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前言
作为 iOS 开发,咱们素日里会高频应用 block,block 十分重要,在学习 Swift 闭包时,我忽然感觉能够将 Objective-C block 和 Swift 闭包 一起比照学习。
如果你针对上面的问题曾经有了比拟深的了解,那么能够略过本篇文章:
- block 的数据结构
- block 的内存机制
- block 和 weakify/strongify 的关联
- Swift 闭包和 Objective-C block 的区别
- dispatch_block_t 的利用场景
一、block 的数据结构
(一)block 语法解析
作为硬核派,理解 block 数据结构咱们必定不能 Google 他人的论断,咱们有本人的 clang 工具,应用 clang 工具,能够将 OC 代码转成 C++ 代码。
首先,咱们筹备 main.m
这个类,类内容为:
// main.m
int main() {return 1;}
咱们切到 main.m
类所在文件夹,应用指令xcrun -sdk iphoneos clang -arch arm64 -rewrite-objc main.m
,发现语法解析生成的 cpp 代码如下main.cpp
:
// main.cpp
#import <UIKit/UIKit.h>
int main() {void (^block)(void) = ^ {NSLog(@"Hello World!");
};
block();
return 1;
}
接着咱们在 main.m
中增加 block
代码:
// main.m
int main() {void (^block)(void) = ^ { };
block();
return 1;
}
持续应用 clang
解析main.m
,发现生成的 cpp 代码如下:
// main.cpp
struct __main_block_impl_0 {
struct __block_impl impl;
struct __main_block_desc_0* Desc;
__main_block_impl_0(void *fp, struct __main_block_desc_0 *desc, int flags=0) {
impl.isa = &_NSConcreteStackBlock;
impl.Flags = flags;
impl.FuncPtr = fp;
Desc = desc;
}
};
static void __main_block_func_0(struct __main_block_impl_0 *__cself) {NSLog((NSString *)&__NSConstantStringImpl__var_folders_9b_w0ymsg0n3yqdlb90w49xqmz40000gn_T_main_2428cf_mi_0);
}
static struct __main_block_desc_0 {
size_t reserved;
size_t Block_size;
} __main_block_desc_0_DATA = {0, sizeof(struct __main_block_impl_0)};
int main() {void (*block)(void) = ((void (*)())&__main_block_impl_0((void *)__main_block_func_0, &__main_block_desc_0_DATA));
((void (*)(__block_impl *))((__block_impl *)block)->FuncPtr)((__block_impl *)block);
return 1;
}
static struct IMAGE_INFO {unsigned version; unsigned flag;} _OBJC_IMAGE_INFO = {0, 2};
去除强制转换后咱们能够看出申明 block 的时候,block 底层调用了 __main_block_iml_0
构造体,传入的参数别离是 __main_block_func_0(办法函数)
和&__main_block_desc_0_DATA(构造体地址)
。
(二)block Cpp 数据结构解析
1.__main_block_func_0 的办法代码段
// 须要传入的参数是构造体:__main_block_impl_0
static void __main_block_func_0(struct __main_block_impl_0 *__cself) {NSLog((NSString *)&__NSConstantStringImpl__var_folders_9b_w0ymsg0n3yqdlb90w49xqmz40000gn_T_main_2428cf_mi_0);
}
}
能够看到,这个函数体中传入了 __cself
和 block 中调用的办法 NSLog
。
2. __main_block_desc_0_DATA 的构造体代码段
static struct __main_block_desc_0 {
size_t reserved; // 作用不大,不须要理睬
size_t Block_size; // 整个 block 的在内存中占的字节大小
} __main_block_desc_0_DATA = {0, sizeof(struct __main_block_impl_0)};// 计算 blcok 主构造体__main_block_impl_0 的大小
总的来言,此构造体就是为了保留 block 构造体的大小
3. __main_block_impl_0
__main_block_impl_0
是承载 block
最重要的构造,钻研 __main_block_impl_0
能够从两个方面。
struct __main_block_impl_0 {
struct __block_impl impl;
struct __main_block_desc_0* Desc;
__main_block_impl_0(void *fp, struct __main_block_desc_0 *desc, int flags=0) {
impl.isa = &_NSConcreteStackBlock;
impl.Flags = flags;
impl.FuncPtr = fp;
Desc = desc;
}
};
能够发现,__main_block_impl_0
构造中次要蕴含了两个构造体:
- struct __block_impl impl:函数指针
- struct __main_block_desc_0* Desc:block 大小等内存信息
__block_impl
和 __main_block_desc_0
均由构建 block
的办法传入,比方下面咱们构建 block 传入的两个参数:__main_block_func_0
和 __main_block_desc_0
,就是用来构建 impl
和 Desc
的。
二、block 束缚问题
通过剖析一般 block
函数的 Cpp 构造,咱们明确了 block
函数的根本数据结构,上面咱们进一步剖析:为什么应用 block
时,须要有以下的关键词润饰:
- 捕捉的变量须要应用 __block 能力批改
- 应用 self 须要用关键词 weakify、strongify 润饰
(一)捕捉的变量须要应用 __block 能力批改
#import "ViewController.h"
@implementation ViewController
- (void)viewDidLoad {[super viewDidLoad];
__block NSInteger num = 0;
void (^blockTest)(void) = ^ {num = 1;};
blockTest();}
@end
代码示例如上,咱们能够发现,如果咱们定义的 NSInteger num
如果不必 __block 润饰,编译器会报错:Variable is not assignable (missing __block type specifier)
,那么咱们会产生一个疑难:block
到底是如何捕捉变量的呢?为什么我要批改的变量必须要用 __block 关键词
进行润饰能力在 block
中对其进行批改?
应用指令将上述代码生成对应的 cpp 代码,内容如下:
static void _I_ViewController_viewDidLoad(ViewController * self, SEL _cmd) {((void (*)(__rw_objc_super *, SEL))(void *)objc_msgSendSuper)((__rw_objc_super){(id)self, (id)class_getSuperclass(objc_getClass("ViewController"))}, sel_registerName("viewDidLoad"));
__attribute__((__blocks__(byref))) __Block_byref_num_0 num = {(void*)0,(__Block_byref_num_0 *)&num, 0, sizeof(__Block_byref_num_0), 0};
void (*blockTest)(void) = ((void (*)())&__ViewController__viewDidLoad_block_impl_0((void *)__ViewController__viewDidLoad_block_func_0, &__ViewController__viewDidLoad_block_desc_0_DATA, (__Block_byref_num_0 *)&num, 570425344));
((void (*)(__block_impl *))((__block_impl *)blockTest)->FuncPtr)((__block_impl *)blockTest);
}
咱们发现和第一局部咱们在 main.m
定义简略的 block
不同,这里的生成的 block
并不是struct __main_block_impl_0
,而是struct __ViewController__viewDidLoad_block_impl_0
。
所以咱们首先能够明确的是,不同的 block
有其本人的命名标准,但后缀根本都是_block_impl_0
。
接着咱们查看 __ViewController__viewDidLoad_block_impl_0
的定义:
struct __ViewController__viewDidLoad_block_impl_0 {
struct __block_impl impl;
struct __ViewController__viewDidLoad_block_desc_0* Desc;
__Block_byref_num_0 *num; // by ref
__ViewController__viewDidLoad_block_impl_0(void *fp, struct __ViewController__viewDidLoad_block_desc_0 *desc, __Block_byref_num_0 *_num, int flags=0) : num(_num->__forwarding) {
impl.isa = &_NSConcreteStackBlock;
impl.Flags = flags;
impl.FuncPtr = fp;
Desc = desc;
}
};
与第一局部 __main_block_impl_0
相比,__ViewController__viewDidLoad_block_impl_0
减少了 __Block_byref_num_0 *num
这个字段,也就是说咱们在 block
中援用的字段,都会呈现在 block
构造体中。
咱们看到 __Block_byref_num_0 *num
后标注了 // by ref
,也就意味着 block 中对num
理论是援用(不是 copy),所以咱们须要对 num
应用关键词 __block
将其转成 __Block_byref_num_0
援用类型。
(二)应用 self 须要用关键词 weakify/strongify 润饰
1. 不应用 weakify/strongify 润饰,会产生什么?
初学 block
时,咱们大概率都会遇到一个问题:block
中应用的 self
没有进行 weakify/strongify
解决,咱们也晓得这样做的问题:
当 block
中应用了 self
(没有进行weakify/strongify
申明),当执行 block
时,self
如果曾经被开释,那么在 block
中执行 self
办法利用就会 crash,因为 self
曾经被开释。
如果不对 block
中应用的 self
申明weakify/strongify
,生成的 cpp 代码会是什么状况:
#import "ViewController.h"
@implementation ViewController
- (void)viewDidLoad {[super viewDidLoad];
void (^blockTest)(void) = ^ {self.view.backgroundColor = [UIColor orangeColor];
};
blockTest();}
@end
生成的 cpp 代码:
struct __ViewController__viewDidLoad_block_impl_0 {
struct __block_impl impl;
struct __ViewController__viewDidLoad_block_desc_0* Desc;
ViewController *self;
__ViewController__viewDidLoad_block_impl_0(void *fp, struct __ViewController__viewDidLoad_block_desc_0 *desc, ViewController *_self, int flags=0) : self(_self) {
impl.isa = &_NSConcreteStackBlock;
impl.Flags = flags;
impl.FuncPtr = fp;
Desc = desc;
}
};
static void __ViewController__viewDidLoad_block_func_0(struct __ViewController__viewDidLoad_block_impl_0 *__cself) {
ViewController *self = __cself->self; // bound by copy
((void (*)(id, SEL, UIColor * _Nullable))(void *)objc_msgSend)((id)((UIView *(*)(id, SEL))(void *)objc_msgSend)((id)self, sel_registerName("view")), sel_registerName("setBackgroundColor:"), ((UIColor * _Nonnull (*)(id, SEL))(void *)objc_msgSend)((id)objc_getClass("UIColor"), sel_registerName("orangeColor")));
}
static void __ViewController__viewDidLoad_block_copy_0(struct __ViewController__viewDidLoad_block_impl_0*dst, struct __ViewController__viewDidLoad_block_impl_0*src) {_Block_object_assign((void*)&dst->self, (void*)src->self, 3/*BLOCK_FIELD_IS_OBJECT*/);}
static void __ViewController__viewDidLoad_block_dispose_0(struct __ViewController__viewDidLoad_block_impl_0*src) {_Block_object_dispose((void*)src->self, 3/*BLOCK_FIELD_IS_OBJECT*/);}
static struct __ViewController__viewDidLoad_block_desc_0 {
size_t reserved;
size_t Block_size;
void (*copy)(struct __ViewController__viewDidLoad_block_impl_0*, struct __ViewController__viewDidLoad_block_impl_0*);
void (*dispose)(struct __ViewController__viewDidLoad_block_impl_0*);
} __ViewController__viewDidLoad_block_desc_0_DATA = {0, sizeof(struct __ViewController__viewDidLoad_block_impl_0), __ViewController__viewDidLoad_block_copy_0, __ViewController__viewDidLoad_block_dispose_0};
static void _I_ViewController_viewDidLoad(ViewController * self, SEL _cmd) {((void (*)(__rw_objc_super *, SEL))(void *)objc_msgSendSuper)((__rw_objc_super){(id)self, (id)class_getSuperclass(objc_getClass("ViewController"))}, sel_registerName("viewDidLoad"));
void (*blockTest)(void) = ((void (*)())&__ViewController__viewDidLoad_block_impl_0((void *)__ViewController__viewDidLoad_block_func_0, &__ViewController__viewDidLoad_block_desc_0_DATA, self, 570425344));
((void (*)(__block_impl *))((__block_impl *)blockTest)->FuncPtr)((__block_impl *)blockTest);
}
要害语句是:
static void __ViewController__viewDidLoad_block_func_0(struct __ViewController__viewDidLoad_block_impl_0 *__cself) {
ViewController *self = __cself->self; // bound by copy
((void (*)(id, SEL, UIColor * _Nullable))(void *)objc_msgSend)((id)((UIView *(*)(id, SEL))(void *)objc_msgSend)((id)self, sel_registerName("view")), sel_registerName("setBackgroundColor:"), ((UIColor * _Nonnull (*)(id, SEL))(void *)objc_msgSend)((id)objc_getClass("UIColor"), sel_registerName("orangeColor")));
}
bound by copy
,应用 copy
的形式进行绑定,咱们晓得 copy
意味着浅拷贝,被援用的对象援用计数会 +1,那么这样就会出问题:
self
中定义了block
,相当于self
持有了block
- 同时
block
中又持有了self
- 导致循环援用,该开释的对象无奈被开释,内存泄露
为了验证下面所说的 循环援用导致无奈回收
的状况,咱们来模仿一个场景:
@implementation BNDestroyDemoView
- (instancetype)initWithFrame:(CGRect)frame {if (self = [super initWithFrame:frame]) {dispatch_after(dispatch_time(DISPATCH_TIME_NOW, (int64_t)(3 * NSEC_PER_SEC)), dispatch_get_main_queue(), ^{NSLog(@"BNDestroyDemoView initWithFrame:%@",self);
});
}
return self;
}
@end
咱们新建了一个类BNDestroyDemoView.h
,这个类被创立后会被立即置 nil:
@interface ViewController ()
@property (nonatomic, strong) BNDestroyDemoView *demoView;
@end
@implementation ViewController
- (void)viewDidLoad {[super viewDidLoad];
// Do any additional setup after loading the view.
self.demoView = [[BNDestroyDemoView alloc] initWithFrame:CGRectMake(0, 0, 50, 50)];
self.demoView = nil;
}
@end
这个类会提早 3 秒执行 dispatch_after
中的 block 内容,即便咱们曾经将 self.demoView
置 nil,3 秒后咱们仍旧能够看到如下的日志打印,表明 self
并没有被零碎回收:
2. weakify/strongify 润饰,是进行深拷贝吗?
通过下面的剖析,咱们明确一个情理:应用 block
时要防止产生 循环援用
,既然浅拷贝会导致援用计数 +1。
既然如上的浅拷贝逻辑会导致循环援用,咱们有什么方法解决循环援用呢?
- 深拷贝
- 弱援用,强应用
深拷贝的办法是将 self
的内存间接拷贝一份,不对原 self
的援用计数新增,这种办法首先从开销上会比拟大,而且有时 self
如果被重置为 nil,咱们的指标就是不执行 self
的办法,而不是执行深拷贝后的 self
办法。
所以那就只有应用 弱援用,强应用
的办法了,这种办法在 iOS 开发中是一种通用的解决方案,在 Runloop 循环援用 Timer
、YYAsyncLabel
等技术计划中都有应用,上面进行具体的论述。
弱援用
的意思是:我传入 block
中的 self
通过 weak
进行润饰,不减少 self
的援用计数
强应用
的意思是:我在执行 block
办法体期间,须要将 弱援用
的self
改为 强援用
,防止在执行block
期间 self
被回收。
对应的代码实现如下:
- (void)viewDidLoad {[super viewDidLoad];
__weak __typeof(self) weakSelf = self;
void (^block)(void) = ^ {__strong __typeof(self) strongSelf = weakSelf;
NSLog(@"Hello World!");
};
block();}
于此咱们便解决了应用 block
会导致循环援用的问题,但继而又产生了一个问题:
强援用
的self
有可能为 nil 吗?
答案是:可能。如果在执行 block
之前,self
就曾经被回收,因为 block
在执行前对 self
是弱援用,所以 self
是有可能变为 nil 的。
@implementation BNDestroyDemoView
- (instancetype)initWithFrame:(CGRect)frame {if (self = [super initWithFrame:frame]) {__weak __typeof(self) weakSelf = self;
dispatch_after(dispatch_time(DISPATCH_TIME_NOW, (int64_t)(3 * NSEC_PER_SEC)), dispatch_get_main_queue(), ^{__strong __typeof(self) strongSelf = weakSelf;
NSLog(@"BNDestroyDemoView initWithFrame:%@",@[strongSelf]);
});
}
return self;
}
@end
下面这段代码是十分不强壮的,如果 BNDestroyDemoView
在执行 block
之前被零碎回收,就会导致 crash:
三、dispatch_block_t 的利用场景
通常咱们写一个不带参数的块回调函数是这样写的:
在 . h 头文件中
typedef void (^leftBlockAction)(); // 定义类型
-(void)leftButtonAction:(leftBlockAction)leftBlock; // 在定义一个回调函数:在.m 文件中:-(void)leftButtonAction:(leftBlockAction)leftBlock{leftBlock();
}
应用dispatch_block_t
只有在.h 头文件定义属性办法
@property (nonatomic,copy) dispatch_block_t leftBlockAction;
在.m 文件 调用的办法里调用
if (self.leftBlockAction) {self.leftBlockAction();
}
在另个模块里间接:
MyAlertView *alert = [[MyAlertView alloc]init];
alert.leftBlockAction = ^() {NSLog(@"left button clicked");
};
** 这个公众号会继续更新技术计划、关注业内技术动向,关注一下老本不高,错过干货损失不小。
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