先出2個考題：

1、

上面打印的是幾，captureNum2 出去作用域后是否被銷毀？為什么？

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同樣類型的題目：

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問：打印的數字為多少？

有人會回答：mutArray是captureObject方法的局部變量，mutArray指針 保存到棧上，那么當執行完captureObject方法后，出去了作用域mutArray變量就會被系統自動釋放。

所以當執行captureBlk([[NSObject alloc] init]); 的時候，mutArray為nil，每次打印的為0。

?

當然上面說的是錯的。

打印出來的值分別是 1，2，3。

那么如果把上面代碼中的mutArray改為weak類型：

NSMutableArray __weak *mutArray = [[NSMutableArray alloc] init];

結果又會是什么呢。

?

2、下面代碼分別打印的值是多少。為什么？

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本文會分析上面的代碼中block底層 都做了哪些操作。

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用過block的可以 直接忽略前面的語法部分。直接從第三部分看即可。

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一、block的使用

iOS4.0開始進入block特性。也叫做閉包。是一個函數（或指向函數的指針），再加上該函數執行的外部的上下文變量（有時候也稱作自由變量）。

1、block的聲明：

void (^blockName)(int arg1, int arg2);

中文翻譯：返回值(^block變量名)(block的參數)

參數名稱可以省略，也可以寫成：

void (^blockName)(int, int);

?

2、block的定義：

^void(int arg1, int arg2) {

};

中文翻譯：^返回類型(block的參數)

返回類型可以省略，也可以寫成：

^(int arg1, int arg2) {};

?

聲明定義和調用：

void (^blockName)(int, int) = ^(int arg1, int arg2) {NSLog(@"arg1 + arg2 = %d", arg1 + arg2);};blockName(1,2);

block沒有參數、有返回值、作為方法的參數：

- (void)viewDidLoad {//2、沒有參數void (^blockName2)() = ^() {NSLog(@"block2");};blockName2();//3、block有返回值int (^blockName3)(int) = ^(int n) {return n * 2;};//4、block作為方法的參數 [self testBlock2:blockName3]; }- (void)testBlock2:(int(^)(int))myBlock {myBlock(10); }

??

3、block只有在調用的時候才會執行里面的函數內容。

?

二、block調用外部變量

1、全局變量，block可以進行讀取和修改。

@interface ViewController () {NSInteger num; }@implementation ViewController- (void)viewDidLoad {//1、block修改成員變量void (^block1)() = ^(){++num;NSLog(@"調用成員變量： %ld", num);};block1(); }

?

2、局部變量，block只能讀取，不能修改局部變量。這個時候是值傳遞。

如果想修改局部變量，要用__block來修飾。這個時候是引用傳遞。下面會聊下block的實現原理。

看例子：

//2、調用局部變量，不用__blockNSInteger testNum2 = 10;void (^block2)() = ^() {//testNum = 1000; 這樣是編譯不通過的NSLog(@"修改局部變量： %ld", testNum2); //打印：10 };testNum2 = 20;block2();NSLog(@"testNum最后的值： %ld", 20);//打印：30//3、修改局部變量，要用__block__block NSInteger testNum3 = 10;void (^block3)() = ^() {NSLog(@"讀取局部變量： %ld", testNum3); //打印：20testNum3 = 1000;NSLog(@"修改局部變量： %ld", testNum3); //打印：1000 };testNum3 = 20;block3();testNum3 = 30;NSLog(@"testNum最后的值： %ld", testNum3);//打印：30

?

三、block代碼分析

網上很多通過Clang（LLVM編譯器）將OC的代碼轉換成C++源碼，來進行分析的。但是這些轉換的代碼并不是block的源代碼，只是用來理解用的過程代碼。

1、block不包含任何變量

新建一個testBlock.m文件。文件中代碼為：

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執行clang命令：

clang -rewrite-objc testBlock.m

生成.cpp的核心代碼主要在.cpp文件的底部，大家可以看下圖：

?

我加了比較詳細的注釋，具體的看圖片就好。這里重點強調下關鍵的東東：

1.1、其中block的結構體：

struct __block_impl {void *isa;int Flags;int Reserved;void *FuncPtr; };

?

isa：isa指針，在Objective-C中，任何對象都有isa指針。block 有三種類型：

_NSConcreteGlobalBlock：全局的靜態 block，類似函數。如果block里不獲取任何外部變量。或者的變量是全局作用域時，如成員變量、屬性等； 這個時候就是Global類型

_NSConcreteStackBlock：保存在棧中的 block，棧都是由系統管理內存，當函數返回時會被銷毀。__block類型的變量也同樣被銷毀。為了不被銷毀，block會將block和__block變量從棧拷貝到堆。

_NSConcreteMallocBlock：保存在堆中的 block，堆內存可以由開發人員來控制。當引用計數為 0 時會被銷毀。

代碼執行的時候，block的isa有上面3中值。后面還會進行詳細的說明。

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1.2、__main_block_func_0 是block要執行的函數：

static void __main_block_func_0(struct __main_block_impl_0 *__cself) {printf("打印block函數"); }

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1.3、__main_block_desc_0 是block的描述信息 的結構體

1.4、block的類型。

?在上圖中可以看到：

impl.isa = &_NSConcreteStackBlock;

這里 impl.isa 的類型為_NSConcreteStackBlock，由于 clang 改寫的具體實現方式和 LLVM 不太一樣，所以這里 isa 指向的還是_NSConcreteStackBlock。但在 LLVM 的實現中，開啟 ARC 時，block 應該是 _NSConcreteGlobalBlock 類型。

所以 block是什么類型 在 clang代碼里是看不出來的。

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如果要查看block的類型還是要通過Xcode進行打印：

打印的結果：

clangBlk = <__NSGlobalBlock__: 0x100054240> 打印block函數

?

上面block代碼，沒有獲取任何外部變量，應該是 _NSConcreteGlobalBlock類型的。該類型的block和函數一樣 存放在 代碼段 內存段。內存管理簡單。

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2、block 訪問 局部變量?

?新建testBlock2.m文件，代碼如下：

?

通過clang命令生成 的核心代碼如下，和剛才clang的代碼 不同的地方 已經加了注釋：

2.1、可以看到?__main_block_impl_0 中添加了 一個int num的變量。在?__main_block_func_0中使用了該變量。

從這里可以看出來 這里是 值拷貝，不能修改，只能訪問。

2.2、用Xcode打印上面block代碼，得到的類型為：__NSMallocBlock。

在說_NSConcreteMallocBlock類型前，我們先說下_NSConcreteStackBlock類型。

_NSConcreteStackBlock類型的block存在棧區，當變量作用域結束的時候，這個block和block上的__block變量就會被銷毀。

這樣當block獲取了局部變量，在其他地方訪問的時候就會崩潰。block通過copy來解決了這個問題，可以將block從棧拷貝到堆。這樣當棧上的作用域結束后，仍然可以訪問block和block中的外部變量。

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我們現在看下本文開頭的問題1：

為什么局部變量muArray出了作用域 還能存在？

captureBlk為默認的__strong類型，當block被賦值給__strong類型的對象或者block的成員變量時，編譯器會自動調用block的copy方法。

執行copy方法，block拷貝到堆上，mutArray變量賦值給block的成員變量。所以打印的結果就為1，2，3。

如果把上面代碼中的mutArray改為weak類型，那么打印的就都是0了。因為當出去作用域的時候，mutArray就已經被釋放了。

?

同時，因為NSMutableArray *mutArray?是引用類型，用clang命令執行后，發現：

struct __main_block_impl_0 {struct __block_impl impl;struct __main_block_desc_0 *Desc;id __strong mutArray; .....

}

mutArray在block中是id類型，因為是指針 所以在block中mutArray是可以修改的，而int類型的不能修改。當然如果用__block也能修改int類型的外部變量，下面我們會詳說。

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下面這個打印的結果是1，也是這個道理：

同時訪問外部變量是block進行的值傳遞，所以打印的還是1，不是2。

?

2.3、什么情況下block會進行copy操作。

用代碼顯示的調用copy操作：

[captureBlk2 copy];

在MRC下block定義的屬性都要加上copy，ARC的時候block定義copy或strong都是可以的，因為ARC下strong類型的block會自動完成copy的操作。

@property (nonatomic, strong) captureObjBlk2 captureBlk21;

當 block 作為函數返回值返回時。

當 block 被賦值給 __strong id 類型的對象或 block 的成員變量時。

當 block 作為參數被傳入方法名帶有?usingBlock?的 Cocoa Framework 方法或 GCD 的 API 時。

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3、__block在block中的作用。

新建testBlock3.m，代碼如下：

?

用clang生成的代碼如下，進行了詳細的注釋：

?

block訪問的外部變量，在block中就是一個結構體：__Block_byref_num_0：

// 一、用于封裝 __block 修飾的外部變量 struct __Block_byref_num_0 {void *__isa; // 對象指針__Block_byref_num_0 *__forwarding; // 指向 拷貝到堆上的 指針int __flags; // 標志位變量int __size; // 結構體大小int num; // 外部變量 };

?其中 int num 為外部變量名。

__Block_byref_num_0 *__forwarding; 這個是指向自己堆上的指針，這個后面會詳細說明。

?

為了對__Block_byref_num_0結構體進行內存管理。新加了copy和dispose函數：

//四、對__Block_byref_num_0結構體進行內存管理。新加了copy和dispose函數。 static void __main_block_copy_0(struct __main_block_impl_0*dst, struct __main_block_impl_0*src) {// _Block_object_assign 函數：當 block 從棧拷貝到堆時，調用此函數。_Block_object_assign((void*)&dst->num, (void*)src->num, 8/*BLOCK_FIELD_IS_BYREF*/); }// 當 block 從堆內存釋放時，調用此函數:__main_block_dispose_0 static void __main_block_dispose_0(struct __main_block_impl_0*src) {_Block_object_dispose((void*)src->num, 8/*BLOCK_FIELD_IS_BYREF*/);}

?

__main_block_impl_0 中增加了 __Block_byref_num_0類型的指針變量。所以__block的變量之所以可以修改 是因為 指針傳遞。所以block內部修改了值，外部也會改變：

struct __main_block_impl_0 {struct __block_impl impl;struct __main_block_desc_0* Desc;__Block_byref_num_0 *num; // 二、__block int num 變成了 __Block_byref_num_0指針變量。也就是 __block的變量通過指針傳遞給block__main_block_impl_0(void *fp, struct __main_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;} };

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在block要執行的函數?__main_block_func_0中，我們通過__Block_byref_num_0的__forwarding指針來修改的 外部變量，即：(num->__forwarding->num) = 10;

?

static void __main_block_func_0(struct __main_block_impl_0 *__cself) {__Block_byref_num_0 *num = __cself->num; // bound by ref (num->__forwarding->num) = 10; //三、這里修改的是__forwarding 指向的內存的值printf("num = %d", (num->__forwarding->num)); }

?

這是為什么呢？

我們先來看下文章開頭的第二個問題：

?

當外部的局部變量testNum3 改變后，block內的testNum3變量也變了。?

在block中修改的testNum3值，在block外部testNum3也改變了。

我們看下剛才clang生成的main方法，上面有截圖：

類似的邏輯：

用__block修改后，testNum3變量轉換為__Block_byref_num_0 的結構體。

上面說過copy操作會將block從棧拷貝到堆上， 會把 testNum3轉成的__Block_byref_num_0 結構體 ?賦值給block的變量。

同時 會把?__Block_byref_num_0 的結構體中的?__forwarding指針指向拷貝到堆上 結構體。

就是棧上和拷貝到堆上的 的__Block_byref_num_0都用__forwarding指向堆上的自己。

這樣在棧上修改?testNum3變量的時候，實際修改的是堆上值，所以block內外的值是相互影響。

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本來想寫下block循環引用的問題。現在寫的比較累，明天單開一章來寫這個問題吧。

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本文中的所有代碼還有clang生成的.cpp文件，都放到了github上。

本文參考了MicroCai的文章。

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轉載于:https://www.cnblogs.com/dahe007/p/6067591.html

總結

以上是生活随笔為你收集整理的Objective-C中block的底层原理的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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