Block深入浅出

Posted 2020-08-07

• 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
  • _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
  • _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
  • 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）strong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strong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