Block在內(nèi)存中的三種位置

首先，在 MRC 下扔水，Block 默認是分配在棧上的，除非進行顯式的 copy而线，但是在ARC的中铭污，一般都是分配在堆中。

@interface SecondViewController ()
typedef void (^blk)(void);
@end

@implementation SecondViewController

- (void)viewDidLoad {
    [super viewDidLoad];
    // Do any additional setup after loading the view.
    __block int val = 1;

    //block保存在堆區(qū)
    __strong blk heapBlock = ^{
        val = 2;
    };
    NSLog(@"heapBlock: %@", heapBlock);

    //block保存在棧區(qū)
    __weak blk stackBlock = ^{
        val = 2;
    };
    NSLog(@"stackBlock: %@", stackBlock);
    
    //block保存在全局區(qū)
    blk globalBlock = ^{
    };
    NSLog(@"globalBlock: %@", globalBlock);
}

Log輸出

2018-04-09 15:50:14.351940+0800 TestMRC[29483:4870456] heapBlock: <__NSMallocBlock__: 0x60000024c090>
2018-04-09 15:50:14.352184+0800 TestMRC[29483:4870456] stackBlock: <__NSStackBlock__: 0x7ffee57543d0>
2018-04-09 15:50:14.352318+0800 TestMRC[29483:4870456] globalBlock: <__NSGlobalBlock__: 0x10a4a9148>

簡單來說分兩種情況
A膀篮、沒有引用外部變量 --- block存放在全局區(qū)
B嘹狞、引用了外部變量----顯式聲明為weak類型的block則存放在棧區(qū)，反之則是存在在堆區(qū)的誓竿，也就是說block是strong類型的磅网。

內(nèi)存分區(qū)

iOS App的內(nèi)存分配大概如下所示

image.png

使用block的注意事項

因為在ARC中臀叙，block還是有可能為NSStackBlock類型的略水，也就是說，隨著作用域結(jié)束匹耕，block將會銷毀回收聚请。
所以有時候需要對block進行copy操作，手動復制到堆區(qū)內(nèi)存中，防止被回收驶赏，導致block無法使用炸卑。

自動copy

以下情況，系統(tǒng)會將block自動復制到堆上煤傍，自動對block調(diào)用copy方法盖文。
1、當 block 作為函數(shù)返回值返回時蚯姆；
2五续、當 block 被賦值給__strong修飾的 id 類型的對象或 block 對象時；
3龄恋、當 block 作為參數(shù)被傳入方法名帶有 usingBlock 的 Cocoa Framework 方法或 GCD 的 API 時疙驾。

因為在ARC下，對象默認是用__strong修飾的郭毕，所以大部分情況下編譯器都會將 block從棧自動復制到堆上它碎，所以iOS編程中，一般聲明block的property修飾符為copy显押，顯示地說明是在堆區(qū)的扳肛，ARC會自動完成從棧區(qū)copy到堆區(qū)的操作，當然使用 strong 去修飾 block 也是沒有問題的乘碑，還是一樣會自動copy挖息。

不自動copy

以下情況，系統(tǒng)不會自動復制到堆上兽肤，也就是說套腹，作用域結(jié)束，block就被回收銷毀轿衔。
block 作為方法或函數(shù)的參數(shù)傳遞沉迹。
block 作為臨時變量睦疫，沒有賦值給其他block

注意害驹，上述不一定是從棧區(qū)復制到堆區(qū)，也有可能是global 區(qū)復制過去的蛤育。

__block的探究

捕獲變量

• 自動變量
  Block捕獲外部自動變量是傳值的方式捕獲的宛官， Block只能訪問此變量的值，也非通過此變量的內(nèi)存地址訪問瓦糕。

• 非自動變量
  Block捕獲靜態(tài)變量時底洗，是通過傳遞該靜態(tài)變量的內(nèi)存地址
  Block捕獲全局區(qū)變量是，因為作用域是全局咕娄，Block也可以直接修改亥揖。

• 總結(jié)
  Block本質(zhì)上是一個匿名函數(shù)，對于函數(shù)來說，捕獲變量可以理解為傳遞參數(shù)费变。

至于為什么OC沒有默認就給自動變量設(shè)置為指針傳值摧扇，是因為棧區(qū)的隨著函數(shù)作用域結(jié)束而結(jié)束，而Block可能會強引用而被copy到堆區(qū)挚歧，這時候Block還引用自動變量就不合適扛稽。

修改值

由上面可知，如果想在Block內(nèi)部修改外部變量的值有兩個方法可以做到

• 傳值為內(nèi)存地址方式
• 改變變量在內(nèi)存中的位置

在OC中滑负，對棧區(qū)的自動變量加了前綴__block后在张，Block就會創(chuàng)建一個帶isa指針的構(gòu)體來替換*原本的自動變量，里面存放著該變量的內(nèi)存地址等信息矮慕。

注意帮匾，這里是替換

如原代碼，定義block痴鳄，讓block修改自動變量 autoValue辟狈。

typedef void (^MyBlock)(void);

int main(int argc, char * argv[]) {
    __block int autoValue = 1;
    MyBlock co_block = ^{
        autoValue = 2;
    };
    autoValue = 3;
    co_block();
    autoValue = 999;
    return 0;;
}

使用Clang轉(zhuǎn)化為cpp
clang -rewrite-objc main.m
可得到關(guān)鍵cpp代碼如下

typedef void (*MyBlock)(void);

struct __Block_byref_autoValue_0 {
  void *__isa;
__Block_byref_autoValue_0 *__forwarding;
 int __flags;
 int __size;
 int autoValue;
};

struct __main_block_impl_0 {
  struct __block_impl impl;
  struct __main_block_desc_0* Desc;
  __Block_byref_autoValue_0 *autoValue; // by ref
  __main_block_impl_0(void *fp, struct __main_block_desc_0 *desc, __Block_byref_autoValue_0 *_autoValue, int flags=0) : autoValue(_autoValue->__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_autoValue_0 *autoValue = __cself->autoValue; // bound by ref

        (autoValue->__forwarding->autoValue) = 2;
    }
static void __main_block_copy_0(struct __main_block_impl_0*dst, struct __main_block_impl_0*src) {_Block_object_assign((void*)&dst->autoValue, (void*)src->autoValue, 8/*BLOCK_FIELD_IS_BYREF*/);}

static void __main_block_dispose_0(struct __main_block_impl_0*src) {_Block_object_dispose((void*)src->autoValue, 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*);
  void (*dispose)(struct __main_block_impl_0*);
} __main_block_desc_0_DATA = { 0, sizeof(struct __main_block_impl_0), __main_block_copy_0, __main_block_dispose_0};
int main(int argc, char * argv[]) {
    __attribute__((__blocks__(byref))) __Block_byref_autoValue_0 autoValue = {(void*)0,(__Block_byref_autoValue_0 *)&autoValue, 0, sizeof(__Block_byref_autoValue_0), 1};
    MyBlock co_block = ((void (*)())&__main_block_impl_0((void *)__main_block_func_0, &__main_block_desc_0_DATA, (__Block_byref_autoValue_0 *)&autoValue, 570425344));
    (autoValue.__forwarding->autoValue) = 3;
    ((void (*)(__block_impl *))((__block_impl *)co_block)->FuncPtr)((__block_impl *)co_block);
    (autoValue.__forwarding->autoValue) = 999;
    return 0;;
}
static struct IMAGE_INFO { unsigned version; unsigned flag; } _OBJC_IMAGE_INFO = { 0, 2 };

由上面cpp代碼可知
當自動變量被加上__block后，原本的變量就替換為一個結(jié)構(gòu)體類型夏跷，這個結(jié)構(gòu)體中存在原本的自動變量int autoValue和哼转，和一個__forwarding指針，這個指針的類型是此結(jié)構(gòu)體槽华，而Block內(nèi)部訪問和后續(xù)Block外面訪問這個自動變量全部替換成如下
新變量->__forwarding->原變量同類型變量
如

(autoValue.__forwarding->autoValue) = 3;
(autoValue.__forwarding->autoValue) = 999;

注意

對自動變量加__block其實和block沒有必要的聯(lián)系壹蔓。
就算沒有block捕獲自動變量，我們對一個自動變量加上__block猫态，oc也會在編譯時把他替換為一個結(jié)構(gòu)體類型佣蓉。如

int main(int argc, char * argv[]) {
    __block int autoValue = 1;
    autoValue = 999;
    return 0;;
}

轉(zhuǎn)化后如下

struct __Block_byref_autoValue_0 {
  void *__isa;
__Block_byref_autoValue_0 *__forwarding;
 int __flags;
 int __size;
 int autoValue;
};
int main(int argc, char * argv[]) {
    __attribute__((__blocks__(byref))) __Block_byref_autoValue_0 autoValue = {(void*)0,(__Block_byref_autoValue_0 *)&autoValue, 0, sizeof(__Block_byref_autoValue_0), 1};
    (autoValue.__forwarding->autoValue) = 999;
    return 0;;
}
static struct IMAGE_INFO { unsigned version; unsigned flag; } _OBJC_IMAGE_INFO = { 0, 2 };

對象類型也同理。

總結(jié)

__block的作用就是原地構(gòu)建一個新的結(jié)構(gòu)體來替換原本的自動變量亲雪，使得block捕獲這個自動變量時勇凭，可以使用指針訪問，這樣就可以修改這個自動變量的值了义辕。

需要注意的是
這個自動變量被替換為結(jié)構(gòu)體后虾标，其實還是一個自動變量，生命周期會隨著函數(shù)結(jié)束而結(jié)束灌砖，但是平常使用的Block一般都是存放在堆區(qū)的璧函，而且Block里面的變量也是存在堆區(qū)，Bloc捕獲外面的自動變量時基显，會將變量從椪合牛空間copy 到堆空間。

當__block變量是在椓糜模空間库继，其__forwarding指針指向自身，當變量從棧空間copy到堆空間時宪萄，原來椌俗空間的變量的forwarding指向了新創(chuàng)建的變量（堆空間上），這樣block里面也能改變原變量雨膨。