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:

  1. block 的数据结构
  2. block 的内存机制
  3. block 和 weakify/strongify 的关联
  4. Swift闭包和 Objective-C block的区别
  5. 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.cppstruct __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)&__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_0static 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__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__main_block_desc_0,就是用来构建 implDesc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:

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:

  1. self 中定义了 block,相当于self持有了block
  2. 同时 block 中又持有了 self
  3. 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TimerYYAsyncLabel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");};

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