參考篇：iOS-Block淺談

前言：本文簡述Block本質(zhì)把还，如有錯誤請留言指正均驶。

第一部分：Block本質(zhì)

Q：什么是Block届囚，Block的本質(zhì)是什么婴噩？

• block本質(zhì)上也是一個OC對象，它內(nèi)部也有個isa指針
• block是封裝了函數(shù)調(diào)用以及函數(shù)調(diào)用環(huán)境的OC對象
• block是封裝函數(shù)及其上下文的OC對象

block底層結(jié)構(gòu)圖

查看block源碼：

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;
  // 構(gòu)造函數(shù)（類似于OC的init方法）瞒御，返回結(jié)構(gòu)體對象
  __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;
  }
};

// 封裝了block執(zhí)行邏輯的函數(shù)
static void __main_block_func_0(struct __main_block_impl_0 *__cself) {

            NSLog((NSString *)&__NSConstantStringImpl__var_folders_2r__m13fp2x2n9dvlr8d68yry500000gn_T_main_c60393_mi_0);
        }

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, const char * argv[]) {
    /* @autoreleasepool */ { __AtAutoreleasePool __autoreleasepool;
        // 定義block變量
        void (*block)(void) = &__main_block_impl_0(
                                                   __main_block_func_0,
                                                   &__main_block_desc_0_DATA
                                                   );

        // 執(zhí)行block內(nèi)部的代碼
        block->FuncPtr(block);
    }
    return 0;
}

clang查看Block

• FuncPtr：指向調(diào)用函數(shù)的地址
• __main_block_desc_0 ：block描述信息
• Block_size：block的大小

第二部分：Block捕獲變量

Q：下述代碼輸出值為多少父叙？

int age=10;
void (^Block)(void) = ^{
    NSLog(@"age:%d",age);
};
age = 20;
Block();

輸出值為 age：10
原因：創(chuàng)建block的時候，已經(jīng)把age的值存儲在里面了肴裙。

Q：下列代碼輸出值分別為多少趾唱？

auto int age = 10;
static int num = 25;
void (^Block)(void) = ^{
    NSLog(@"age:%d,num:%d",age,num);
};
age = 20;
num = 11;
Block();

輸出結(jié)果為：age:10,num:11
愿意：auto變量block訪問方式是值傳遞，static變量block訪問方式是指針傳遞
源碼證明：

int age = __cself->age; // bound by copy
int *num = __cself->num; // bound by copy

NSLog((NSString *)&__NSConstantStringImpl__var_folders_2r__m13fp2x2n9dvlr8d68yry500000gn_T_main_d2875b_mi_0, age, (*num));

int age = 10;
static int num = 25;

block = ((void (*)())&__test_block_impl_0((void *)__test_block_func_0, &__test_block_desc_0_DATA, age, &num));

age = 20;
num = 11;

上述代碼可查看 static修飾的變量蜻懦，是根據(jù)指針訪問的

Q：為什么block對auto和static變量捕獲有差異甜癞？

auto自動變量可能會銷毀的，內(nèi)存可能會消失宛乃，不采用指針訪問悠咱；static變量一直保存在內(nèi)存中，指針訪問即可

Q：block對全局變量的捕獲方式是征炼？

block不需要對全局變量捕獲析既，都是直接采用取值的

Q：為什么局部變量需要捕獲？

考慮作用域的問題谆奥，需要跨函數(shù)訪問眼坏，就需要捕獲

Q：block的變量捕獲（capture）

為了保證block內(nèi)部能夠正常訪問外部的變量，block有個變量捕獲機制

block的變量捕獲

Q：block里訪問self是否會捕獲酸些？

會宰译，self是當(dāng)調(diào)用block函數(shù)的參數(shù)檐蚜，參數(shù)是局部變量，self指向調(diào)用者

Q：block里訪問成員變量是否會捕獲囤屹？

會熬甚，成員變量的訪問其實是self->xx，先捕獲self肋坚，再通過self訪問里面的成員變量

第三部分 Block類型

Q：block有哪幾種類型乡括？

block的類型，取決于isa指針智厌，可以通過調(diào)用class方法或者isa指針查看具體類型诲泌，最終都是繼承自NSBlock類型

• __NSGlobalBlock __ （ _NSConcreteGlobalBlock ）
• __NSStackBlock __ （ _NSConcreteStackBlock ）
• __NSMallocBlock __ （ _NSConcreteMallocBlock ）

代碼示例

void (^block1)(void) = ^{
    NSLog(@"block1");
};
NSLog(@"%@",[block1 class]);
NSLog(@"%@",[[block1 class] superclass]);
NSLog(@"%@",[[[block1 class] superclass] superclass]);
NSLog(@"%@",[[[[block1 class] superclass] superclass] superclass]);
NSLog(@"%@",[[[[[block1 class] superclass] superclass] superclass] superclass]);

輸出結(jié)果：
NSGlobalBlock
__NSGlobalBlock
NSBlock
NSObject
null

上述代碼輸出了block1的類型，也證實了block是對象铣鹏，最終繼承NSObject

代碼展示block的三種類型：

int age = 1;
void (^block1)(void) = ^{
    NSLog(@"block1");
};

void (^block2)(void) = ^{
    NSLog(@"block2:%d",age);
};

NSLog(@"%@/%@/%@",[block1 class],[block2 class],[^{
    NSLog(@"block3:%d",age);
} class]);

輸出結(jié)果：
__NSGlobalBlock __/__NSMallocBlock __/__NSStackBlock __

Q：各類型的block在內(nèi)存中如何分配的敷扫？

• __NSGlobalBlock __ 在數(shù)據(jù)區(qū)
• __NSMallocBlock __ 在堆區(qū)
• __NSStackBlock __ 在棧區(qū)
• 堆：動態(tài)分配內(nèi)存，需要程序員自己申請诚卸，程序員自己管理
• 棧：自動分配內(nèi)存葵第，自動銷毀，先入后出合溺，棧上的內(nèi)容存在自動銷毀的情況

block內(nèi)存分配

Q：如何判斷block是哪種類型卒密？

• 沒有訪問auto變量的block是__NSGlobalBlock __ ，放在數(shù)據(jù)段
• 訪問了auto變量的block是__NSStackBlock __
• [__NSStackBlock __ copy]操作就變成了__NSMallocBlock __

Q：對每種類型block調(diào)用copy操作后是什么結(jié)果棠赛？

• __NSGlobalBlock __ 調(diào)用copy操作后哮奇，什么也不做
• __NSStackBlock __ 調(diào)用copy操作后，復(fù)制效果是：從棧復(fù)制到堆睛约；副本存儲位置是堆
• __NSMallocBlock __ 調(diào)用copy操作后鼎俘，復(fù)制效果是：引用計數(shù)增加；副本存儲位置是堆

Q：在ARC環(huán)境下辩涝，編譯器會根據(jù)情況自動將棧上的block復(fù)制到堆上的幾種情況贸伐？

• 1.block作為函數(shù)返回值時
• 2.將block賦值給__strong指針時
• 3.block作為Cocoa API中方法名含有usingBlock的方法參數(shù)時
• 4.block作為GCD API的方法參數(shù)時

MRC下block屬性的建議寫法
@property (copy, nonatomic) void (^block)(void);

ARC下block屬性的建議寫法
@property (copy, nonatomic) void (^block)(void);

第四部分：對象類型的auto變量

Q：ARC下述代碼中Person對象是否會釋放？

示例代碼：

typedef void(^XBTBlock)(void);
XBTBlock block;
{
    Person *p = [[Person alloc] init];
    p.age = 10;
    
    block = ^{
        NSLog(@"======= %d",p.age);
    };
}

Person.m
- (void)dealloc{
    NSLog(@"Person - dealloc");
}

輸出結(jié)果：不會打印Person - dealloc
轉(zhuǎn)化C++代碼后：

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, MJPerson *__strong _person, int flags=0) : person(_person) {
    impl.isa = &_NSConcreteStackBlock;
    impl.Flags = flags;
    impl.FuncPtr = fp;
    Desc = desc;
  }
};

上述
block為堆block怔揩，block里面有一個Person指針棍丐，Person指針指向Person對象。只要block還在沧踏，Person就還在。block強引用了Person對象巾钉。

Q：上述代碼改換成MRC翘狱，Person對象會釋放么？

會的砰苍！
堆空間的block會對Person對象retain操作潦匈，擁有一次Person對象阱高。

Q：下列代碼中Person是否會被釋放？

@autoreleasepool {
        XBTBlock block;
        
        {
            Person *p = [[Person alloc] init];
            p.age = 10;
            __weak Person *weakPersn = p;
            block = ^{
                NSLog(@"======= %d",weakPersn.age);
            };
        }
        NSLog(@"--------------");
}

答案：會釋放

小結(jié)

無論MRC還是ARC茬缩，棾嗑空間上的block，不會持有對象凰锡；堆空間的block未舟，會持有對象。

Q：當(dāng)block內(nèi)部訪問了對象類型的auto變量時掂为，是否會強引用裕膀？

答案：分情況討論，分為棧block和堆block

棧block
a) 如果block是在棧上勇哗，將不會對auto變量產(chǎn)生強引用
b) 棧上的block隨時會被銷毀昼扛，也沒必要去強引用其他對象

堆block
1.如果block被拷貝到堆上：
a) 會調(diào)用block內(nèi)部的copy函數(shù)
b) copy函數(shù)內(nèi)部會調(diào)用_Block_object_assign函數(shù)
c) _Block_object_assign函數(shù)會根據(jù)auto變量的修飾符（__strong、__weak欲诺、__unsafe_unretained）做出相應(yīng)的操作抄谐，形成強引用（retain）或者弱引用

2.如果block從堆上移除
a) 會調(diào)用block內(nèi)部的dispose函數(shù)
b) dispose函數(shù)內(nèi)部會調(diào)用_Block_object_dispose函數(shù)
c) _Block_object_dispose函數(shù)會自動釋放引用的auto變量（release）

正確答案：

• 如果block在棧空間，不管外部變量是強引用還是弱引用扰法，block都會弱引用訪問對象
• 如果block在堆空間蛹含，如果外部強引用，block內(nèi)部也是強引用迹恐；如果外部弱引用挣惰，block內(nèi)部也是弱引用

Q：__weak 在使用clang轉(zhuǎn)換OC為C++代碼時，可能會遇到以下問題cannot create __weak reference in file using manual reference

解決方案：支持ARC殴边、指定運行時系統(tǒng)版本憎茂，比如
xcrun -sdk iphoneos clang -arch arm64 -rewrite-objc -fobjc-arc -fobjc-runtime=ios-8.0.0 main.m

Q1：gcd的block中引用 Person對象什么時候銷毀？

-(void)touchesBegan:(NSSet<UITouch *> *)touches withEvent:(UIEvent *)event{
    Person *person = [[Person alloc] init];
    person.age = 10;
    
    dispatch_after(dispatch_time(DISPATCH_TIME_NOW, (int64_t)(2.0 * NSEC_PER_SEC)), dispatch_get_main_queue(), ^{
        NSLog(@"age:%d",person.age);
    });
    
    NSLog(@"touchesBegan");
}

輸出結(jié)果：
14:36:03.395120+0800 test[1032:330314] touchesBegan
14:36:05.395237+0800 test[1032:330314] age:10
14:36:05.395487+0800 test[1032:330314] Person-dealloc

原因：gcd的block默認(rèn)會做copy操作锤岸，即dispatch_after的block是堆block竖幔，block會對Person強引用，block銷毀時候Person才會被釋放是偷。

Q2：上述代碼如果換成__weak拳氢，Person什么時候釋放？

-(void)touchesBegan:(NSSet<UITouch *> *)touches withEvent:(UIEvent *)event{

    Person *person = [[Person alloc] init];
    person.age = 10;
    
    __weak Person *weakPerson = person;
    dispatch_after(dispatch_time(DISPATCH_TIME_NOW, (int64_t)(2.0 * NSEC_PER_SEC)), dispatch_get_main_queue(), ^{
        NSLog(@"age:%p",weakPerson);
    });

    NSLog(@"touchesBegan");
}

輸出結(jié)果：
14:38:42.996990+0800 test[1104:347260] touchesBegan
14:38:42.997481+0800 test[1104:347260] Person-dealloc
14:38:44.997136+0800 test[1104:347260] age:0x0

原因：使用__weak修飾過后的對象蛋铆，堆block會采用弱引用馋评，無法延時Person的壽命，所以在touchesBegan函數(shù)結(jié)束后刺啦，Person就會被釋放留特，gcd就無法捕捉到Person。

Q3：如果gcd內(nèi)包含gcd，Person會什么時候釋放蜕青？

-(void)touchesBegan:(NSSet<UITouch *> *)touches withEvent:(UIEvent *)event{

    Person *person = [[Person alloc] init];
    person.age = 10;
    
    __weak Person *weakPerson = person;
    dispatch_after(dispatch_time(DISPATCH_TIME_NOW, (int64_t)(4.0 * NSEC_PER_SEC)),
                   dispatch_get_main_queue(), ^{
                       
        dispatch_after(dispatch_time(DISPATCH_TIME_NOW, (int64_t)(3.0 * NSEC_PER_SEC)), dispatch_get_main_queue(), ^{
            NSLog(@"2-----age:%p",person);
        });
        NSLog(@"1-----age:%p",weakPerson);
    });

    NSLog(@"touchesBegan");
}

輸出結(jié)果：
14:48:01.293818+0800 test[1199:403589] touchesBegan
14:48:05.294127+0800 test[1199:403589] 1-----age:0x604000015eb0
14:48:08.582807+0800 test[1199:403589] 2-----age:0x604000015eb0
14:48:08.583129+0800 test[1199:403589] Person-dealloc

原因：gcd內(nèi)部只要有強引用Person苟蹈，Person就會等待執(zhí)行完再銷毀！所以Person銷毀時間為7秒右核。

Q4：如果gcd內(nèi)部先強引用后弱引用慧脱，Person什么時候釋放？

-(void)touchesBegan:(NSSet<UITouch *> *)touches withEvent:(UIEvent *)event{

    Person *person = [[Person alloc] init];
    person.age = 10;
    
    __weak Person *weakPerson = person;
    dispatch_after(dispatch_time(DISPATCH_TIME_NOW, (int64_t)(4.0 * NSEC_PER_SEC)),
                   dispatch_get_main_queue(), ^{
                       
        dispatch_after(dispatch_time(DISPATCH_TIME_NOW, (int64_t)(3.0 * NSEC_PER_SEC)), dispatch_get_main_queue(), ^{
            NSLog(@"2-----age:%p",weakPerson);
        });
        NSLog(@"1-----age:%p",person);
    });

    NSLog(@"touchesBegan");
}

輸出結(jié)果
14:52:29.036878+0800 test[1249:431302] touchesBegan
14:52:33.417862+0800 test[1249:431302] 1-----age:0x6000000178d0
14:52:33.418178+0800 test[1249:431302] Person-dealloc
14:52:36.418204+0800 test[1249:431302] 2-----age:0x0

原因：Person會等待強引用執(zhí)行完畢后釋放贺喝，只要強引用執(zhí)行完菱鸥，就不會等待后執(zhí)行的弱引用，會直接釋放的搜变，所以Person釋放時間為4秒采缚。

第五部分：__block修飾符

Q：block在修改NSMutableArray，需不需要添加__block挠他？

不需要扳抽。

Q：block能否修改變量值？

auto修飾變量殖侵，block無法修改贸呢，因為block使用的時候是內(nèi)部創(chuàng)建了變量來保存外部的變量的值，block只有修改內(nèi)部自己變量的權(quán)限拢军，無法修改外部變量的權(quán)限楞陷。
static修飾變量，block可以修改茉唉，因為block把外部static修飾變量的指針存入固蛾，block直接修改指針指向變量值，即可修改外部變量值度陆。
全局變量值艾凯，全局變量無論哪里都可以修改，當(dāng)然block內(nèi)部也可以修改懂傀。

Q：__block int age = 10趾诗，系統(tǒng)做了哪些？

答案：編譯器會將__block變量包裝成一個對象
查看c++源碼：

struct __Block_byref_age_0 {
  void *__isa;
__Block_byref_age_0 *__forwarding;//age的地址
 int __flags;
 int __size;
 int age;//age 的值
};

Q：__block 修飾符作用蹬蚁？

• __block可以用于解決block內(nèi)部無法修改auto變量值的問題
• __block不能修飾全局變量恃泪、靜態(tài)變量（static）
• 編譯器會將__block變量包裝成一個對象
• __block修改變量：age->__forwarding->age
• __Block_byref_age_0結(jié)構(gòu)體內(nèi)部地址和外部變量age是同一地址

__forwarding指針指向

Q：block可以向NSMutableArray添加元素么？

NSMutableArray *arr = [NSMutableArray array];

Block block = ^{
    [arr addObject:@"123"];
    [arr addObject:@"2345"];
};

答案：可以犀斋，因為是addObject是使用NSMutableArray變量贝乎，而不是通過指針改變NSMutableArray，如果是arr = nil叽粹，這就是改變了NSMutableArray變量览效，會報錯蒙具。

5.1 __block的內(nèi)存管理

當(dāng)block在棧上時，并不會對__block變量產(chǎn)生強引用

Q：block的屬性修飾詞為什么是copy朽肥？

block一旦沒有進行copy操作，就不會在堆上
block在堆上持钉，程序員就可以對block做內(nèi)存管理等操作衡招，可以控制block的生命周期

Q：當(dāng)block被copy到堆時，對__block修飾的變量做了什么每强？

• 會調(diào)用block內(nèi)部的copy函數(shù)
• copy函數(shù)內(nèi)部會調(diào)用_Block_object_assign函數(shù)
• _Block_object_assign函數(shù)會對__block變量形成強引用（retain）
• 對于__block 修飾的變量 assign函數(shù)對其強引用始腾；對于外部對象 assign函數(shù)根據(jù)外部如何引用而引用

block0復(fù)制到堆上

block1復(fù)制到堆上

Q：當(dāng)block從堆中移除時，對__block修飾的變量做了什么空执？

• 會調(diào)用block內(nèi)部的dispose函數(shù)
• dispose函數(shù)內(nèi)部會調(diào)用_Block_object_dispose函數(shù)
• _Block_object_dispose函數(shù)會自動釋放引用的__block變量（release）

block被廢棄

block1被廢棄

Q：block對象類型的auto變量浪箭、__block變量的區(qū)別？

從幾方面回答：

1.當(dāng)block在棧上時辨绊，對它們都不會產(chǎn)生強引用

2.當(dāng)block拷貝到堆上時

• 都會通過copy函數(shù)來處理它們
• 對于__block 修飾的變量 assign函數(shù)對其強引用奶栖；對于外部對象 assign函數(shù)根據(jù)外部如何引用而引用
  __block變量（假設(shè)變量名叫做a）

_Block_object_assign((void*)&dst->a, (void*)src->a, 8/*BLOCK_FIELD_IS_BYREF*/);

對象類型的auto變量（假設(shè)變量名叫做p）

_Block_object_assign((void*)&dst->p, (void*)src->p, 3/*BLOCK_FIELD_IS_OBJECT*/);

3.當(dāng)block從堆上移除時

• 都會通過dispose函數(shù)來釋放它們
  __block變量（假設(shè)變量名叫做a）

_Block_object_dispose((void*)src->a, 8/*BLOCK_FIELD_IS_BYREF*/);

對象類型的auto變量（假設(shè)變量名叫做p）

_Block_object_dispose((void*)src->p, 3/*BLOCK_FIELD_IS_OBJECT*/);

4.__block的__forwarding指針

• 棧上__block的__forwarding指向本身
• 棧上__block復(fù)制到堆上后，棧上block的__forwarding指向堆上的block门坷，堆上block的__forwarding指向本身

__forwarding指向

Q：被__block修飾的對象類型在block上如何操作的宣鄙？

分幾方面回答：

1.當(dāng)__block變量在棧上時，不會對指向的對象產(chǎn)生強引用

2.當(dāng)__block變量被copy到堆時

• 會調(diào)用__block變量內(nèi)部的copy函數(shù)
• copy函數(shù)內(nèi)部會調(diào)用_Block_object_assign函數(shù)
• _Block_object_assign函數(shù)會根據(jù)所指向?qū)ο蟮男揎椃╛_strong默蚌、__weak冻晤、__unsafe_unretained）做出相應(yīng)的操作，形成強引用（retain）或者弱引用（注意：這里僅限于ARC時會retain绸吸，MRC時不會retain）
• MRC環(huán)境下不會根據(jù)對象的修飾符引用鼻弧，都是弱引用

3.如果__block變量從堆上移除

• 會調(diào)用__block變量內(nèi)部的dispose函數(shù)
• dispose函數(shù)內(nèi)部會調(diào)用_Block_object_dispose函數(shù)
  _Block_object_dispose函數(shù)會自動釋放指向的對象（release）

第六部分 block循環(huán)引用

Q：ARC下如何解決block循環(huán)引用的問題？

三種方式：__weak锦茁、__unsafe_unretained攘轩、__block

1.第一種方式：__weak

Person *person = [[Person alloc] init];
//        __weak Person *weakPerson = person;
__weak typeof(person) weakPerson = person;

person.block = ^{
    NSLog(@"age is %d", weakPerson.age);
};

2.第二種方式：__unsafe_unretained

__unsafe_unretained Person *person = [[Person alloc] init];
person.block = ^{
    NSLog(@"age is %d", weakPerson.age);
};

3.第三種方式：__block

__block Person *person = [[Person alloc] init];
person.block = ^{
    NSLog(@"age is %d", person.age);
    person = nil;
};
person.block();

4.三種方法比較

• __weak：不會產(chǎn)生強引用，指向的對象銷毀時蜻势，會自動讓指針置為nil
• __unsafe_unretained：不會產(chǎn)生強引用撑刺，不安全，指向的對象銷毀時握玛，指針存儲的地址值不變
• __block：必須把引用對象置位nil够傍，并且要調(diào)用該block

__weak 和 __unsafe_unretained 解決循環(huán)引用方式

__block解決循環(huán)引用方式

Q：MRC下如何解決block循環(huán)引用的問題？

兩種方式：__unsafe_unretained挠铲、__block

1.第一種方式：__unsafe_unretained

__unsafe_unretained Person *person = [[Person alloc] init];
person.block = ^{
    NSLog(@"age is %d", weakPerson.age);
};

2.第二種方式：__block

__block Person *person = [[Person alloc] init];
person.block = ^{
    NSLog(@"age is %d", person.age);
};