什么在对象中添加block类型的property时，要使用copy修饰符？

其实在ARC下，使用strong ,retain和使用 copy是一样。
我们都知道，在ARC下，使用strong等价于使用retain，而在ARC下对Block执行retain，会被转化为objc_blockRetain。

该函数在runtime中是这样实现的：

//
// The -fobjc-arc flag causes the compiler to issue calls to objc_retain/release/autorelease/retain_block
//

id objc_retainBlock(id x) 
    return (id)_Block_copy(x);

综上所述，在ARC下，对block使用strong等价于使用retain，而对block使用retain，会在运行时调用_Block_copy，所以这跟使用copy是一样的效果。

而将block从栈复制到堆上时，可以防止block或者block中使用的变量被释放。
对block使用copy函数，不管是栈上的、堆上的、全局的block都不会出现问题。所以，我们就统一使用copy来修饰了。