iOS - block理解

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在 iOS中, block一共分三种。

(1)全局静态 block,不会访问任何外部变量,执行完就销毁。

 ^{       
  NSLog(@"Hello World!");    
}();

(2)保存在栈中的 block,当函数返回时会被销毁,和第一种的区别就是调用了外部变量。

 [UIView animateWithDuration:3 animations:^{  
             self.view.backgroundColor = [UIColor redColor];  
  }];

(3)保存在堆中的 block,当引用计数为 0 时会被销毁。例如按钮的点击事件,一直存在,即使执行过,也不销毁,因为按钮还可能被点击,持有按钮的View被销毁,它才会被销毁。

#import <UIKit/UIKit.h> 
typedef void(^ButtonClickBlcok)();
@interface TestView : UIView 
@property (nonatomic, copy) ButtonClickBlcok buttonClickBlcok;
@end

#import "TestView.h"
@implementation TestView 
- (IBAction)buttonClick:(id)sender {        
if (self.buttonClickBlcok) {      
  self.buttonClickBlcok();    
}}
@end

block捕获变量

一般的局部变量默认是auto修饰(自动变量)离开作用域就销毁。

1.局部变量auto(自动变量)

int age = 20;  // 或 auto int age = 20;  auto可省略
void (^block)(void) =  ^{
    NSLog(@"age is %d",age);
};
age = 25;
       
block();  // 调用

运行后,打印的是 20。可见,直接把age的值 20传到了block中,后面再修改age的值,并不能改变block里面的age值。

  • 结论:auto修饰的局部变量,是值传递。

其实也很好理解,因为auto修饰的局部变量,离开作用域就销毁了。

2.局部变量 static

static修饰的局部变量,不会被销毁

static int age = 20;  
void (^block)(void) =  ^{
    NSLog(@"age is %d",age);
};
age = 25;
       
block();  // 调用

运行后,打印的是 25。可见,用static修饰后,同样的操作,block里的age值会产生变化。

  • 结论:static修饰的局部变量,是指针传递。

指针传递可能导致访问的时候,该变量已经销毁,程序会出问题。

3.全局变量

int age1 = 11;
static int height1 = 22;

...

void (^block)(void) =  ^{
    NSLog(@"age1 is %d height1 = %d",age1,height1);
};
age1 = 31;
height1 = 33;
block();  // 调用

打印:age1 is 31 height1 = 33

这个情况,并没有捕获全局变量。访问的时候,是直接去访问的,根本不需要捕获。

全局变量本来就是在哪里都可以访问的,所以无需捕获。

关键字__block

上面讨论的是,在block的外部 修改捕获变量的值。那么,如果需要在block代码块内 修改捕获变量的值呢?有3种方法修改局部变量。

1.把局部变量写成全局变量

即,上面提到的第3种情况,这里不再累赘。

全局变量是所有地方都可访问的,在block内部也可以直接操作它的内存地址。调用完block之后,全局变量指向的地址的值已经被更改。

2.把局部变量用static修饰

即,上面提到的第2种情况,这里不再累赘。

当局部变量用static修饰之后,这个block内部会把变量的地址捕获了。这样的话,当然在block内部可以修改局部变量了。

以上两种方法,虽然可以达到在block内部修改局部变量的目的,但缺点是变量无法及时销毁,会一直存在内存中。而很多时候,我们只需要临时用一下,当不用的时候,能销毁掉。那么就需要第3种方法__block

3.关键字__block

把局部变量用__block修饰。

__block int age = 20;  
void (^block)(int a) =  ^{
    age = a;
    NSLog(@"age is %d",age);
}; 
block(33);  // 调用

打印 age is 33

注意:__block不能修饰全局变量、静态变量static

——>下面来探索__block的底层:

因为捕获了__block变量age,这个时候block的底层结构体为:

struct __main_block_impl_0 {
  struct __block_impl impl;
  struct __main_block_desc_0* Desc;
  __Block_byref_age_0 *age;      // by ref
    // fp是函数地址  desc是描述信息  __Block_byref_age_0 类型的结构体  *_age  flags标记
  __main_block_impl_0(void *fp, struct __main_block_desc_0 *desc, __Block_byref_age_0 *_age, int flags=0) : age(_age->__forwarding) {
    impl.isa = &_NSConcreteStackBlock;
    impl.Flags = flags;
    impl.FuncPtr = fp; //fp是函数地址
    Desc = desc;
  }
};

相比一般的block,发现多了__Block_byref_age_0类型的结构体,其具体结构是:

struct __Block_byref_age_0 {
    void *__isa; //isa指针
    __Block_byref_age_0 *__forwarding; // 指向自身的指针
    int __flags;
    int __size;
    int age; //使用值
};

这个结构是因为__block变量产生的。其中第二个__forwarding存放指向自身的指针,第五个age里面存放局部变量。

  • __block底层原理和逻辑:
    编译器会将__block变量 包装成一个对象。调用变量时,根据__Block_byref_age_0里的__forwarding,找到变量age所在的内存,然后修改值。

block访问OC对象

上面讨论的都是block访问变量。如果访问OC对象,又会如何?

NSObject *obj = [[NSObject alloc] init];
void (^block)(void) =  ^{
    NSLog(@"%@",obj);
}; 
block( );  // 调用

这时,block的结构体如下

struct __main_block_impl_0 {
  struct __block_impl impl;
  struct __main_block_desc_0* Desc;
  // ——>
  NSObject *__strong obj;
  __main_block_impl_0(void *fp, struct __main_block_desc_0 *desc, NSObject *__strong _obj, int flags=0) : obj(_obj) {
    impl.isa = &_NSConcreteStackBlock;
    impl.Flags = flags;
    impl.FuncPtr = fp;
    Desc = desc;
  }
};

内部 会根据代码中的修饰符(__strong、__weak、__unsafe_unretained)而对其进行强引用或弱引用。

  • 堆空间的block 对其捕获的__block变量会形成强引用。

因此,虽然栈上的局部变量随时会销毁。但对于__block修饰的局部变量,却有了强引用。

栈上的block,并不会对 任何捕获的变量产生强引用。

block循环引用问题

typedef void (^YZBlock) (void);

@interface YZPerson : NSObject

@property (copy, nonatomic) YZBlock block;
@property (assign, nonatomic) int age;

@end

{
    YZPerson *person = [[YZPerson alloc] init];
    person.age = 10;
    person.block = ^{
         NSLog(@"person.age--- %d",person.age);
    }; 
}

程序结束,person都没有释放,造成了内存泄漏。

原因:block会自动copy到堆上(block内部的变量person也会被copy到堆上)并且block对person强引用。而本来,block就是person的属性,person对block强引用。互相强引用,谁都释放不了。

解决循环引用

有3种方式来解决:

1.关键字__weak
{
    YZPerson *person = [[YZPerson alloc] init];
    person.age = 10;
    
    __weak YZPerson *weakPerson = person;
    person.block = ^{
         NSLog(@"person.age--- %d",  weakPerson.age);
    }; 
}

当局部变量消失时候,对于YZPseson来说,只有一个弱指针指向它,那它就销毁,然后block也销毁。

2.关键字__unsafe_unretained

跟上面的也类似,能够解决循环引用。但是不安全,指向的对象销毁时,指针存储的地址值不变。

3.关键字__block
__block YZPerson *person = [[YZPerson alloc] init];
person.block = ^{
    NSLog(@"person.age--- %d",person.age);
       
    person = nil;   //这一句 不能少
};

这个方法的本质是,在block内部改变 局部变量的值(置nil

在ARC下,上面三种方式对比,最好的是__weak
在MRC下,因为不支持弱指针__weak,只能用__unsafe_unretained__block来解决循环引用。

小例子

void test1() {
       int  a = 10;
       void (^block) () = ^{
            NSLog(@"a is %d",a);
       }
       a = 20;
       block();//a = 10
}

void test2() {
       __block int a = 10;
       void (^block) () = ^{
             NSLog(@"a is %d",a);
       }
       a = 20;
       block();// a = 20
}

void test3() {
       static int a = 10;
       void (^block) () = ^{
             NSLog(@"a is %d",a);
       }
       a = 20;
       block();//a = 20
}

int a = 10;
void test4() {
       void (^block) () = ^{
             NSLog(@"a is %d",a);
       };
       a = 20;
       block();//20
}

为什么加上 __block就可以修改外部的变量了?

我们都知道:Block不允许修改外部变量的值,这里所说的外部变量的值,指的是栈中指针的内存地址。__block
所起到的作用就是只要观察到该变量被 block 所持有,就将“外部变量”在栈中的内存地址放到了堆中。进而在block内部也可以修改外部变量的值。