Block对象变量捕获（三）

Posted 2023-04-13

tags:

篇首语：本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理，主要介绍了Block对象变量捕获（三）相关的知识，希望对你有一定的参考价值。

参考技术A 前面已经说过Block对基本类型变量的捕获，现在来看看Block对对象变量的捕获。先看看下面几个问题

1、对象的局部变量捕获和基本数据类型有点区别，对象的局部auto变量捕获是指针捕获不是值捕获，所以捕获的内容会受外部变量的影响
2、因为block捕获了auto变量所以block是NSStackBlock,在ARC下将block赋值给__strong指针时会自动将栈上的block复制到堆上，block由NSStackBlock变为NSMallocBlock

1、这里Person虽然是局部变量，但是不是在离开作用域时（离开大括号）被释放，因为Person在被block捕获时被block强引用了，引用计数加了1，只有当引用计数为0时才会被释放。当block调用完从堆上移除时，会调用block内部的dispose函数，dispose函数内部会调用_Block_object_dispose函数，_Block_object_dispose函数会自动释放引用的auto变量（release），person的引用计数减1，此时person的引用计数为0被释放
2、block为NSMallocBlock的原因与问题一一样，这里需要说的是，只有在NSMallocBlock下才会对auto变量产生强引用，如果block是在栈上，将不会对auto变量产生强引用。
如果block被拷贝到堆上，会调用block内部的copy函数，copy函数内部会调用_Block_object_assign函数，_Block_object_assign函数会根据auto变量的修饰符（__strong、__weak、__unsafe_unretained）做出相应的操作，形成强引用(retain)或者弱引用

在问题二中有说到，堆上的Block会根据auto变量的修饰符（__strong、__weak、__unsafe_unretained）做出相应的操作，形成强引用(retain)或者弱引用。这里的person的修饰符为weak，所以block会对其产生弱引用，引用计数不会加1，当出作用域时person会被释放

1、self为对象局部auto变量，所以是指针捕获，内部的值会受外部的影响
2、block对self产生了一个强引用

Block变量捕获详解(一)
Block的三种类型(二)
__block修饰符（四）
Block循环引用（五）

# iOS Block的本质

iOS Block的本质(三)

上一篇文章iOS Block的本质(二)中已经介绍过block变量的捕获，本文继续探寻block的本质。

1. block对对象变量的捕获，ARC 环境

block一般使用过程中都是对对象变量的捕获，那么对象变量的捕获同基本数据类型变量相同吗？

查看一下代码思考：当在block中访问的为对象类型时，对象什么时候会销毁？

// ARC环境下代码
typedef void (^Block)(void);
int main(int argc, const char * argv[]) {
    @autoreleasepool {
        Block block;
        {
            Person *person = [[Person alloc] init];
            person.age = 10;

            block = ^{
                NSLog(@"------block内部%d",person.age);
            };
        } // 执行完毕，person没有被释放
        NSLog(@"--------");
    } // person 释放
    return 0; 
}

大括号执行完毕之后，person依然不会被释放。上一篇文章提到过，person为aotu变量，传入的block的变量同样为person，即block有一个强引用引用person，所以block不被销毁的话，peroson也不会销毁。

struct __main_block_impl_0 {
  struct __block_impl impl;
  struct __main_block_desc_0* Desc;
  Person * person;
  __main_block_impl_0(void *fp, struct __main_block_desc_0 *desc, Person *_person, int flags=0) : person(_person) {
    impl.isa = &_NSConcreteStackBlock;
    impl.Flags = flags;
    impl.FuncPtr = fp;
    Desc = desc;
  }
};

2. block对对象变量的捕获，ARC 环境

在MRC环境下即使block还在，person却被释放掉了。因为MRC环境下block在栈空间，栈空间对外面的person不会进行强引用。

//MRC环境下代码
int main(int argc, const char * argv[]) {
    @autoreleasepool {
        Block block;
        {
            Person *person = [[Person alloc] init];
            person.age = 10;
            block = ^{
                NSLog(@"------block内部%d",person.age);
            };
            [person release];
        } // person被释放
        NSLog(@"--------");
    }
    return 0;
}

block调用copy操作之后，person不会被释放。

block = [^{
   NSLog(@"------block内部%d",person.age);
} copy];

上文中也提到过，只需要对栈空间的block进行一次copy操作，将栈空间的block拷贝到堆中，person就不会被释放，说明堆空间的block可能会对person进行一次retain操作，以保证person不会被销毁。堆空间的block自己销毁之后也会对持有的对象进行release操作。
也就是说栈空间上的block不会对对象强引用，堆空间的block有能力持有外部调用的对象，即对对象进行强引用或去除强引用的操作。

在__weak修饰之后，person在作用域执行完毕之后就被销毁了。

typedef void (^Block)(void);
int main(int argc, const char * argv[]) {
    @autoreleasepool {
        Block block;
        {
            Person *person = [[Person alloc] init];
            person.age = 10;

            __weak Person *weakPerson = person;
            block = ^{
                NSLog(@"------block内部%d",waekPerson.age);
            };
        }
        NSLog(@"--------");
    }
    return 0;
}

将代码转化为c++来看一下上述代码之间的差别。

在转换C++代码时用__weak修饰变量，需要告知编译器使用ARC环境及版本号否则会报错，添加说明-fobjc-arc -fobjc-runtime=ios-8.0.0
xcrun -sdk iphoneos clang -arch arm64 -rewrite-objc -fobjc-arc -fobjc-runtime=ios-8.0.0 main.m

 struct __main_block_impl_0 {
   struct __block_impl impl;
   struct __main_block_desc_0* Desc;
   Person *__weak person;
   __main_block_impl_0(void *fp, struct __main_block_desc_0 *desc, Person *__weak _person, int flags=0) : person(_weakPerson) {
     impl.isa = &_NSConcreteStackBlock;
     impl.Flags = flags;
     impl.FuncPtr = fp;
     Desc = desc;
   }
 };

用__weak修饰的变量，在生成的__main_block_impl_0中也是使用__weak修饰捕获。

3. `__main_block_copy\\_0` 和 `__main_block_dispose_0`函数分析：

当block中捕获对象类型的变量时，我们发现block结构体__main_block_impl_0的描述结构体__main_block_desc_0中多了两个参数copy和dispose函数，查看源码：
copy和dispose函数中传入的都是__main_block_impl_0结构体本身。
copy本质就是__main_block_copy_0函数，__main_block_copy_0函数内部调用_Block_object_assign函数，_Block_object_assign中传入的是person对象的地址，person对象，以及8。
dispose本质就是__main_block_dispose_0函数，__main_block_dispose_0函数内部调用_Block_object_dispose函数，_Block_object_dispose函数传入的参数是person对象，以及8。

4. _Block_object_assign函数调用时机及作用

当block进行copy操作的时候就会自动调用__main_block_desc_0内部的__main_block_copy_0函数，__main_block_copy_0函数内部会调用_Block_object_assign函数。
_Block_object_assign函数会自动根据__main_block_impl_0结构体内部的person是什么类型的指针，对person对象产生强引用或者弱引用。可以理解为_Block_object_assign函数内部会对person进行引用计数器的操作，如果__main_block_impl_0结构体内person指针是__strong类型，则为强引用，引用计数+1，如果__main_block_impl_0结构体内person指针是__weak类型，则为弱引用，引用计数不变。

5. _Block_object_dispose函数调用时机及作用

当block从堆中移除时就会自动调用__main_block_desc_0中的__main_block_dispose_0函数，__main_block_dispose_0函数内部会调用_Block_object_dispose函数。
_Block_object_dispose会对person对象做释放操作，类似于release，也就是断开对person对象的引用，而person究竟是否被释放还是取决于person对象自己的引用计数。

6. 总结

一旦block中捕获的变量为对象类型，block结构体中的__main_block_desc_0会出两个参数copy和dispose。因为访问的是个对象，block希望拥有这个对象，就需要对对象进行引用，也就是进行内存管理的操作。比如说对对象进行retarn操作，因此一旦block捕获的变量是对象类型就会会自动生成copy和dispose来对内部引用的对象进行内存管理。
当block内部访问了对象类型的auto变量时，如果block是在栈上，block内部不会对person产生强引用。不论block结构体内部的变量是__strong修饰还是__weak修饰，都不会对变量产生强引用。
如果block被拷贝到堆上。copy函数会调用_Block_object_assign函数，根据auto变量的修饰符（__strong，__weak，unsafe_unretained）做出相应的操作，形成强引用或者弱引用
如果block从堆中移除，dispose函数会调用_Block_object_dispose函数，自动释放引用的auto变量。

7. 拓展

下列代码person在何时销毁？在person 类中重写 delloc 方法

- (void)touchesBegan:(NSSet<UITouch *> *)touches withEvent:(UIEvent *)event
{
    Person *person = [[Person alloc] init];
    dispatch_after(dispatch_time(DISPATCH_TIME_NOW, (int64_t)(3.0 * NSEC_PER_SEC)), dispatch_get_main_queue(), ^{
        NSLog(@"%@",person);
    });
    NSLog(@"touchBegin----------End");
}

// Log : 打印结果 ： touchBegin----------End
// Log ：打印结果 ： <Person: 0x6080000080d0>
// Log ：打印结果 ： person 对象调用 delloc

上文提到过ARC环境中，block作为GCD API的方法参数时会自动进行copy操作，因此block在堆空间，并且使用强引用访问person对象，因此block内部copy函数会对person进行强引用。当block执行完毕需要被销毁时，调用dispose函数释放对person对象的引用,person没有强指针指向时才会被销毁。

下列代码person在何时销毁？

- (void)touchesBegan:(NSSet<UITouch *> *)touches withEvent:(UIEvent *)event
{
    Person *person = [[Person alloc] init];

    __weak Person *weakPerson = person;
    dispatch_after(dispatch_time(DISPATCH_TIME_NOW, (int64_t)(3.0 * NSEC_PER_SEC)), dispatch_get_main_queue(), ^{
        NSLog(@"%@",weakPerson);
    });
    NSLog(@"touchBegin----------End");
}
// Log : 打印结果 ： touchBegin----------End
// Log ：打印结果 ： person 对象调用 delloc
// Log ：打印结果 ： null
// 结果是 person 先销毁才执行block 打印结果为 null

block中对weakPerson为__weak弱引用，因此block内部copy函数会对person同样进行弱引用，当大括号执行完毕时，person对象没有强指针引用就会被释放。因此block块执行的时候打印null。

通过示例代码进行总结。

- (void)touchesBegan:(NSSet<UITouch *> *)touches withEvent:(UIEvent *)event
{
    Person *person = [[Person alloc] init];

    __weak Person *weakPerson = person;
    dispatch_after(dispatch_time(DISPATCH_TIME_NOW, (int64_t)(1.0 * NSEC_PER_SEC)), dispatch_get_main_queue(), ^{

        NSLog(@"weakPerson ----- %@",weakPerson);

        dispatch_after(dispatch_time(DISPATCH_TIME_NOW, (int64_t)(3.0 * NSEC_PER_SEC)), dispatch_get_main_queue(), ^{
            NSLog(@"person ----- %@",person);
        });
    });
    NSLog(@"touchBegin----------End");
}
// Log : 打印结果 ： touchBegin----------End
// Log ：1s 后 打印结果 ： weakPerson -> <Person: 0x608000006050>
// Log ：3s 后 打印结果 ： person -> <Person: 0x608000006050>
// Log ：打印结果 ： person 对象调用 delloc

- (void)touchesBegan:(NSSet<UITouch *> *)touches withEvent:(UIEvent *)event
{
    Person *person = [[Person alloc] init];

    __weak Person *waekP = person;
    dispatch_after(dispatch_time(DISPATCH_TIME_NOW, (int64_t)(1.0 * NSEC_PER_SEC)), dispatch_get_main_queue(), ^{

        NSLog(@"person ----- %@",person);

        dispatch_after(dispatch_time(DISPATCH_TIME_NOW, (int64_t)(3 * NSEC_PER_SEC)), dispatch_get_main_queue(), ^{
            NSLog(@"weakP ----- %@",waekP);
        });
    });
    NSLog(@"touchBegin----------End");
}
// Log : 打印结果 ： touchBegin----------End
// Log ：1s 后 打印结果 ： person -> <Person: 0x608000006050>
// Log ：打印结果 ： person 对象调用 delloc
// Log ：3s 后 打印结果 ： weakPerson -> null

以上是关于Block对象变量捕获（三）的主要内容，如果未能解决你的问题，请参考以下文章

【OC语法】block的循环引用

深入理解Block

__block修饰符（四）

iOS block的变量捕获（capture）

闭包与block-捕获变量差异