温馨提示:这篇文章已超过470天没有更新,请注意相关的内容是否还可用!
摘要:本章介绍了O C高级编程中的Blocks概念。Blocks是O C语言中的一种重要结构,用于组织和管理代码。本章详细阐述了Blocks的定义、语法和用法,包括如何创建、调用和传递参数等。通过学习和掌握Blocks,读者可以更好地管理代码结构,提高代码的可读性和可维护性。本章内容对于理解O C高级编程中的核心机制具有重要意义。
1.block的使用
1.1什么是block?
Blocks是C语言的扩充功能:带有自动变量(局部变量)的匿名函数。
“带有自动变量”在Blocks中表现为“截取自动变量"
“匿名函数”就是“不带名称的函数”
块,封装了函数调用及调用环境的OC对象
- block的声明
// 1. @property (nonatomic, copy) void(^myBlock1)(void); // 2.BlockType:类型别名 typedef void(^BlockType)(void); @property (nonatomic, copy) BlockType myBlock2; // 3. // 返回值类型(^block变量名)(参数1类型,参数2类型,...) void(^block)(void);
- block的定义
// ^返回值类型(参数1,参数2,...){}; // 1.无返回值,无参数 void(^block1)(void) = ^{ }; // 2.无返回值,有参数 void(^block2)(int) = ^(int a){ }; // 3.有返回值,无参数(不管有没有返回值,定义的返回值类型都可以省略) int(^block3)(void) = ^int{ return 3; }; // 以上Block的定义也可以这样写: int(^block4)(void) = ^{ return 3; }; // 4.有返回值,有参数 int(^block5)(int) = ^int(int a){ return 3 * a; };
- block的调用
// 1.无返回值,无参数 block1(); // 2.有返回值,有参数 int a = block5(2);
2.block的底层数据结构
通过Clang将以下的OC代码转化为C++代码
// Clang
xcrun -sdk iphoneos clang -arch arm64 -rewrite-objc main.m
//main.m #import int main(int argc, const char * argv[]) { @autoreleasepool { void(^block)(void) = ^{ NSLog(@"我是 block"); }; block(); } return 0; }
转化为C++代码
//参数结构体 struct __main_block_impl_0 { struct __block_impl impl;// block 结构体 struct __main_block_desc_0* Desc;// block 的描述对象 /* block 的构造函数 ** 返回值:__main_block_impl_0 结构体 ** 参数一:__main_block_func_0 结构体 ** 参数二:__main_block_desc_0 结构体的地址 ** 参数三:flags 标识位 */ __main_block_impl_0(void *fp, struct __main_block_desc_0 *desc, int flags=0) { impl.isa = &_NSConcreteStackBlock;// &_NSConcreteStackBlock 表示存储在栈上 impl.Flags = flags; impl.FuncPtr = fp; Desc = desc; } }; //block 结构体 struct __block_impl { void *isa;//block 的类型 int Flags; int Reserved; void *FuncPtr;// block的执行函数指针,指向__main_block_func_0 }; //封装了 block 中的代码 //参数是__main_block_impl_0结构体的指针 static void __main_block_func_0(struct __main_block_impl_0 *__cself) { NSLog((NSString *)&__NSConstantStringImpl__var_folders_yx_7jg_wdg128v45l4cn_1g265h0000gn_T_main_03dcda_mi_0); } static struct __main_block_desc_0 { size_t reserved; size_t Block_size;// block 所占的内存空间 } __main_block_desc_0_DATA = { 0, sizeof(struct __main_block_impl_0)}; int main(int argc, const char * argv[]) { /* @autoreleasepool */ { __AtAutoreleasePool __autoreleasepool; /* ** void(^block)(void) = ^{ NSLog(@"调用了block"); }; ** 定义block的本质: ** 调用__main_block_impl_0()构造函数 ** 并且给它传了两个参数 __main_block_func_0 和 &__main_block_desc_0_DATA ** __main_block_func_0 封装了block里的代码 ** 拿到函数的返回值,再取返回值的地址 &__main_block_impl_0, ** 把这个地址赋值给 block */ void(*block)(void) = ((void (*)())&__main_block_impl_0((void *)__main_block_func_0, &__main_block_desc_0_DATA)); /* ** block(); ** 调用block的本质: ** 通过 __main_block_impl_0 中的 __block_impl 中的 FuncPtr 拿到函数地址,直接调用 */ ((void (*)(__block_impl *))((__block_impl *)block)->FuncPtr)((__block_impl *)block); } return 0; }
3.block的变量捕获机制
- 对于全局变量,不会捕获到block内部,访问方为直接访问
- 对于auto类型的局部变量,会捕获到block内部,block内部会自动生成一个成员变量,访问方式为值传递
- 对于static类型的局部变量,会捕获到block内部,block内部会自动生成一个成员变量,访问方式为指针传递
- 对于对象类型的局部变量,block会连同修饰符一起捕获
3.1 auto自动变量
将以下 OC 代码转换为 C++ 代码,并贴出部分变动代码
int main(int argc, const char * argv[]) { @autoreleasepool { int age = 10; void(^block)(void) = ^{ NSLog(@"%d",age); }; block(); } return 0; }
struct __main_block_impl_0 { struct __block_impl impl; struct __main_block_desc_0* Desc; int age;//生成的变量 __main_block_impl_0(void *fp, struct __main_block_desc_0 *desc, int _age, int flags=0) : age(_age) { impl.isa = &_NSConcreteStackBlock; impl.Flags = flags; impl.FuncPtr = fp; Desc = desc; } }; static void __main_block_func_0(struct __main_block_impl_0 *__cself) { int age = __cself->age; // bound by copy NSLog((NSString *)&__NSConstantStringImpl__var_folders_yx_7jg_wdg128v45l4cn_1g265h0000gn_T_main_40c716_mi_0,age); }
可以看出:
- 在__main_block_impl_0结构体中会自动生成一个相同类型的age变量
- 构造函数__main_block_impl_0中多出了一个age参数,用来捕获外部的变量
由于传递方式为值传递,所以我们在block外部修饰age变量时,不会影响到block中的age变量
总的来说,所谓“截获自动变量”意味着在执行Block语法时,Block语法表达式所用的自动变量被保存到Block的结构体实例中(即Block自身)中
3.2static类型的局部变量
将以下OC代码转化为C++代码,并贴出部分变动代码
static int age = 10; void(^block)(void) = ^{ NSLog(@"%d",age); }; age = 20; block(); // 20
struct __main_block_impl_0 { struct __block_impl impl; struct __main_block_desc_0* Desc; int *age; __main_block_impl_0(void *fp, struct __main_block_desc_0 *desc, int *_age, int flags=0) : age(_age) { impl.isa = &_NSConcreteStackBlock; impl.Flags = flags; impl.FuncPtr = fp; Desc = desc; } }; static void __main_block_func_0(struct __main_block_impl_0 *__cself) { int *age = __cself->age; // bound by copy NSLog((NSString *)&__NSConstantStringImpl__var_folders_yx_7jg_wdg128v45l4cn_1g265h0000gn_T_main_cb7943_mi_0,(*age)); }
可以看出:
- __main_block_impl_0结构体中生成了一个相同类型的age变量
- __main_block_impl_0构造函数多了个参数,用来捕获外部的age变量的地址
由于传递方式是指针传递,所以修改局部变量age时,age的值会随之变化
3.3全局变量
将以下OC代码转化为C++代码,并贴出部分变动代码
int height = 10; static int age = 20; int main(int argc, const char * argv[]) { @autoreleasepool { void(^block)(void) = ^{ NSLog(@"%d,%d",height,age); }; block(); } return 0; }
int height = 10; static int age = 20; 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_yx_7jg_wdg128v45l4cn_1g265h0000gn_T_main_7a340f_mi_0,height,age); }
可以看出:
- __main_block_impl_0结构体中,并没有自动生成age和height全局变量,也就是说没有将变量捕获到block内部
虽然block语法的匿名函数部分简单地变换为了C语言函数,但从这个变换的函数中访问静态全局变量/全局变量并没有任何改变,可直接使用。
但是静态变量的情况下,转换后的函数原本就设置在含有Block语法的函数外,所以无法从变量作用域访问
为什么局部变量需要捕获,而全局变量不用呢?
- 作用域的原因,全局变量哪里都可以直接访问,所以不用捕获
- 局部变量,外部不能直接访问,所以需要捕获
- auto类型的局部变量可能会销毁,其内存会消失,block将来执行代码的时候不可能再去访问呢块内存,所以捕获其值
- static变量会一直保存在内存中,所以捕获其地址即可
3.4 _block修饰的变量
3.4.1 _block的使用
默认情况下block是不能修改外面的auto变量,解决办法?
- 变量用static修饰(原因:捕获static类型的局部变量是指针传递,可以访问到该变量的内存地址
- 全局变量
- _block(我们只是希望临时用一下这个变量临时改一下而已,而改为static变量和全局变量会一直在内存中)
3.4.2 _block修饰符
- _block同于解决block内部无法修改auto变量值的问题;
- _block不能修饰全局变量,静态变量;
- 编译器会将_block变量包装成一个对象(struct __Block_byref_age_0(byref:按地址传递));
- 加_block修饰不会改变变量的性质,他还是auto变量;
- 一般情况,对捕获变量进行赋值(赋值!=使用)操作需要添加_block修饰符,比如给数组添加或删除对象,就不用加_bolck修饰符;
- 在 MRC 下使用 __block 修饰对象类型,在 block 内部不会对该对象进行 retain 操作,所以在 MRC 环境下可以通过 __block 解决循环引用的问题;
将以下 OC 代码转换为 C++ 代码,并贴出部分变动代码
int main(int argc, const char * argv[]) { @autoreleasepool { __block int age = 10; void(^block)(void) = ^{ age = 20; NSLog(@"block-%d",age); }; block(); NSLog(@"%d",age); } return 0; }
struct __Block_byref_age_0 { void *__isa; __Block_byref_age_0 *__forwarding;//持有指向该实例自身的指针 int __flags; int __size; int age; }; struct __main_block_impl_0 { struct __block_impl impl; struct __main_block_desc_0* Desc; __Block_byref_age_0 *age; // by ref __main_block_impl_0(void *fp, struct __main_block_desc_0 *desc, __Block_byref_age_0 *_age, int flags=0) : age(_age->__forwarding) { impl.isa = &_NSConcreteStackBlock; impl.Flags = flags; impl.FuncPtr = fp; Desc = desc; } }; static void __main_block_func_0(struct __main_block_impl_0 *__cself) { __Block_byref_age_0 *age = __cself->age; // bound by ref (age->__forwarding->age) = 20; NSLog((NSString *)&__NSConstantStringImpl__var_folders_yx_7jg_wdg128v45l4cn_1g265h0000gn_T_main_75529b_mi_0,(age->__forwarding->age)); } static void __main_block_copy_0(struct __main_block_impl_0*dst, struct __main_block_impl_0*src) {_Block_object_assign((void*)&dst->age, (void*)src->age, 8/*BLOCK_FIELD_IS_BYREF*/);} static void __main_block_dispose_0(struct __main_block_impl_0*src) {_Block_object_dispose((void*)src->age, 8/*BLOCK_FIELD_IS_BYREF*/);}
可以看出:
- 编译器会将_block修饰的变量包装成一个__Block_byref_age_0结构体对象
- 以上age = 20 的赋值过程:通过block的__main_block_func_0结构体实例中( __Block_byref_age_0)类型的age指针,找到 __Block_byref_age_0结构体的对象, __Block_byref_age_0结构体对象持有指向实例本身的__forwarding指针,通过成员变量_forwarding访问 __Block_byref_age_0结构体里的age变量,并将值改为20;
2.3.4BLock存储域
Block转换为Block的结构体类型的自动变量,__block变量转换为_blockb变量的结构体类型的自动变量。
所谓结构体类型的自动变量,即栈上生成的该结题的实例。
前面讲到,Block也是OC对象,,将BLock当作OC对象来看时,该block的累是_NSConcreteStackBlock。虽然该类没有出现在已变换的源代码中,但有很多与之类时的类,如
- _NSConcereteStackBlock
- _NSConcereteGlobalBlock
- _NSConcereteMallocBlock
这些类的对象存储区域
到现在的Block例子使用的都是_NSConcereteStackBlock类,且都设置在栈上。也有例外,在记述全区变量的地方使用Block语法时,生成的Block为 _NSConcereteGlobalBlock类对象。
此源代码通过声明全局变量blk来是用BLock语法,如果转换该源代Block结构体用到的成员变量isa的初始化如下
该block的类为 _NSConcereteGlobalBlock类,该Block用的结构体实例设置在程序的数据区域中。应为在使用全局变量的地方不能使用自动变量,所以不存在对自动变量的进行截获由此block同结构体实例的内容不依赖于执行时的状态,所以整个实例只需要一个实例,,因此block用结构体实例设置在与全局变量相同的数据区域中即可。
只在截获自动变量时,Block用结构体实例截获的值才会根据执行时的状态变化。
只要Block不截获自动变量,就可以将Block用结构体实例设置在程序的数据区域。
虽然通过clang转化的源代码通常都是_NSConcereStackBlock类对象,但实现上却有所不同,终结如下:
- 记述全局变量的地方有Block语法时
- Block语法的表达式中不使用应截获的自动变量时
以上情况,Block为_NSConcereteClobalBlock类对象。即Block配置在程序的数据域。除吃以外的Block语法生成的Block为_NSConcereStackBlock类对象,且设置在栈上。
那么将block配置在堆上的_NSConcreteMallocStack类何时使用?
这正是上节遗留问题的答案:
- block超出变量作用域可存在的原因
- __block变量用结构体成员变量__forwarding存在的原因
配置在全局变量上的Block,从变量作用域外也可以通过指针安全的使用,但设置在栈上的Block,如果其所属的变量作用域结束,该Block就被废弃。由于__block变量也配置在栈上,同样,如果其所属的变量作用域结束,则该__block变量也会被废弃。
Blocks提供了将Block和_block变量从栈上复制到堆上的方法来解决这个问题
将配置在栈上的block复制到栈上,这样block语法记述的变量作用域结束,堆上的Block也可以继续存在。
复制到堆上的block将__NSConcereMallocBlock类对象写入Block用结构体实例的成员变量isa
而__block变量用结构体成员变量__forwarding可以实现无论__block变量配置在啊栈上还是堆上时都能够正确滴访问__block变量。
2.3.5节已详细说明,有时在__block变量配置在堆上的状态下,也可以访问栈上的_block变量。在此情形下,只要栈上的结构体实例成员变量__forwording指向堆上的结构体实例,那么不管从栈上的__block变量还是从堆上的__block变量都能够正确访问。
那么Blocks提供的复制方法究竟是什么那?
实际上当ARC有效时,大多数情形下编译器会恰当进行判断,自动生成将Block从堆上复制到栈上的代码。
下面是返回Block的函数
该代码为返回配置在栈上的Block的函数。即程序执行中从该函数返回函数调用方时变量作用域结束,因此栈上的Block也被废弃。
该源代码通过对应ARC的编译器转换如下:
另外,因为ARC处于有效的状态,所以blk_t tmp实际上与附有__strong 修饰符的blk_t __strong tmp 相同。
然而通过 objc4运行时库的runtime/objc-arrmm可知,objc_retainBlock函数实际上就是_Block_copy 函数。即:
tmp = _Block_copy(tmp); return objc_autoreleaseReturnValue(tmp);
具体的注释
/* *将通过Block语法生成的Block, *即配置在栈上的Block用结构体实例 *赋值给相当于Block类型的变量tmp中。 */ tmp=_Block_copy(tmp); /* *_Block_copy 函数 *将栈上的Block复制到堆上。 *复制后,将堆上的地址作为指针赋值给变量tmp。 */ return objc_autoreleaseReturnValue(tmp); /* *将堆上的Block作为Objective-c对象 *注册到autoreleasepool中,然后返回该对象。 */
将Block作为函数返回值返回时,编译器会自动生成复制到堆上的代码。
前面讲到过“大多数情况下编译器会适当地进行判断”,不过在此之外的情况下需要手动生成代码,将 Block 从栈上复制到堆上。此时我们使用“copy实例方法”。如下所示:
- 向方法或函数的参数中传递Block时
是如果在方法或函数中适当地复制了传递过来的参数,那么就不必在调用该方法或函数前手动复制了。以下方法或函数不用手动复制。
- Cocoa 框架的方法且方法名中含有usingBlock 等时
- Grand Central Dispatch 的 API
举个具体例子,在使用NSArray类的enumerateObjectsUsingBlock 实例方法以及dispatch_async 函数时,不用手动复制。相反地,在 NSArray 类的 initWithObjects 实例方法上传递 Block时需要手动复制。下面我们来看看源代码。
- (id)getBlockArray { int val =10; return [[NSArray alloc] initWithObjects: ^{NSLog(@"blk0:%d",val);}, ^{NSLog(@"blk1:%d",val);}, nil]; }
getBlockArray方法在栈上生成两个Block,并传递给NSArray类的initWithObjects 实例方法。下面,在getBlockArray 方法调用方,从 NSArray 对象中取出 Block 并执行。
id obj = getBlockArray(); typedef void (^blk_t)(void); blk_t blk =(blk_t)[obj objectAtIndex:0]; blk();
该源代码的blk(),即Block在执行时发生异常,应用程序强制结束。这是由于在 getBlockArray 函数执行结束时,栈上的Block 被废弃的缘故。可惜此时编译器不能判断是否需要复制。因此只在此情形下让编程人员手动进行复制。
该源代码像下面这样修改一下即可正常运行。
- (id)getBlockArray { int val = 10; return [[NSArray alloc] initWithObjects: [^{NSLog(@"blk:%d", val);} copy], [^{NSLog(@"blk1:%d",val);} copy], nil]; }
虽然看起来有点奇怪,但像这样,对于Block 语法可直接调用copy方法。当然对于Block类型变量也可以调用copy方法。
typedef int (^blk_t)(int); blk_t blk = ^(int count){return rate * count;}; blk = [blk copy];
对于已配置在堆上的Block以及配置在程序的数据区域上的Block,调用copy方法又会如何呢?下面按配置Block的存储域,将copy方法进行复制的动作总结了出来。
不管Block配置在何处,用copy方法都不会硬气任何问题。在不确定调用copy方法即可。
4.__block变量存储域
使用__block变量的Block从栈复制到堆上时,___block也会受到影响。
若一个Block中使用__block变量,则当该Block从栈复制到堆时,使用的所有__block变量也必定配置在栈上。这些_block变量也全部被从栈复制到堆上。此时,block持有__block变量。即使在该Block已复制到堆的情形下,复制Block也对所使用的__block变量没有任何影响。
在多个Block中使用__block中使用__block变量时,因为最先会将所有的Block配置在栈上,所以__block变量会配置在栈上。在任何一个Block从栈复制到堆时,__block变量也会一并从栈复制到堆并被该Block所持有。当剩下的Block从栈复制到堆时,被复制的Block持有__block变量,并增加__block变量的引用计数。
如果配置在堆上的Block被废弃,那么它使用的__block变量也就被释放。
此思考方式与OC引用计数内存管理完全相同。使用__block的变量的block持有__block变量。如果Block被废弃,它持有的__block变量也就被释放。
接下来回顾一下2.3.4讲过的使用__block变量用结构体成员变量__forwarding的原因。“不管__block变量配置在栈上还是堆上,都能够正确访问该变量”
通过Block复制,block变量也从栈复制到堆。此时可同时访问栈上的__block变量和堆上的__block变量。
利用copy方法复制了使用__block变量的Block语法。Block和__block变量两者均是从栈复制到堆。
此代码中在Block语法表达式中使用初始化后的__block变量;
^{++val;}
然后在 Block 语法之后使用与Block 无关的变量。
++val;
以上两种源代码均可转换为如下形式:
++(val.__forwarding->val);
在变化的Block语法的函数中,该变量val为复制到堆上的_block变量,而使用的雨Block无关的变量val,为复制前栈上的__block变量用结构体实例。
但是栈上的__block变量用结构体实例在__block变量从栈复制到堆上时,会将成员变量__forwarding的值替换为复制目标堆上的__block变量用结构体实例的地址。
通过该功能,无论在Block语法中,Block语法外使用__block变量,还是__block变量配置在堆上或栈上,都可以顺利访问同一个__block变量。
5.截获对象
对于截获OC对象
上面的代码不会出现编译错误,而向截获的变量array赋值则会产生编译错误,该源代码中截获的变量值为NSMutableArray类对象。
如果用C语言来描述,即是截获NSMutableArray类对象用的结构体实例指针,使用截获的值不会有任何编译错误。
以下源代码生成并持有NSMutableArray类的对象,由于附有__strong 修饰符的赋值目标变量的作用域立即结束,因此对象被立即释放并废弃。
{ id array = [[NSMutableArray alloc] init]; }
Block语法中使用该变量array的代码:
该源代码运行正常,执行结果如下:
这一结果以为着赋值给变量array的NSMutableArray类的对象,在源代码最后执行部分超出其变量作用域而存在。
通过编译器转换后的源码如下:
请注意被截获的自动变量array。我们可以发现它是Block用的结构体中附有__strong 修饰符的成员变量。
struct __main_block_impl_0 { struct __block_impl impl; struct __main_block_desc_0* Desc; id __strong array;//附有__strong修饰符 };
在OC中,C语言结构体不能含有附有strong修饰符的变量。因为编译器不知道应何时进行C语言结构体的初始化和废弃操作,不能很好地管理内存。
但是OC的运行时库能够准确把握Block从栈复制到堆以及堆上的Block 被废弃的时机,因此Block 用结构体中即使含有附有__strong修饰符或__weak 修饰符的变量,也可以恰当地进行初始化和废弃。为此需要使用在__main_block_desc_0结构体中增加的成员变量copy 和 dispose,以及作为指针赋值给该成员变量的__main_block_copy_0函数和_main_block_dispose_0函数。
由于在该源代码的Block用结构体中,含有附有__strong修饰符的对象类型变量array,所以需要恰当管理赋值给变量array的对象。因此__main_block_copy_0 函数使用_Block_object_assign 函数将对象类型对象赋值给Block用结构体的成员变量array中并持有该对象。
_Block_object_assign 函数调用相当于retain 实例方法的函数,将对象赋值在对象类型的结构体成员变量中。
另外,__main_block_dispose_0 函数使用_Block_object_dispose 函数,释放赋值在 Block 用结构体成员变量array中的对象。
_Block_object_dispose 函数调用相当于 release 实例方法的函数,释放赋值在对象类型的结构体成员变量中的对象。
虽然此__main_block_copy_0 函数(以下简称 copy 函数)和__main_block_dispose_0 函数(以下简称 dispose 函数)指针被赋值在__main_block_desc_0 结构体成员变量copy 和 dispose 中,但在转换后的源代码中,这些函数包括使用指针全都没有被调用。
那么这些函数是从哪调用呢?
在Block从栈复制到堆时以及堆上的Block被废弃时会调用这些函数。
那么什么时候栈上的Block会复制到堆那?
- 调用Block的copy实例方法时
- Block作为函数返回值时
- 将Block赋值给附有__strong修饰符id类型的类或Block类型成员变量时
- 在方法名中含有usingBlock的Coco框架方法时或Grand Central Dispatch的API中传递Block时
在调用Block的 copy实例方法时,如果Block配置在栈上,那么该Block 会从栈复制到堆。Block作为函数返回值返回时、将Block赋值给附有__strong 修饰符id类型的类或Block类型员变量时,编译器自动地将对象的Block作为参数并调用_Block_copy函数,这与调用Block的copy实例方法的效果相同。
在方法名中含有usingBlock 的 Cocoa 框架方法或 Grand Central Dispatch 的API 中传递 Block 时,在该方法或函数内部对传递过来的Block 调用 Block 的 copy 实例方法或者_Block_copy函数。
也就是说,虽然从源代码来看,在上面这些情况下栈上的Block 被复制到堆上,但其实可归结为_Block_copy函数被调用时 Block 从栈复制到堆。
相对的,在释放复制到堆上的Block后,谁都不持有Block而使其被废弃时调用dispose函数。这相当于对象的 dealloc 实例方法。
有了这种构造,通过使用附有__strong修饰符的自动变量,Block 中截获的对象就能够超出其变量作用域而存在。
虽然这种使用copy函数和dispose函数的方法在前面没做任何说明,但实际上在使用 block变量时已经用到了
转化后的源代码在Block用结构体的部分基本相同。不同之处如下表
通过BLOCK_FIELD_IS_OBJECT 和 BLOCK_FIELD_IS_BYREF 参数,区分copy函数和 dispose 函数的对象类型是对象还是**__block变量**。
但是与copy函数持有截获的对象、dispose函数释放截获的对象相同,copy函数持有所使用的block变量,dispose函数释放所使用的__block变量。
由此可知,Block中使用的赋值给附有__strong修饰符的自动变量的对象和复制到堆上的__block变量由于被堆上的Block所持有,因此可超出其变量作用域而存在。
在刚才的源代码上,如果不调用Block的copy实例方法,执行该源代码后,程序会强制结束。
因为只有调用_Block_copy函数才能持有截获的附有__strong修饰符的对象类型的自动变量值,如果不调用_Block_copy函数,即使截获了对象,它也会随着变量的作用域结束而被废弃。
因此,Block中使用对象类型的自动变量时,除以下情形外,推荐调用Block的copy实例方法。
- Block作为函数返回值时
- 将Block赋值给类的附有__strong修饰的id类型或Block类型成员变量时
- 向方法名中含有usingBlock的Coco框架方法时或Grand Central Dispatch的API中传递Block时
因为以上的情形会自动调用_Block_copy函数。
6.__Block变量和对象
__block说明符可指定任何类型的自动变量,。下面指定用于赋值OC对象的id类型自动变量
。
__block id obj = [[NSObject alloc] init];
其实该代码等同于:
__block id __strong obj = [[NSObject alloc] init];
ARC有效时,id类型以及对象类型变量必定附加所有权修饰符,缺省为附有__strong修饰符的变量。
该代码可通过clang 转换如下:
在这里出现了前面讲到的_Block_object_assign 函数和_Block_object_dispose 函数。
在 Block 中使用附有__strong 修饰符的 id 类型或对象类型自动变量的情况下,当Block 从栈复制到堆时,使用_Block_object_assign函数,持有Block截获的对象。当堆上的Block被废弃时,使用_Block_object_dispose 函数,释放Block 截获的对象。
在__block变量为附有__strong修饰符的id类型或对象类型自动变量的情形下会发生同样的过程。当__block 变量从栈复制到堆时,使用_Block_object_assign 函数,持有赋值给__block变量的对象。当堆上的__block 变量被废弃时,使用_Block_object_dispose 函数,释放赋值给 Block 变量的对象。
由此可知,即使对象赋值复制到堆上的附有__storng修饰符的对象类型__block变量中,只要_block变量在堆上继续存在,那么对象该对象就会继续处于被持有的状态。这与Block 中使用赋值给附有__strong修饰符的对象类型自动变量的对象相同。
另外,我们前面用到的只有附有__strong 修饰符的id类型或对象类型自动变量。如果使用__weak 修饰符会如何呢?
首先是在Block 中使用附有__weak 修饰符的 id 类型变量的情况。
这是由于附有__strong修饰符的变量array在该变量作用域结束时,被释放,废弃,nil被赋值在附有__weak修饰符变量array2变量。代码可正常运行。
若同时制指定__block说明符和__weak修饰符会怎样?
这是因为即使附加了__block说明符,附有__strong修饰符的变量array在该变量作用域结束时,被释放,废弃,nil被赋值在附有__weak修饰符变量array2变量。
另外,由于附有__unsafe_unretained 修饰符的变量只不过与指针相同,所以不管是在Block中使用还是附加到__block变量中,也不会像__strong修饰符或__weak修饰符那样进行处理。因此在使用附有__unsafe_unretained 修饰符的变量时,注意不要通过悬垂指针访问已被废弃的对象。
因为并没有设定**__autoreleasing 修饰符与Block同时使用的方法**,所以没必要使用 autoreleasing 修饰符。另外,它与__block 说明符同时使用时会产生编译错误。
__block id __autoreleasing obj = [[NSObject alloc] init];
变量obj同时指定了__autoreleasing 修饰符和__block 说明符,这会引起编译错误:
error: block variables cannot have autoreleasing ownership
7.Block循环引用
如果在Block中使用附有__strong修饰符的对象类型自动变量,那么当Block从栈上复制到堆上时,该对象为Block所持有。这样容易引起循环引用。
该源代码中的MyObject类的dealloc实例方法一定没有调用。
MyObject类对象的Block类型成员变量blk_持有赋值为Block的强引用。即MyObjectl类对象持有Block。init实例方法中执行的Block语法使用附有__strong修饰符的id类型变量self。由于Block语法赋值在了成员变量blk_中(2.3.6讲到),因此通过Block语法生成在栈上的Block此时由栈上复制到堆上,并持有所使用的self。self持有Block,Block持有self。这正是循环引用。
编译器在编译该代码时能够查出循环引用,因此编译器能正确地进行警告。
为了避免此循环引用,可声明附有__weak修饰符的变量,并将self赋值使用。
在该源代码中,由于block的存在,持有该block的MyObject类对象即赋值在变量tmp中的self必定存在,因此不需要判断变量tmp的值是否为nil.
在面向iOS4,Snow Leopard 的应用程序中,必须使用__unsafe_unretained 修饰符代替__weak 修饰符。在此源代码中也可使用__unsafe_unretained 修饰符,且不必担心悬垂指针。
另外,Blcok中没有使用self同样截获了self,引起了循环引用。
通过编译器给出的警告可知原因。
即Block语法中使用的obj_实际上截获了self。
obj_只不过是对象用结构体的成员变量。
blk_ = ^{ NSLog(@"obj_ = %@", self->obj_); };
该源代码也基本与前面一样,声明附有__weak修饰符的变量并赋值obj_使用来避免循环引用。在此源代码中也可安全地使用__unsafe_unretained 修饰符,原因同上。
在为避免循环引用而使用修饰符时,虽说可以确定使用__weak修饰符的变量是否为nil,但更有必要使之生存以使用赋值给附有__weak修饰符变量的对象。
另外,还可以使用__block变量来避免循环引用。
该源代码没有引起循环引用。但是如果不调用execBlock实例方法,即不执行赋值给成员变量blk_的 Block,便会循环引用并引起内存泄漏。在生成并持有MyObject 类对象的状态下会引起以下循环引用。
- MyObject类对象持有Block
- Block持用__block对象
- __block变量持有MyObject类对象
如果不执行exeBlock实例方法,就会持续该循环从而造成循环引用。
通过执行exeBlock实例方法,Block被实行,nil被赋值在_block变量tmp中;因此__block变量tmp对MyObject类对象的强引用失效。
避免循环引用如下图所示;
- MyObject类对象持有Block
- Block持用__block对象
下面我们对使用block变量避免循环引用的方法和使用__weak修饰符及__unsafe_unretained 修饰符避免循环引用的方法做个比较。
使用__block变量的优点如下:
- 通过__block变量可以控制对象的持有期间
- 在不能使用__weak修饰符的环境下使用__unsafe_unretained修饰符即可(不必担心悬垂指针)
在执行Block时可以动态地决定是否将nil或者其他对象赋值在__block变量中
使用__block变量的缺点如下:
- 未避免循环引用必须执行Block
存在执行了 Block 语法,却不执行 Block 的路径时,无法避免循环引用。若由于 Block 引发了循环引用时,根据 Block 的用途选择使用__block变量、__weak 修饰符或__unsafe_unretained修饰符来避免循环引用。
8.copy/release
ARC无效时,一般需要手动将Block从栈复制到堆。另外,由于ARC无效,所以肯定要释放复制的Block。这时我们用copy实例方法用来复制,用release实例方法来释放。
void (^blk_on_heap)(void) = [blk_on_stack copy];
[blk_on_heap release];
只要 Block 有一次复制并配置在堆上,就可通过retain实例方法持有。
[blk_on_heap retain];
但是对于配置在栈上的Block 调用retain实例方法则不起任何作用。
[blk_on_stack retain];
该源代码中,虽然对赋值给blk_on_stack的栈上的Block调用了retain 实例方法,但实际上对此源代码不起任何作用。因此推荐使用copy实例方法来持有Block。
另外,由于Blocks是C语言的扩展,所以在C语言中也可以使用Block语法。此时使用“Block_copy 函数”和“Block_release 函数”代替copy/release 实例方法。使用方法以及引用计数的思考方式与Objective-C 中的copy/release 实例方法相同。
void (^blk_on_heap)(void) = Block_copy(blk_on_stack);
Block_release(blk_on_heap);
另外ARC无效时,__block说明符被用来避免BLock中的循环引用。这是由于当Block从栈上复制到堆上,若Block使用的变量为附有__block说明符的id类型或对象类型的自动变量,不会被retain;若Block使用的变量为没有block说明符的id类型或对象类型的自动变量,则被 retain。
例如下面的源代码中,不管ARC有效无效都会引起循环引用,Block 持有 self,且 self持有 Block。
使用__block变量来避免该问题
正好在ARC有效时能够同__unsafe_unretained修饰符一样来使用。由于ARC 有效时和无效时__block说明符的用途有很大的区别,因此在编写源代码时,必须知道该源代码是在ARC效情况下编译还是在ARC无效情况下编译。
了解block的参考博客
iOS开发 - OC - block的详解 - 基础篇 - BennyLoo - 博客园
https://www.cnblogs.com/FBiOSBlog/p/6667371.html
iOS开发 - OC - block的详解 - 深入篇 - BennyLoo - 博客园
https://www.cnblogs.com/FBiOSBlog/p/6667435.html
- 未避免循环引用必须执行Block
- 向方法或函数的参数中传递Block时
- block的调用
- block的定义
还没有评论,来说两句吧...