让我们来深入浅出block吧

开始之前,我想先提几个问题,看看大家是否对此有疑惑。唐巧已经写过一篇对block很有研究的文章,大家可以去看看(本文会部分引用巧哥文中出现的图和代码)。在巧哥的基础上,我补充一些block相关的知识点和代码,并且概括并修正一些观点。

1.block是什么?block是对象吗?

2.block分为哪几种?__blcok关键字的作用?

3.block在ARC和MRC下的区别?

4.block的生命周期?

5.block对于以参数形式传进来的对象,会不会强引用??


block是什么?block是对象吗?

先介绍一下什么是闭包。在 wikipedia 上,闭包的定义) 是:

In programming languages, a closure is a function or reference to a function together with a referencing environment—a table storing a reference to each of the non-local variables (also called free variables or upvalues) of that function.

翻译过来,闭包是一个函数(或指向函数的指针),再加上该函数执行的外部的上下文变量(有时候也称作自由变量)。

block 实际上就是 Objective-C 语言对于闭包的实现。

block是不是对象?答案显而易见:是的。

下图是block的数据结构定义,显而易见,在Block_layout里,我们看到了isa指针,这里我们不具体对isa指针展开,也不对block具体数据结构展开,想了解详细可以看唐巧的文章。

回到上文,为什么说block是对象呢,原因就在于isa指针。那么这个isa指针是何物呢?

所有对象的都有isa 指针,用于实现对象相关的功能。

看到这,你应该明白,block其实就是objc对于闭包的对象实现。

 

block的数据结构

block分为哪几种?__blcok关键字的作用?

分为三种,即NSConcreteGlobalBlock、NSConcreteStackBlock、NSConcreteMallocBlock。

详细剖析这三种block,首先是NSConcreteGlobalBlock:

简单地讲,如果一个block钟没有引用外部变量并且没有被其他对象持有,就是NSConcreteGlobalBlock。

如下图所示:

NSConcreteGlobalBlock

 

需要注意的是,NSConcreteGlobalBlock是全局的block,在编译期间就已经决定了,如同宏一样。

 

什么是NSConcreteStackBlock呢:

可以这么理解,NSConcreteStackBlock就是引用了外部变量的block,上代码:

NSConcreteStackBlock

 

OK,我们已经知道了NSConcreteStackBlock,那么它和NSConcreteGlobalBlock有什么区别呢?难道仅仅是引用了外部变量与否的区别吗?答案是否定的。

其实NSConcreteStackBlock内部会有一个结构体__main_block_impl_0,这个结构体会保存外部变量,使其体积变大。而这就导致了NSConcreteStackBlock并不像宏一样,而是一个动态的对象。而它由于没有被持有,所以在它的内部,它也不会持有其外部引用的对象。

证据如下:

 

NSConcreteStackBlock不会持有外部对象

从打印的日志可以看出,引用计数始终没变。

NSConcreteMallocBlock:

看似最为神秘的NSConcreteMallocBlock其实就是一个block被copy时,将生成NSConcreteMallocBlock(block没有retain)。怎么样,是不是很简单0 0

NSConcreteMallocBlock

 

需要注意的是,NSConcreteMallocBlock会持有外部对象!

NSConcreteMallocBlock会持有外部对象

 

看到了吧,只要这个NSConcreteMallocBlock存在,内部对象的引用计数就会+1。

下面来说说__block这个关键字:

先上一个例子,你们很快就会明白了

__block example1

 

没错,前文说过,block引用外部是以捕获的形式来捕捉的,而没有声明__block,则会将外部变量copy进block,若用了__block,则是复制其引用地址来实现访问。这就是为什么声明了__block,在block内部改变就会对外有影响的原因了。

注意!!这里需要知道的是,在MRC环境下,如果没有用__block,会对外部对象采用copy的操作,而用了__block则不会用copy的操作。

上代码:

__block example2

 

哈哈哈,怎么样,所以从更底层的角度来说,在MRC环境下,__block根本不会对指针所指向的对象执行copy操作,而只是把指针进行的复制。而这一点往往是很多新手&老手所不知道的!

而在ARC环境下,对于声明为__block的外部对象,在block内部会进行retain,以至于在block环境内能安全的引用外部对象,所以要谨防循环引用的问题!


block在ARC和MRC下的区别?

首先要指正下巧哥博客的观点:

在 ARC 开启的情况下,将只会有 NSConcreteGlobalBlock 和 NSConcreteMallocBlock 类型的 block。

在上面介绍NSConcreteStackBlock的时候,是在ARC环境下跑的,而打印出来的日志明确的显示出,当时的block类型为NSConcreteStackBlock。

而实际上,为什么大家普遍会认为ARC下不存在NSConcreteStackBlock呢?

这是因为本身我们常常将block赋值给变量,而ARC下默认的赋值操作是strong的,到了block身上自然就成了copy,所以常常打印出来的block就是NSConcreteMallocBlock了。

so,在ARC下,大部分的应用场景下,几乎可以说是全部都为NSConcreteMallocBlock或者是NSConcreteGlobalBlock。那么问题来了,我们知道NSConcreteMallocBlock是会持有外部变量的,而此时如果它所持有的外部变量正好又持有它,就会产生循环引用的问题。

让我们来聊聊block的生命周期!


block的生命周期?

谈到block生命周期,其实这是一个非常严肃的话题,虽然block简单易用,老少皆宜,但是一旦使用不慎容易造成“强撸灰飞烟灭”的后果(内存泄露)。

ps:接下来的例子都用ARC来展示了

首先展示:

循环引用

 

不用看了,这个object永远也不会被释放,这是一个很典型的循环引用情形。object持有了block(读者可以想象此处为何为NSConcreteMallocBlock,提示:在ARC环境下),而block又持有了object,于是造成死锁,object再也不会被释放了。此时机智的编译器给了你warning,但是在很多复杂的情况下,编译器并不能识别出循环引用的场景。而此时你就需要注意了!

那么,我是如何来处理block的生命周期相关问题的呢,首先前文提到,block是一个对象,既然是一个对象,它必然有着和对象一样的生命周期即如果没有被引用就会被释放。

所以block的生命周期归结起来很简单,只要看持有block的对象是不是也被block持有,如果没有持有,就不用担心循环引用问题了。

但是像上面的情况,如果产生相互持有的情况该肿么办!

你可以用__weak(ARC)或__block(MRC)来解决:

weak解决循环引用

 

看,现在就可以愉快的释放了。

block对于以参数形式传进来的对象,会不会强引用?

唉,不知不觉已经快半夜2点了,对于这部分的话,其实也是闲着蛋疼在想这个问题。

其实block与函数和方法一样,对于传进来的参数,并不会持有

证据如下:

block不会持有参数对象

总结:

到这里,对于block的介绍结束了。实际运用中其实不用太关心这些原理的,只需要正确掌握好block的生命周期就可以灵活地运用block了。但是对于一个资深开发者来说,block的深层次掌握还是必须的!

 

好的,下次再见!

欢迎大家关注我的微博,我会经常在上面分享一些大家感兴趣的东西。

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