原文出處：http://www.cnblogs.com/chenxianming/

前言

要探索Block前先說一下我對(duì)Block的理解,我把它理解為：能夠捕獲它所在函數(shù)內(nèi)部的變量的函數(shù)指針义屏、匿名函數(shù)或者閉包。注意紅色部份說的是它的精髓所在蝶怔。希望看我這篇文章的人能夠跟我說的步驟去做踢星，做起來也比較簡(jiǎn)單，基本上是手把手五督，這樣會(huì)有更好的效果充包，更深刻基矮，當(dāng)然如果只看文章就能夠讓讀者明白家浇，那是我更加希望的灌具。

一、首先譬巫，我們準(zhǔn)備一個(gè).m文件咖楣。我這里是main.m。內(nèi)容如下:

int main(int argc, char * argv[]) {
    void (^test)() = ^(){
    };
    test();
}

接下來我要用到一個(gè)命令clang src.m -rewrite-objc -o dest.cpp.這個(gè)意思是用clang編譯器對(duì)源文件src.m中的objective-c代碼轉(zhuǎn)換成C代碼放在dest.cpp文件芦昔。其實(shí)xode編譯時(shí)也會(huì)幫我們轉(zhuǎn)換诱贿。我們這樣就可以dest.cpp在看到我們定義和調(diào)用的block轉(zhuǎn)換成C是怎么樣的。執(zhí)行命令后查看這個(gè)dest.cpp會(huì)發(fā)現(xiàn)有一大堆代碼。下面我把對(duì)我們有用并能夠說清楚原理的關(guān)鍵貼上來并加以注釋：

//__block_imp： 這個(gè)是編譯器給我們生成的結(jié)構(gòu)體珠十，每一個(gè)block都會(huì)用到這個(gè)結(jié)構(gòu)體

struct __block_impl {
  void *isa;　　　　　　　　　//對(duì)于本文可以忽略
  int Flags;　　　　　　　　  //對(duì)于本文可以忽略
  int Reserved;　　　　　　　//對(duì)于本文可以忽略　　　　　　　
  void *FuncPtr;　　　　　　 //函數(shù)指針料扰，這個(gè)會(huì)指向編譯器給我們生成的下面的靜態(tài)函數(shù)__main_block_func_0
};

/*__main_block_impl_0：

是編譯器給我們?cè)趍ain函數(shù)中定義的block

void (^test)() = ^(){
};

生成的對(duì)應(yīng)的結(jié)構(gòu)體

*/
struct __main_block_impl_0 {
struct __block_impl impl;  　　　　　　　　//__block_impl 變量impl
struct __main_block_desc_0* Desc;　　　　//__main_block_desc_0 指針，指向編譯器給我們生成的結(jié)構(gòu)體變量__main_block_desc_0_DATA __main_block_impl_0(void *fp, struct __main_block_desc_0 *desc, int flags=0) {  //結(jié)構(gòu)體的構(gòu)造函數(shù)
    impl.isa = &_NSConcreteStackBlock;  //說明block是棧blockimpl.Flags = flags;
    impl.FuncPtr = fp;
    Desc = desc;}};
//__main_block_func_0：

編譯器根據(jù)block代碼生成的全局態(tài)函數(shù)焙蹭，會(huì)被賦值給impl.FuncPtr

static void __main_block_func_0(struct __main_block_impl_0 *__cself) {
    }

//__main_block_desc_0: 編譯器根據(jù)block代碼生成的block描述,主要是記錄下__main_block_impl_0結(jié)構(gòu)體大小

static struct __main_block_desc_0 {
  size_t reserved;
  size_t Block_size;
} __main_block_desc_0_DATA = { 0, sizeof(struct __main_block_impl_0)}; //這里就生成了__main_block_desc_0的變量__main_block_desc_0_DATA
//這里就是main函數(shù)了
int main(int argc, char * argv[]) {
    void (*test)() = ((void (*)())&__main_block_impl_0((void *)__main_block_func_0, &__main_block_desc_0_DATA)); //下面單獨(dú)講
    ((void (*)(__block_impl *))((__block_impl *)test)->FuncPtr)((__block_impl *)test);　                         //下面單獨(dú)講
}

what the hell is that!!!! 沒錯(cuò)撰豺，這也是我一開始看到這堆東西的感受。因?yàn)楹芏嗳酥vBlock原理都貼這個(gè)而且沒有注釋或很少注釋小作，我也從網(wǎng)上搜出來看了幾個(gè)变抽。接下來就要說明白這堆代碼。一定要有耐心，首先阳谍，對(duì)著上面代碼注釋過幾遍main函數(shù)前系統(tǒng)給我們生成的這些結(jié)構(gòu)體函數(shù)之間的關(guān)系训貌，如果一次能明白自然是好，過了幾遍都沒明白也沒關(guān)系儒飒，但如果不明一定回頭要再理清圣猎。

回歸一開始我對(duì)block的理解，先忽略它能夠捕獲所在函數(shù)內(nèi)部的變量，那么它就是一個(gè)函數(shù)指。

void (^test)() = ^(){
    };

就對(duì)應(yīng)著

void (*test)() = ((void (*)())&__main_block_impl_0((void *)__main_block_func_0, &__main_block_desc_0_DATA));

這個(gè)總的來說就是定義一個(gè)函數(shù)指針指向一個(gè)地址祠丝，但是這個(gè)地址并不是我樣平常的函數(shù)的入口地址

轉(zhuǎn)換后代碼的要一段段從后往前組合分析：

__main_block_impl_0((void *)__main_block_func_0, &__main_block_desc_0_DATA))就是創(chuàng)建了一個(gè)__main_block_impl_0結(jié)構(gòu)體的一個(gè)實(shí)例

&__main_block_impl_0((void *)__main_block_func_0, &__main_block_desc_0_DATA))取這個(gè)實(shí)例的地址

((void (*)())&__main_block_impl_0((void *)__main_block_func_0, &__main_block_desc_0_DATA))把實(shí)例地址強(qiáng)轉(zhuǎn)為一個(gè)函數(shù)地址

void (*test)() = ((void (*)())&__main_block_impl_0((void *)__main_block_func_0, &__main_block_desc_0_DATA));

那么這整句就是說定義一個(gè)函數(shù)指針指向一個(gè)新創(chuàng)建的__main_block_impl_0實(shí)例的地址叠蝇。注意創(chuàng)建這個(gè)實(shí)例時(shí)構(gòu)選函數(shù)傳的兩個(gè)參數(shù)单芜，

正是編譯器幫我們生成的靜態(tài)函數(shù)__main_block_func_0及__main_block_desc_0的變量__main_block_desc_0_DATA

test();

對(duì)應(yīng)著

((void (*)(__block_impl *))((__block_impl *)test)->FuncPtr)((__block_impl *)test);

總的來說意思就是通過函數(shù)指針test調(diào)用函數(shù)FnucPtr,傳的參數(shù)為指針test本身。

雖然能夠理解這句的意思，但這里有點(diǎn)隱晦稚疹，還是要進(jìn)行說明一下

1柳沙、調(diào)用時(shí)不是應(yīng)該這樣調(diào)才對(duì)嗎 test(test它指向__main_block_impl_0)->impl.FuncPtr,其實(shí)它跟((__block_impl *)test)->FuncPtr)是同等作用数初。

2寺谤、FuncPtr（即__main_block_func_0）的參數(shù)類型不是__main_block_impl_0 ，為什么clang編譯出來后是__block_impl泵琳。其實(shí)這里不管類型是什么蛔垢，它還是傳了test作為參數(shù)進(jìn)去，所是不會(huì)有錯(cuò)的饭聚。

好了講到這里，就可以進(jìn)行一個(gè)中途簡(jiǎn)單性的總結(jié)：忽略中間的復(fù)雜分支，留下主線，當(dāng)我們聲明一個(gè)block變量a并為它賦值時(shí)，其實(shí)就是創(chuàng)建一個(gè)函數(shù)指針ptrA,再根據(jù)block a賦值的代碼生成一個(gè)靜態(tài)函數(shù)节槐，而指針ptrA就指向這個(gè)靜態(tài)函數(shù)揍庄。block a調(diào)用時(shí)就是使用函數(shù)指ptrA調(diào)用生成的靜態(tài)函數(shù)蒂破。

講到這里第一部分就結(jié)束了喇伯，接下來進(jìn)行第二部分箩朴。

二埠居、這部分就要開始講精髓的部分绎橘，捕獲它所在函數(shù)內(nèi)部的變量，接下來的部分都不會(huì)像第一部分那樣寫那么詳細(xì)的注釋慌盯，只會(huì)在關(guān)鍵和不一樣的地方加上注釋匠楚。并且通過觀看不同變化，從實(shí)踐中得出結(jié)論并明白它實(shí)現(xiàn)原理。即然要說捕獲它所在函數(shù)內(nèi)部的變量廓潜，那么接下來我們就把main.m修改一下，加個(gè)變量（基本類型變量）唄钮呀。代碼變成這樣：

int main(int argc, char * argv[]) {
    int value = 1;
    void (^test)() = ^(){
        int valueTest = value;
    };
    test();
}

那么經(jīng)過clang轉(zhuǎn)換之后會(huì)變成這樣, 與第一部份不一樣的地方我會(huì)把它變成粗體哪痰，仔細(xì)對(duì)比第一部分并思考抑诸，應(yīng)該不難理解号醉。

struct __block_impl {
  void *isa;
  int Flags;
  int Reserved;
  void *FuncPtr;
};

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

static void __main_block_func_0(struct __main_block_impl_0 *__cself) {
  int value = __cself->value; // bound by copy
        int valueTest = value;
    }

static struct __main_block_desc_0 {
  size_t reserved;
  size_t Block_size;
} __main_block_desc_0_DATA = { 0, sizeof(struct __main_block_impl_0)};
int main(int argc, char * argv[]) {
    int value = 1;
    void (*test)() = ((void (*)())&__main_block_impl_0((void *)__main_block_func_0, &__main_block_desc_0_DATA, value));
    ((void (*)(__block_impl *))((__block_impl *)test)->FuncPtr)((__block_impl *)test);
}

首先我們可以看到的變化點(diǎn)有：1、__main_block_impl_0結(jié)構(gòu)體中多了個(gè)value娇澎，其實(shí)它就是用來保存main函數(shù)中的value，還有它的構(gòu)造函數(shù)多了一個(gè)參數(shù)2、__main_block_func_0這個(gè)函數(shù)的實(shí)現(xiàn)會(huì)新增一個(gè)變量value并被賦值乏苦。

從對(duì)比中我們可以知道拢驾，變量其實(shí)是在構(gòu)造__main_block_impl_0實(shí)例時(shí)傳進(jìn)去了并被保存架忌，當(dāng)回調(diào)時(shí)通過把test（其實(shí)就是指向一個(gè)__main_block_impl_0實(shí)例）作為參數(shù)傳進(jìn)來破加，通過它拿到了變量。這樣就實(shí)現(xiàn)了捕獲局部變量汽久。當(dāng)block要捕獲多個(gè)變量時(shí)會(huì)是怎么的呢窜管？其實(shí)不難猜纬乍，有N個(gè)變量要被捕__main_block_impl_0結(jié)構(gòu)體中就會(huì)有N個(gè)變量用于保存蜓氨，它的構(gòu)造函數(shù)就會(huì)有N個(gè)參數(shù)是用來傳這N個(gè)變量進(jìn)來保存缠借〗形冢回調(diào)時(shí)通過test（指向__main_block_impl_0實(shí)例）一一拿到。這里就不貼代碼了寞奸，有興趣可以自己驗(yàn)證一下。

原來捕獲函數(shù)內(nèi)部變量其實(shí)就是這樣實(shí)現(xiàn)的呀饥伊。有了上面的基礎(chǔ)杖剪，你是否會(huì)想那么__block修飾的變量是怎么樣的？變量是個(gè)NSObject對(duì)象是怎么樣的糕伐？

回調(diào)傳參又是怎么樣的训唱？還有人們經(jīng)常說的對(duì)self的引用什么的會(huì)是怎么樣摊册？接下來就進(jìn)入第三部分茅特。有了前面兩部份的基礎(chǔ)熬荆，后面的基本就是看代碼得結(jié)論符相，會(huì)少很多文字說明了硼一。所以前面兩部份一定要理解好。

三具伍、 在寫這部份前想著翅雏，不就像前面一樣用clang一下圈驼，對(duì)比一下代碼就可以知道了嗎人芽。先來簡(jiǎn)單一點(diǎn)的。

(1)帶有參數(shù)和返回值的block.

把main.m改成這樣

int main(int argc, char * argv[]) {
    int (^test)(int a) = ^(int a){
        return a;
    };
    test(1);
}

接著它轉(zhuǎn)換后的：

struct __main_block_impl_0 {
  struct __block_impl impl;
  struct __main_block_desc_0* Desc;
  __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 int __main_block_func_0(struct __main_block_impl_0 *__cself, int a) {
        return a;
    }

static struct __main_block_desc_0 {
  size_t reserved;
  size_t Block_size;
} __main_block_desc_0_DATA = { 0, sizeof(struct __main_block_impl_0)};
int main(int argc, char * argv[]) {

    int (*test)(int a) = ((int (*)(int))&__main_block_impl_0((void *)__main_block_func_0, &__main_block_desc_0_DATA));
    ((int (*)(__block_impl *, int))((__block_impl *)test)->FuncPtr)((__block_impl *)test, 1);
}

這里應(yīng)該沒什么難度绩脆，不難理解萤厅，就是__main_block_func_0函數(shù)多了個(gè)參數(shù)和返回值，就不細(xì)說了靴迫。

(2)加上了__block修飾符的基本變量時(shí)：

把main.m代碼改成這樣：

int main(int argc, char * argv[]) {
    __block int value = 1;
    void (^test)() = ^(){
        value = 2;
    };
    test();
    int value1 = value;
}

轉(zhuǎn)換后就變成：（接下來會(huì)稍微有點(diǎn)復(fù)雜惕味，不要緊，只要耐心點(diǎn)也是可以明白的）

//這個(gè)是導(dǎo)出的一些接口玉锌，用于管理__block變量value內(nèi)存的一些接口

extern "C" __declspec(dllexport) void _Block_object_assign(void *, const void *, const int);

extern "C" __declspec(dllexport) void _Block_object_dispose(const void *, const int);


//根據(jù)帶__block修飾符的變量value名挥，編譯器給我們生成了個(gè)結(jié)構(gòu)體
struct __Block_byref_value_0 {
  void *__isa;
__Block_byref_value_0 *__forwarding;   //這個(gè)會(huì)指向被創(chuàng)建出來的__Block_byref_value_0實(shí)例
int __flags;
 int __size;
 int value;
};

struct __main_block_impl_0 {
  struct __block_impl impl;
  struct __main_block_desc_0* Desc;
  __Block_byref_value_0 *value;  //保存__Block_byref_value_0變量
  __main_block_impl_0(void *fp, struct __main_block_desc_0 *desc, __Block_byref_value_0 *_value, int flags=0) : value(_value->__forwarding) {
    impl.isa = &_NSConcreteStackBlock;
    impl.Flags = flags;
    impl.FuncPtr = fp;
    Desc = desc;
  }
};
static void __main_block_func_0(struct __main_block_impl_0 *__cself) {
  __Block_byref_value_0 *value = __cself->value; // bound by ref

        (value->__forwarding->value) = 2;
    }

//這兩個(gè)函數(shù)分別會(huì)在test block 被拷貝到堆和釋構(gòu)時(shí)調(diào)用的，作用是對(duì)__Block_byref_value_0實(shí)例的內(nèi)存進(jìn)行管理主守，至于怎么管理禀倔，這里就不討論了，這里就會(huì)調(diào)用上面導(dǎo)出來的接口参淫。
static void __main_block_copy_0(struct __main_block_impl_0*dst, struct __main_block_impl_0*src) {_Block_object_assign((void*)&dst->value, (void*)src->value, 8/*BLOCK_FIELD_IS_BYREF*/);}
static void __main_block_dispose_0(struct __main_block_impl_0*src) {_Block_object_dispose((void*)src->value, 8/*BLOCK_FIELD_IS_BYREF*/);}

static struct __main_block_desc_0 {
  size_t reserved;
  size_t Block_size;
  void (*copy)(struct __main_block_impl_0*, struct __main_block_impl_0*); //回調(diào)函數(shù)指針救湖，會(huì)被賦值為__main_block_copy_0

 void (*dispose)(struct __main_block_impl_0*);　　　　　　　　　　　　//回調(diào)函數(shù)指針，會(huì)被賦值為__main_block_dispose_0
} __main_block_desc_0_DATA = { 0, sizeof(struct __main_block_impl_0), __main_block_copy_0, __main_block_dispose_0}; /*{ 0, sizeof(struct __main_block_impl_0), __main_block_copy_0, __main_block_dispose_0}涎才，這句就是創(chuàng)建一個(gè)例的意思鞋既，這是結(jié)構(gòu)體的一種構(gòu)造方式。*/


int main(int argc, char * argv[]) {
    /*我們定義的__block int value轉(zhuǎn)換后并不是一個(gè)簡(jiǎn)單的棧變量，而會(huì)是新建的__Block_byref_value_0堆變量*/
     __attribute__((__blocks__(byref))) __Block_byref_value_0 value = {(void*)0,(__Block_byref_value_0 *)&value, 0, sizeof(__Block_byref_value_0), 1};

void (*test)() = ((void (*)())&__main_block_impl_0((void *)__main_block_func_0, &__main_block_desc_0_DATA, (__Block_byref_value_0 *)&value, 570425344));
    ((void (*)(__block_impl *))((__block_impl *)test)->FuncPtr)((__block_impl *)test);
　　//最后面使這句int value1 = value;使用value時(shí)邑闺，在我們表面看到是好像是使用main函數(shù)里的一個(gè)局部棧變量跌前，其實(shí)不是，使用的是堆里面的容int value1 = (value.__forwarding->value);
}

從代碼里的注釋再加上前面兩部份這講解陡舅，應(yīng)該是可以看明白這段代碼的舒萎。簡(jiǎn)單做個(gè)說明：一開始我會(huì)猜想__block修飾的變量的值能在block代碼塊中被修改，不就是在第二部分中的傳一個(gè)變量值變成傳這個(gè)變量的地址進(jìn)去嗎蹭沛？其實(shí)這樣是有問題的臂寝，要明白如果這樣，就是相當(dāng)是傳了一個(gè)棧變量的地址進(jìn)去摊灭，函數(shù)結(jié)束這個(gè)地址就不可用了咆贬，編譯器才會(huì)給我們創(chuàng)建一個(gè)新的結(jié)構(gòu)__Block_byref_value_0

小結(jié)：

本文是我在學(xué)習(xí)block的過程中，通過看別人文章帚呼，源碼并自己親自己動(dòng)手實(shí)踐得出來的結(jié)果掏缎，宗旨是讓大家更容易明白block的底層實(shí)現(xiàn)原理。

如果想了解本文以外block的知識(shí)或者更深入了解煤杀，參考:biosli眷蜈、tripleCC、llvm.org沈自、clang對(duì)block的編譯規(guī)則酌儒，這里就不展開了，有時(shí)間再寫枯途。