面試題引發(fā)的思考：
Q: __block的作用是什么阳似？有什么使用注意點(diǎn)揪阶？
__block用于解決block內(nèi)部無法修改auto變量值的問題昧碉；__block不能修飾全局變量、靜態(tài)變量搪锣。
Q: block內(nèi)部修改的NSMutableArray，是否需要添加__block彩掐？
- 因?yàn)閎lock內(nèi)部只是使用了
array的內(nèi)存地址添加數(shù)據(jù)构舟，并沒有修改array的內(nèi)存地址，所以array不需要__block修飾堵幽； - 添加
__block修飾符之后狗超，系統(tǒng)會(huì)創(chuàng)建相應(yīng)的結(jié)構(gòu)體，占用一定的內(nèi)存空間朴下；所以要根據(jù)相應(yīng)情況添加__block修飾符努咐，避免內(nèi)存浪費(fèi)。
Q: 使用block有那些注意事項(xiàng)殴胧？
- 注意循環(huán)引用問題麦撵。
iOS底層原理 - 探尋block本質(zhì)（二）中介紹到block對(duì)對(duì)象類型的變量捕獲，以及對(duì)象的銷毀時(shí)機(jī)。
下面介紹如何實(shí)現(xiàn)在block內(nèi)部修改變量的值免胃。
1. 修飾符__block
需要在block內(nèi)部修改變量的值音五，代碼如下：
typedef void (^Block)(void);
int main(int argc, const char * argv[]) {
@autoreleasepool {
int age = 10;
Block block = ^{
age = 20; // error
};
block();
}
return 0;
}
以上代碼會(huì)出現(xiàn)編譯錯(cuò)誤。
通過源碼可知：
age是在main函數(shù)內(nèi)部聲明的變量羔沙，存在于main函數(shù)的椞衫裕空間內(nèi)部；
block內(nèi)部實(shí)現(xiàn)是__main_block_func_0函數(shù)扼雏，其內(nèi)部捕獲age坚嗜，新增一個(gè)參數(shù)存儲(chǔ)外部的age變量的值，這個(gè)age存在于block的検洌空間內(nèi)部苍蔬；
所以block內(nèi)部無法修改main函數(shù)內(nèi)部的auto變量。
Q: 那么該如何在block內(nèi)部修改變量的值呢蝴蜓？
1> 方法一：使用static變量
int main(int argc, const char * argv[]) {
@autoreleasepool {
static int age = 10;
Block block = ^{
age = 20;
NSLog(@"------------ %d", age);
// 打印結(jié)果：------------ 20
};
block();
}
return 0;
}
由前文可知：局部變量都會(huì)被block捕獲碟绑，auto變量值傳遞，static變量指針傳遞茎匠。
block內(nèi)部會(huì)新增一個(gè)參數(shù)存儲(chǔ)age的指針格仲，通過指針訪問age變量的內(nèi)存地址，就可以修改age的值诵冒。
2> 方法二：使用全局變量
全局變量在哪里都可以訪問凯肋，所以block不用捕獲全局變量，直接進(jìn)行訪問汽馋。
以上兩種方法會(huì)使變量一直存在于內(nèi)存中侮东，占用內(nèi)存地址。我們可以使用__block修飾符來解決這個(gè)問題豹芯。
3> 方法三：使用__block修飾變量
int main(int argc, const char * argv[]) {
@autoreleasepool {
__block int age = 10;
Block block = ^{
age = 20;
NSLog(@"------------ %d", age);
// 打印結(jié)果：------------ 20
};
block();
}
return 0;
}
轉(zhuǎn)化成C++源碼：
由源碼可知：
存值時(shí)：
被
__block修飾的age變量會(huì)在block內(nèi)部轉(zhuǎn)化成名為age的__Block_byref_age_0結(jié)構(gòu)體苗桂，結(jié)構(gòu)體包括：
__isa：說明__Block_byref_age_0本質(zhì)也是對(duì)象__flags：賦值為0__forwarding：指向結(jié)構(gòu)體自身的指針__size：占用的內(nèi)存空間age：存儲(chǔ)變量然后
__Block_byref_age_0結(jié)構(gòu)體age存儲(chǔ)在結(jié)構(gòu)體__main_block_impl_0中。取值時(shí)：
- 通過
_cself->age將age賦值給__Block_byref_age_0結(jié)構(gòu)體告组；age->__forwarding->age通過結(jié)構(gòu)體指針訪問成員變量來改變成員變量的值煤伟；- 通過
age->__forwarding->age進(jìn)行取值。
4> Q: 以下代碼是否可以正確執(zhí)行木缝？
typedef void (^Block)(void);
int main(int argc, const char * argv[]) {
@autoreleasepool {
NSMutableArray *array = [NSMutableArray array];
Block block = ^{
[array addObject: @"1"];
[array addObject: @"2"];
NSLog(@"array - %@", array);
};
block();
}
return 0;
}
- 可以正確執(zhí)行便锨。
- 因?yàn)閎lock內(nèi)部只是使用了
array的內(nèi)存地址添加數(shù)據(jù)，并沒有修改array的內(nèi)存地址我碟； - 所以
array不需要__block修飾放案； - 添加
__block修飾符之后，系統(tǒng)會(huì)創(chuàng)建相應(yīng)的結(jié)構(gòu)體矫俺，占用一定的內(nèi)存空間吱殉；所以要根據(jù)相應(yīng)情況添加__block修飾符掸冤，避免內(nèi)存浪費(fèi)。
2. __block內(nèi)存管理
(1) 分析一下代碼：
typedef void (^Block)(void);
int main(int argc, const char * argv[]) {
@autoreleasepool {
int age = 10;
__block int weight = 60;
NSObject *object = [[NSObject alloc] init];
__weak NSObject *weakObject = object;
__block NSObject *blockObject = object;
__block __weak NSObject *blockWeakObject = object;
Block block = ^{
NSLog(@"%d", age); // 局部變量
NSLog(@"%d", weight); // __block修飾的局部變量
NSLog(@"%p", object); // 對(duì)象類型的局部變量
NSLog(@"%p", weakObject); // __weak修飾的對(duì)象類型的局部變量
NSLog(@"%p", blockObject); // __block修飾的對(duì)象類型的局部變量
NSLog(@"%p", blockWeakObject); // __block友雳、__weak修飾的對(duì)象類型的局部變量
};
block();
}
return 0;
}
使用命令行xcrun -sdk iphoneos clang -arch arm64 -rewrite-objc -fobjc-arc -fobjc-runtime=ios-8.0.0 main.m將代碼轉(zhuǎn)化成C++語言：
由__main_block_impl_0函數(shù)可知：
- 未使用
__block修飾的變量（object稿湿、weakObject），根據(jù)被block捕獲的指針類型進(jìn)行強(qiáng)引用或弱引用押赊； - 使用
__block修飾的變量（weight饺藤、blockObject、blockWeakObject）流礁，都是使用強(qiáng)指針引用生成的結(jié)構(gòu)體涕俗。
由以上__block修飾的對(duì)象類型的變量生成的結(jié)構(gòu)體可知：
- 其內(nèi)部多了
__Block_byref_id_object_copy和__Block_byref_id_object_dispose兩個(gè)函數(shù)，用來對(duì)對(duì)象類型的變量進(jìn)行內(nèi)存管理操作神帅。 -
block捕獲的對(duì)象類型決定結(jié)構(gòu)體對(duì)象的引用類型：
a>blockObject是強(qiáng)指針再姑，所以__Block_byref_ blockObject_1對(duì)blockObject就是強(qiáng)引用；
b>blockWeakObject是弱指針找御，所以__Block_byref_ blockWeakObject_1對(duì)blockWeakObject就是弱引用元镀。
由以上C++代碼可知：
-
__main_block_copy_0函數(shù)根據(jù)變量的強(qiáng)弱指針及是否被__block修飾做出不同處理：
a> 強(qiáng)指針在block內(nèi)部產(chǎn)生強(qiáng)引用萎坷；
b> 弱指針在block內(nèi)部產(chǎn)生弱引用凹联；
c> 被__block修飾的變量最后的參數(shù)傳入的是8沐兰；
d> 沒有被__block修飾的變量最后的參數(shù)傳入的是3哆档。 __main_block_dispose_0函數(shù)會(huì)在block從堆中移除時(shí)釋放這些變量。
(2) 總結(jié)：
由block復(fù)制到堆上的內(nèi)存變化圖可知：
- 將block復(fù)制到堆上時(shí)住闯，block內(nèi)部引用的
__block變量也被復(fù)制到堆上瓜浸，此時(shí)block持有__block變量； - 若將block復(fù)制到堆上時(shí)比原，
__block變量已經(jīng)在堆上插佛，則不會(huì)再次將其復(fù)制到堆上。
由block從堆上移除的內(nèi)存變化圖可知：
- 將block從堆中移除時(shí)量窘，若有別的block持有
__block變量雇寇，則不會(huì)將__block變量移除； - 將所有的block從堆中移除時(shí)蚌铜，此時(shí)沒有block持有
__block變量锨侯，__block變量被移除。
(3) __forwarding指針
typedef void (^Block)(void);
int main(int argc, const char * argv[]) {
@autoreleasepool {
__block int age = 10;
Block block = ^{
age = 20;
};
block();
}
return 0;
}
將代碼轉(zhuǎn)化成C++語言：
由以上代碼可知：
- 當(dāng)block在棧上時(shí)冬殃，棧上的
__Block_byref_age_0結(jié)構(gòu)體內(nèi)部__forwarding指針指向結(jié)構(gòu)體自己囚痴； - 當(dāng)block復(fù)制到堆上時(shí)，棧上的
__Block_byref_age_0結(jié)構(gòu)體也會(huì)被復(fù)制到堆上审葬，此時(shí)棧上的__Block_byref_age_0結(jié)構(gòu)體內(nèi)部__forwarding指針指向的是堆中的__Block_byref_age_0結(jié)構(gòu)體深滚，堆中__Block_byref_age_0結(jié)構(gòu)體內(nèi)的__forwarding指針依然指向自己奕谭。
以上結(jié)論可由下圖展示：
3. __block修飾的對(duì)象類型的內(nèi)存管理
(1) __block修飾對(duì)象類型
typedef void (^Block)(void);
int main(int argc, const char * argv[]) {
@autoreleasepool {
__block Person *person = [[Person alloc] init];
// __block __weak Person *person = [[Person alloc] init];
Block block = ^ {
NSLog(@"%p", person);
};
block();
}
return 0;
}
將代碼轉(zhuǎn)化成C++語言：
由以上C++代碼可知：
__Block_byref_person_0內(nèi)部多了__Block_byref_id_object_copy和__Block_byref_id_object_dispose兩個(gè)函數(shù)，用來對(duì)對(duì)象類型的變量進(jìn)行內(nèi)存管理操作：
對(duì)于__Block_byref_id_object_copy函數(shù)：
a> __Block_byref_id_object_copy函數(shù)賦值為__Block_byref_id_object_copy_131函數(shù)痴荐；
b> __Block_byref_id_object_copy_131函數(shù)調(diào)用_Block_object_assign函數(shù)血柳；
c> _Block_object_assign函數(shù)內(nèi)部拿到dst指針(block對(duì)象的地址值)加上40個(gè)字節(jié)，即為person指針蹬昌。
也就是說__Block_byref_id_object_copy函數(shù)會(huì)將person地址傳入_Block_object_assign函數(shù)混驰，_Block_object_assign中對(duì)Person對(duì)象進(jìn)行強(qiáng)引用或者弱引用。】
__Block_byref_id_object_copy函數(shù)同理皂贩。
(2) __block栖榨、__weak同時(shí)修飾對(duì)象類型
使用__block、__weak同時(shí)修飾變量同理明刷。
即block內(nèi)部對(duì)__block修飾變量生成的結(jié)構(gòu)體都是強(qiáng)引用婴栽；
結(jié)構(gòu)體內(nèi)部對(duì)外部變量的引用取決于傳入block內(nèi)部的變量是強(qiáng)引用還是弱引用。
(3) 總結(jié)
當(dāng)block在棧上時(shí)辈末，不會(huì)對(duì)
__block變量產(chǎn)生強(qiáng)引用愚争；當(dāng)block被
copy到堆時(shí)：
a> 會(huì)調(diào)用block內(nèi)部的copy函數(shù)；
b>copy函數(shù)內(nèi)部會(huì)調(diào)用_Block_object_assign函數(shù)挤聘；
c>_Block_object_assign函數(shù)會(huì)根據(jù)所指向?qū)ο蟮男揎椃?code>__strong轰枝、__weak、__unsafe_unretained）做出相應(yīng)的操作组去，形成強(qiáng)引用（retain）或者弱引用（注意：這里僅限于ARC時(shí)會(huì)retain鞍陨，MRC時(shí)不會(huì)retain）。當(dāng)block從堆中移除時(shí)：
a> 會(huì)調(diào)用block內(nèi)部的dispose函數(shù)从隆；
b>dispose函數(shù)內(nèi)部會(huì)調(diào)用_Block_object_dispose函數(shù)诚撵；
c>_Block_object_dispose函數(shù)會(huì)自動(dòng)釋放指向的對(duì)象（release）。
4. 循環(huán)引用
(1) 循環(huán)引用原理
// TODO: ----------------- Person類 -----------------
typedef void (^Block)(void);
@interface Person : NSObject
@property (nonatomic, assign) int age;
@property (nonatomic, copy) Block myBlock;
@end
@implementation Person
- (void)dealloc {
NSLog(@"------------ %s", __func__);
}
@end
// TODO: ----------------- main -----------------
int main(int argc, const char * argv[]) {
@autoreleasepool {
Person *person = [[Person alloc] init];
person.age = 10;
person.myBlock = ^{
NSLog(@"%d", person.age);
};
}
NSLog(@"大括號(hào)已經(jīng)結(jié)束");
return 0;
}
// 打印結(jié)果
Demo[1234:567890] 大括號(hào)已經(jīng)結(jié)束
由打印結(jié)果可知：
大括號(hào)已經(jīng)結(jié)束键闺，person沒有被釋放寿烟，產(chǎn)生了循環(huán)引用。
循環(huán)引用原理如上圖所示：
大括號(hào)結(jié)束后引用1被斷開辛燥，引用2與引用3沒有斷開筛武，形成循環(huán)引用，進(jìn)而造成內(nèi)存泄漏挎塌。
(2) 循環(huán)引用解決方法 - ARC
解決循環(huán)引用問題徘六，還需要保證block在person銷毀前不被銷毀，解決方案是：
Person對(duì)block的引用(引用2)為強(qiáng)引用勃蜘；block內(nèi)部對(duì)Person的引用(引用3)為弱引用硕噩。
1> 使用__weak和__unsafe_unretained修飾符
int main(int argc, const char * argv[]) {
@autoreleasepool {
Person *person = [[Person alloc] init];
person.age = 10;
// __weak：不會(huì)產(chǎn)生強(qiáng)引用，指向?qū)ο箐N毀時(shí)缭贡，會(huì)自動(dòng)讓指針置為nil
// __unsafe_unretained：不會(huì)產(chǎn)生強(qiáng)引用炉擅，不安全辉懒，指向?qū)ο箐N毀時(shí)，指針存儲(chǔ)的地址值不變
// __weak Person *weakPerson = person;
// __weak typeof(person) weakPerson = person;
__unsafe_unretained typeof(person) weakPerson = person;
person.myBlock = ^{
NSLog(@"age - %d", weakPerson.age);
};
}
NSLog(@"大括號(hào)已經(jīng)結(jié)束");
return 0;
}
2> 使用__block修飾符
int main(int argc, const char * argv[]) {
@autoreleasepool {
__block Person *person = [[Person alloc] init];
person.age = 10;
person.myBlock = ^{
NSLog(@"age - %d", person.age);
person = nil;
};
person.myBlock();
}
NSLog(@"大括號(hào)已經(jīng)結(jié)束");
return 0;
}
使用__block修飾符打破循環(huán)引用原理如下：
由上文可知：
__block修飾person變量谍失，會(huì)生成__Block_byref_person_0結(jié)構(gòu)體眶俩，其內(nèi)部包含的person對(duì)象才是block內(nèi)部使用的變量。
那么將block內(nèi)部的person置為nil快鱼，三角循環(huán)引用就會(huì)斷開颠印。
此方法要求執(zhí)行block，并且在block內(nèi)部將person對(duì)象置為nil抹竹。
(2) 循環(huán)引用解決方法 - MRC
1> 使用__unsafe_unretained修飾符
int main(int argc, const char * argv[]) {
@autoreleasepool {
__unsafe_unretained Person *person = [[Person alloc] init];
person.age = 10;
person.myBlock = [^{
NSLog(@"age - %d", person.age);
} copy];
[person release];
}
NSLog(@"大括號(hào)已經(jīng)結(jié)束");
return 0;
}
MRC環(huán)境下不支持__weak修飾符线罕，使用__unsafe_unretained修飾符原理同ARC環(huán)境下相同，不再贅述窃判。
2> 使用__block修飾符
int main(int argc, const char * argv[]) {
@autoreleasepool {
__block Person *person = [[Person alloc] init];
person.age = 10;
person.myBlock = [^{
NSLog(@"age - %d", person.age);
} copy];
[person release];
}
NSLog(@"大括號(hào)已經(jīng)結(jié)束");
return 0;
}
由上文可知：
MRC環(huán)境下钞楼，當(dāng)block被copy到堆時(shí)，__block結(jié)構(gòu)體不會(huì)對(duì)person產(chǎn)生強(qiáng)引用袄琳，所以也可以解決循環(huán)引用問題询件。
