iOS 底层原理：block 分析上

前言

本篇将会介绍block的类型、循环引用和一些相关的面试题，并在下一篇文章对这些上层表现用底层源码进行验证和分析。

一、block 的类型

GlobalBlock
- 位于全局区
- 在Block内部不使用外部变量，或者只使用静态变量和全局变量
MallocBlock
- 位于堆区
- 在Block内部使用局部变量或者OC属性，并且赋值给强引用或者Copy修饰的变量
StackBlock
- 位于栈区
- 与MallocBlock一样，可以在内部使用局部变量或者OC属性，但是不能赋值给强引用或者Copy修饰的变量

GlobalBlock示例：

- (void)viewDidLoad {
    void (^block)(void) = ^{
    
    };
    NSLog(@"%@",block);
}
打印结果：
<__NSGlobalBlock__: 0x104171100>

MallocBlock示例：

- (void)viewDidLoad {
    int a = 18;
    void (^block)(void) = ^{ // 默认强引用
        NSLog(@"ssl - %d",a);
    };
    NSLog(@"%@",block);
}
打印结果：
<__NSMallocBlock__: 0x6000012b5ce0>

StackBlock示例：

- (void)viewDidLoad {
    int a = 18;
    void (^__weak block)(void) = ^{ // 弱引用
        NSLog(@"ssl - %d",a);
    };
    NSLog(@"%@",block);
}
打印结果：
<__NSStackBlock__: 0x7ffee5569408>

二、block 面试题

1）

- (void)blockDemo {
    
    // 第一次
    NSObject *objc = [NSObject new];
    NSLog(@"%ld",CFGetRetainCount((__bridge CFTypeRef)(objc)));
    
    // 第二次
    void(^strongBlock)(void) = ^{
        NSLog(@"---%ld",CFGetRetainCount((__bridge CFTypeRef)(objc)));
    };
    strongBlock();

    // 第三次
    void(^__weak weakBlock)(void) = ^{
        NSLog(@"---%ld",CFGetRetainCount((__bridge CFTypeRef)(objc)));
    };
    weakBlock();
    
    // 第四次
    void(^mallocBlock)(void) = [weakBlock copy];
    mallocBlock();
}
执行结果：
---1
---3
---4
---5

第一次打印，只是初始化，引用计数为1。
第二次打印，栈block对objc进行捕获引用计数+1，栈内存赋值到堆内存引用计数再+1，所以这时引用计数为3。
第三次打印，因为是弱引用，栈block对objc进行捕获引用计数+1，所以这时引用计数为4。
第四次打印，栈block赋值到堆block引用计数+1，所以这时引用计数为5。

2）

- (void)blockDemo {
    int a = 18;
    void(^__weak block1)(void) = nil;
    {
        void(^__weak block2)(void) = ^{
            NSLog(@"---%d", a);
        };
        block1 = block2;
        NSLog(@"1 - %@ - %@",block1,block2);
    }
    block1();
}
执行结果：
1 - <__NSStackBlock__: 0x7ffeeb3b33e0> - <__NSStackBlock__: 0x7ffeeb3b33e0>
---18

block2和block1都是是栈block，作用域在blockDemo3函数内都是有效的，所以block1()也就可以正常执行。

3），将上面代码中block2的__weak修饰符去掉：

block2和block1都是是堆block，block2在代码块内创建，只在代码块中有效，出了代码块就会销毁，block1又指向block2，所以调用block1()会崩溃。

三、block 循环引用

循环引用示例代码

typedef void(^SSLBlock)(void);
- (void)viewDidLoad {
    [super viewDidLoad];
    
    // 循环引用
    self.name = @"ssl";
    self.block = ^(void) {
        NSLog(@"%@",self.name);
    };
    
    // 不循环引用
    [UIView animateWithDuration:1 animations:^{
        NSLog(@"%@",self.name);
    }];
}

第一段代码因为block和self相互持有，所以产生了循环引用。
第二段代码self并没有持有view，所以不会产生循环应用。

__weak 解决循环引用

- (void)viewDidLoad {
    [super viewDidLoad];
    
    self.name = @"ssl";
    __weak typeof(self) weakSelf = self;
    self.block = ^(void) {
        NSLog(@"%@",weakSelf.name);
    };
}

weakSelf弱引用self，引用计数不会加1，所以即使weakSelf被block持有，也不会增加self的引用计数不会产生循环引用。

如果block中有异步操作，我们又想让页面返回以后操作还能正常执行，那么就需要加入strongSelf：

- (void)viewDidLoad {
    [super viewDidLoad];
    
    self.name = @"ssl";
    __weak typeof(self) weakSelf = self;
    self.block = ^(void){
        __strong __typeof(weakSelf)strongSelf = weakSelf;
        dispatch_after(dispatch_time(DISPATCH_TIME_NOW, (int64_t)(2 * NSEC_PER_SEC)), dispatch_get_main_queue(), ^{
            NSLog(@"%@",strongSelf.name);
        });
    };
    self.block();
}

这里有个疑问的点是strongSelf是强引用，它是不是又会引发循环引用呢，不会的因为它是个临时变量，作用域结束就释放了。

手动置 nil 解决循环引用

- (void)viewDidLoad {
    [super viewDidLoad];
    
    self.name = @"ssl";
    __block ViewController *vc = self;
    self.block = ^(void) {
        NSLog(@"%@",vc.name);
        vc = nil;
    };
    self.block();
}

这种方式也可以解决循环引用，但是有个缺点是block必须被调用，只有block被调用了vc才能被置为nil，否则还是会产生循环引用。
这里必须要使用__block否则会报错，下一篇文章将会进行解析。

传参数解决循环引用

typedef void(^SSLBlock)(ViewController *vc);

- (void)viewDidLoad {
    [super viewDidLoad];
    
    self.name = @"ssl";
    self.block = ^(ViewController *vc) {
        NSLog(@"%@",vc.name);
    }; 
    self.block(self);
}

block会对外部变量进行捕获，这里通过参数传进来，参数不需要进行捕获，所以可以解决循环引用。

四、block 循环引用的面试题

1）

static ViewController *staticSelf_;

@implementation ViewController

- (void)viewDidLoad {
    [super viewDidLoad];
    [self blockWeak_static];
}
- (void)blockWeak_static {
    __weak typeof(self) weakSelf = self;
    staticSelf_ = weakSelf;
}
@end

这段代码也是内存泄漏的，weakSelf是弱引用，但它也是指向了self的内存空间的只是引用计数不加1而已，通过staticSelf_ = weakSelf这段代码，staticSelf_也是指向了self的内存空间，这会使引用计数加1，staticSelf_是全局静态变量并不会释放，self也就不会释放因此产生了内存泄漏。

2）

typedef void(^SSLBlock)(void);

@interface ViewController ()
@property (nonatomic, copy) SSLBlock doWork;
@property (nonatomic, copy) SSLBlock doStudent;
@end

@implementation ViewController

- (void)viewDidLoad {
    [super viewDidLoad];
    [self block_weak_strong];
}
- (void)block_weak_strong {
    __weak typeof(self) weakSelf = self;
    self.doWork = ^{
        __strong typeof(self) strongSelf = weakSelf;
        weakSelf.doStudent = ^{
            NSLog(@"%@", strongSelf);
        };
       weakSelf.doStudent();
    };
   self.doWork();
}
@end

这段代码会循环引用，doWork内的strongSelf是当前作用域下的临时变量不会产生循环引用，doStudent会对strongSelf进行捕获，因此产生了循环引用，注意删掉weakSelf.doStudent()一样会循环引用。