日志8. Block

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① block定义

带有自动变量(局部变量)的匿名函数叫做block,又叫做匿名函数代码块

② block分类

block主要有三种类型

  • __NSGlobalBlock__:全局block,存储在全局区

此时的block无参也无返回值,属于全局block

  • __NSMallocBlock__:堆区block,因为block既是函数,也是对象

此时的block会访问外界变量,即底层拷贝a,所以是堆区block

  • __NSStackBlock__:栈区block

其中局部变量a在没有处理之前(即没有拷贝之前)是 栈区block, 处理后(即拷贝之后)是堆区block ,目前的栈区block越来越少了

这个情况下,可以通过__weak不进行强持有,block就还是栈区block

总结:

  • block直接存储在全局区
  • 如果block访问外界变量,并进行block相应拷贝,即copy操作
    • 如果此时的block是强引用,则block存储在堆区,即堆区block
    • 如果此时的block通过__weak变成了弱引用,则block存储在栈区,即栈区block

二、Block循环引用

① 循环引用的分析

  • 正常释放:是指A持有B的引用,当A调用dealloc方法,给B发送release信号,B收到release信号,如果此时BretainCount(即引用计数)为0时,则调用Bdealloc方法

  • 循环引用A、B相互持有,所以导致A无法调用dealloc方法给B发送release信号,而B也无法接收到release信号.所以A、B此时都无法释放

② 解决循环引用

请问下面两段代码有循环引用吗?

  • 代码一种发生了循环引用,因为在block内部使用了外部变量name,导致block持有了self,而self原本是持有block的,所以导致了self和block的相互持有.
  • 代码二中无循环引用,虽然也使用了外部变量,但是self并没有持有animationblock,仅仅只有animation持有self,不构成相互持有.

解决循环引用常见的方式有以下几种:

  • 方式①: weak-strong-dance -- 强弱共舞
  • 方式②: __block修饰对象(需要注意的是在block内部需要置空对象,而且block必须调用)
  • 方式③: 传递对象self作为block的参数,提供给block内部使用
  • 方式④: 使用NSProxy

②.1 方式①: weak-strong-dance

  • 如果block内部并未嵌套block,直接使用__weak修饰self即可

此时的weakSelfself指向同一片内存空间,且使用__weak不会导致self的引用计数发生变化,可以通过打印weakSelfself的指针地址,以及self的引用计数来验证,如下所示

  • 如果block内部嵌套block,需要同时使用__weak__strong

其中strongSelf是一个临时变量,在block的作用域内,即内部block执行完就释放strongSelf

这种方式属于打破self对block的强引用,依赖于中介者模式,属于自动置为nil,即自动释放

②.2 方式②: __block修饰变量

这种方式同样依赖于中介者模式,属于手动释放,是通过__block修饰对象,主要是因为__block修饰的对象是可以改变的 

需要注意的是这里的block必须调用,如果不调用blockvc就不会置空,那么依旧是循环引用,selfblock都不会被释放.

②.3 方式③: 对象self作为参数

主要是将对象self作为参数,提供给block内部使用,不会有引用计数问题 

②.4 方式④: NSProxy 虚拟类

  • OC是只能单继承的语言,但是它是基于运行时的机制,所以可以通过NSProxy来实现伪多继承,填补了多继承的空白

  • NSProxyNSObject是同级的一个类,也可以说是一个虚拟类,只是实现了NSObject的协议

  • NSProxy其实是一个消息重定向封装的一个抽象类,类似一个代理人,中间件,可以通过继承它,并重写下面两个方法来实现消息转发到另一个实例

    - (void)forwardInvocation:(NSInvocation *)invocation;
    - (nullable NSMethodSignature *)methodSignatureForSelector:(SEL)sel
    
  • 1. NSProxy是一个抽象的基类,是根类,与NSObject类似

  • 2. NSProxyNSObject都实现了<NSObject>协议

  •  3. 提供了消息转发的通用接口

**
使用场景**

NSProxy的使用场景主要有两种

  • 实现多继承功能
  • 解决了NSTimer&CADisplayLink创建时对self强引用问题,参考YYKitYYWeakProxy

循环引用解决原理 主要是通过自定义的NSProxy类的对象来代替self,并使用方法实现消息转发

下面是NSProxy子类的实现以及使用的场景

  • 自定义一个NSProxy的子类CJLProxy ![](https://p9-juejin.byteimg.com/tos-cn-i-k3u1fbpfcp/797421aa58a84ee7b470ed03fd436a68~tplv-k3u1fbpfcp-watermark.image)

  • 自定义TCJCat类和TCJDog

  • 通过TCJProxy实现多继承功能

  • 通过TCJProxy解决定时器中self的强引用问题

②.5 总结

循环引用的解决方式从根本上来说就两种,以self -> block -> self为例

  • 打破selfblock的强引用,可以block属性修饰符使用weak,但是这样会导致block还每创建完就释放了,所以从这里打破强引用行不通
  • 打破blockself的强引用,主要就是self的作用域和block作用域的通讯,通讯有代理、传值、通知、传参等几种方式,用于解决循环,常见的解决方式如下:
    • weak-strong-dance
    • __block(block内对象置空,且调用block)
    • 将对象self作为block的参数
    • 通过NSProxy的子类代替self

三、Block底层原理

主要是通过clang断点调试等方式分析Block底层

③.1 block本质

  • 定义block.c文件

  • 通过xcrun -sdk iphonesimulator clang -arch x86_64 -rewrite-objc block.c,将block.c 编译成 block.cpp,其中block在底层被编译成了以下的形式

通过简化我们知道:相当于block等于__main_block_impl_0,是一个函数

  • 查看__main_block_impl_0,是一个结构体,同时可以说明block是一个__main_block_impl_0类型的对象,这也是为什么block能够%@打印的原因.

总结:block本质对象、函数、结构体,由于block函数没有名称,也被称为匿名函数代码块

block通过clang编译后的源码间的关系如下所示,以__block修饰的变量为例

③.1.1 block为什么需要调用

在底层block的类型为__main_block_impl_0结构体,通过其同名构造函数创建,第一个传入的block的内部实现代码块,即__main_block_func_0,用fp表示,然后赋值给implFuncPtr属性,然后在main中进行了调用,这也是block为什么需要调用的原因.如果不调用,block内部实现的代码块将无法执行,可以总结为以下两点

  • 函数声明:即block内部实现声明成了一个函数__main_block_func_0
  • 执行具体的函数实现:通过调用blockFuncPtr指针,调用block执行

③.1.2 block是如何获取外界变量的

  • 定义一个变量,并在block中调用
  • 底层编译成下面这样

__main_block_func_0中的a值拷贝,如果此时在block内部实现中作 a++操作,是有问题的,会造成编译器的代码歧义,即此时的a是只读的.

总结:block捕获外界变量时,在内部会自动生成同一个属性来保存

③.1.3 __block的原理

  • a加一个__block,然后在block中对a进行++操作

底层编译为如下

  • main中的a是通过外界变量封装的对象
  • __main_block_impl_0中,将对象a的地址&a给构造函数
  • __main_block_func_0内部对a的处理是指针拷贝,此时创建的对象a与传入对象的a指向同一片内存空间

总结:

  • 外界变量通过__block生成__Block_byref_a_0结构体
  • 结构体用来保存原始变量的指针和值
  • 将变量生成的结构体对象的指针地址传递给block,然后在block内部就可以对外界变量进行操作了

上面__block非__block修饰局部变量产生两种不同的拷贝

  • 非__block修饰值拷贝 - 深拷贝,只是拷贝数值,且拷贝的值不可更改,指向不同的内存空间,案例中普通变量a就是值拷贝
  • __block修饰指针拷贝 - 浅拷贝生成的对象指向同一片内存空间,案例中经过__block修饰的变量a就是指针拷贝

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