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作者丨淡墨飄香

來源：掘金
鏈接：

https://juejin.im/post/5eba9de86fb9a04351050ea7

前言

很多人在面試的時候都會被問到Block，那么Block分為哪幾種類型呢？其實Block共有6種類型，其中三種常用級別，分別是：_NSConcreteGlobalBlock _NSConcreteStackBlock _NSConcreteMallocBlock，三種系統(tǒng)級別，分別是_NSConcreteAutoBlock _NSConcreteFinalizingBlock _NSConcreteWeakBlockVariable，本次只介紹3種常用類型。

Block常見的三種類型

全局Block(__NSGlobalBlock__)

堆Block(__NSMallocBlock__)

棧Block(__NSStackBlock__)

Block的本質(zhì)是什么？

把左邊OC(左邊)的代碼編譯成C++(右邊)，我們會發(fā)現(xiàn)原本的block在C++里面被拆解成一個叫__main_block_impl_0的構(gòu)造函數(shù)，我們在往上看可以發(fā)現(xiàn)，它其實就是一個結(jié)構(gòu)體對象。而這個構(gòu)造函數(shù)傳了兩個值__main_block_func_0和__main_block_desc_0_DATA。__main_block_func_0：就是Block所執(zhí)行的內(nèi)容，在C++底層則變成了一個函數(shù)。__main_block_desc_0_DATA：有兩個成員：reserved和Block_size。

Block是如何捕獲外界變量的？

我們創(chuàng)建一個局部變量a=10，然后看C++代碼，可以發(fā)現(xiàn)在__main_block_impl_0結(jié)構(gòu)體中創(chuàng)建了一個屬性int a，并且在函數(shù)實現(xiàn)中創(chuàng)建了一個臨時變量a，將結(jié)構(gòu)體中的屬性賦值給他。由于這次拷貝是值拷貝，所以在函數(shù)里面不能對當(dāng)前的屬性進(jìn)行修改。為了能夠改變a的值，要加上__block，如下圖：

我們可以發(fā)現(xiàn)__block修飾的臨時變量在C++中變成了一個結(jié)構(gòu)體__Block_byref_a_0。并且在調(diào)用函數(shù)的時候，傳的是a的指針，并且在函數(shù)的實現(xiàn)中，__Block_byref_a_0 *a = __cself->a則是進(jìn)行一次指針拷貝，所以用__block修飾的變量可以在Block內(nèi)部進(jìn)行修改。

解決Block循環(huán)引用的幾種方式

    //循環(huán)引用
    self.name = @"1234";
    self.block = ^{
        NSLog(@"%@",self.name);
    };
    self.block();

很多人都知道Block會引起循環(huán)引用，如同上面這段代碼，當(dāng)self持有block,block持有self，就產(chǎn)生了循環(huán)引用。接下來就介紹3種解決循環(huán)引用的方式
1、__block:我們只需要在self.name的下面創(chuàng)建一個中介者vc(__block ViewController *vc = self)，然后將block里面的self.name替換成vc.name，用完之后將vc置為nil即可。(俗稱中介者模式)

    // 循環(huán)引用
    self.name = @"1234";
    __block ViewController *vc = self;
    self.block = ^{
        NSLog(@"%@",vc.name);
    };
    self.block();

2、傳參：我們只需要將當(dāng)前的self當(dāng)做參數(shù)傳入到block里面，block內(nèi)部會創(chuàng)建一個臨時變量vc，此時我們就打破了互相持有，就會解決循環(huán)引用的問題了

    // 循環(huán)引用
    self.name = @"1234";
    self.block = ^(ViewController *vc){
        NSLog(@"%@",vc.name);
    };
    self.block(self);

3、weak and strong:這種方式也是最多人用的，既創(chuàng)建weak，但是有一個問題，如果添加一個延遲執(zhí)行，weakSelf就會提前釋放，導(dǎo)致訪問不到外界變量，所以我們又需要在blcok里面strong一下

// 循環(huán)引用
    self.name = @"1234";
    __weak typeof(self) weakSelf = self;
    self.block = ^{
        __strong typeof(weakSelf) strongSelf = weakSelf;
        dispatch_after(dispatch_time(DISPATCH_TIME_NOW, (int64_t)(2 * NSEC_PER_SEC)), dispatch_get_main_queue(), ^{
            NSLog(@"%@",strongSelf.name);
        });
    };
    self.block();

Block打破循環(huán)引的原理

在匯編里面，Block會掉用一個叫_Block_object_assign的api。而解決循環(huán)引用的關(guān)鍵之處也在下面的代碼中。

void _Block_object_assign(void *destArg, const void *object, const int flags) {
    const void **dest = (const void **)destArg;
    switch (os_assumes(flags & BLOCK_ALL_COPY_DISPOSE_FLAGS)) {
      case BLOCK_FIELD_IS_OBJECT:
        _Block_retain_object(object);
        *dest = object;
        break;

      case BLOCK_FIELD_IS_BLOCK:
        *dest = _Block_copy(object);
        break;
    
      case BLOCK_FIELD_IS_BYREF | BLOCK_FIELD_IS_WEAK:
      case BLOCK_FIELD_IS_BYREF:
        *dest = _Block_byref_copy(object);
        break;
        
      case BLOCK_BYREF_CALLER | BLOCK_FIELD_IS_OBJECT:
      case BLOCK_BYREF_CALLER | BLOCK_FIELD_IS_BLOCK:
        *dest = object;
        break;

      case BLOCK_BYREF_CALLER | BLOCK_FIELD_IS_OBJECT | BLOCK_FIELD_IS_WEAK:
      case BLOCK_BYREF_CALLER | BLOCK_FIELD_IS_BLOCK  | BLOCK_FIELD_IS_WEAK:
        *dest = object;
        break;

      default:
        break;
    }
}

以__weak為例。我們?yōu)榱私鉀Q循環(huán)引用，通常都會寫上這樣一句代碼：__weak typeof(self) weakSelf = self;,將self加入到弱引用技術(shù)表，但是這并不足以解釋打破循環(huán)引用的原因。而是weakSelf和self并不是同一個點，他們指向的空間都是同一個。而最關(guān)鍵的是這一行代碼const void **dest = (const void **)destArg;，他copy的是weakSelf的指針地址，而不是self，所以weakSelf被釋放的時候，不會影響到self。

Block是如何從棧到堆？

void *_Block_copy(const void *arg) {
    struct Block_layout *aBlock;

    if (!arg) return NULL;
    
    // The following would be better done as a switch statement
    aBlock = (struct Block_layout *)arg;
    if (aBlock->flags & BLOCK_NEEDS_FREE) {
        // latches on high
        latching_incr_int(&aBlock->flags);
        return aBlock;
    }
    else if (aBlock->flags & BLOCK_IS_GLOBAL) {
        return aBlock;
    }
    else {
        // Its a stack block.  Make a copy.
        struct Block_layout *result =
            (struct Block_layout *)malloc(aBlock->descriptor->size);
        if (!result) return NULL;
        memmove(result, aBlock, aBlock->descriptor->size); // bitcopy first
#if __has_feature(ptrauth_calls)
        // Resign the invoke pointer as it uses address authentication.
        result->invoke = aBlock->invoke;
#endif
        // reset refcount
        result->flags &= ~(BLOCK_REFCOUNT_MASK|BLOCK_DEALLOCATING);    // XXX not needed
        result->flags |= BLOCK_NEEDS_FREE | 2;  // logical refcount 1
        _Block_call_copy_helper(result, aBlock);
        // Set isa last so memory analysis tools see a fully-initialized object.
        result->isa = _NSConcreteMallocBlock;
        return result;
    }
}

這里就是當(dāng)前Block從棧->堆的過程。1、aBlock->flags & BLOCK_NEEDS_FREE會判斷當(dāng)前Block的引用計數(shù)器，因為block的引用計數(shù)器是不受runtime下層處理的，所以它由自己來進(jìn)行管理。而且這里的引用計數(shù)器是+2，而不是+1，因為+1會對別的屬性有影響，所以這里是+2(如下)。

static int32_t latching_incr_int(volatile int32_t *where) {
    while (1) {
        int32_t old_value = *where;
        if ((old_value & BLOCK_REFCOUNT_MASK) == BLOCK_REFCOUNT_MASK) {
            return BLOCK_REFCOUNT_MASK;
        }
        if (OSAtomicCompareAndSwapInt(old_value, old_value+2, where)) {
            return old_value+2;
        }
    }
}

2、aBlock->flags & BLOCK_IS_GLOBAL判斷當(dāng)前的Block是否為全局變量，是的話就直接返回
3、else就是將block復(fù)制到棧中，首先會創(chuàng)建一個新的結(jié)構(gòu)體result，然后將舊的Block全部拷貝到新的Block中，然后isa就被標(biāo)記為_NSConcreteMallocBlock。

總結(jié)

1、解決block循環(huán)引用的思路就是中介者模式。
2、Block的本質(zhì)就是結(jié)構(gòu)體
3、當(dāng)Block捕獲到外界變量時，他就會從全局block變成堆block

-End-

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