OC知识梳理：Block

1. 什么是Block？

Block是将函数及其执行上下文封装起来的对象。

// Block源码

struct __block_impl {
    void *isa;
    int Flags;
    int Reserved;
    // 保存内部代码块执行的函数地址
    void *FuncPtr;
};

// Block底层的结构
struct __main_block_impl_0 {
  struct __block_impl impl;
  struct __main_block_desc_0* Desc;
  // 构造函数（类似于OC的init方法），返回结构体对象
  __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;
  }
};

// 封装了block执行逻辑的函数
static void __main_block_func_0(struct __main_block_impl_0 *__cself) {
     NSLog((NSString *)&__NSConstantStringImpl__var_folders_zz_1js09xx15fz7j7qyrylx4xm80000gn_T_main_3df4b0_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(int argc, const char * argv[]) {
    /* @autoreleasepool */ { __AtAutoreleasePool __autoreleasepool;
        // 定义block变量
        void(*block)(void) = &__main_block_impl_0(__main_block_func_0, &__main_block_desc_0_DATA);
        // 执行block内部的代码
        block->FuncPtr(block);
    }
    return 0;
}
复制代码

• Block底层数据结构是__main_block_impl_0类型，定义的block变量是指向__main_block_impl_0类型的对象类型指针。
• __main_block_impl_0构造方法的需要两个参数：第一个参数：__main_block_func_0函数是对Block内部代码块的封装；第二个参数类型是__main_block_desc_0_DATA类型指针，内部主要对Block的信息封装，比如包含block的占用内部空间大小。
• 在__main_block_impl_0构造方法中将封装block代码块的__main_block_func_0函数地址传入__main_block_impl_0对象的FuncPtr成员保存。
• 当执行block，直接通过指针访问到FuncPtr成员的函数地址进行调用。

什么是Block调用？
Block调用即是函数的调用。

2. 截获变量

• 对于基本数据类型的局部变量截获其值。
• 对于对象类型的局部变量连同所有权修饰符一起截获。
• 以指针形式截获局部静态变量。
• 不截获全局变量、静态全局变量。

3. __block修饰符

• 一般情况下，对被截获变量进行赋值操作需添加__block修饰符。
• 赋值和使用是两个场景（例如只是为可变数组类型的局部变量添加元素，就只是使用，并不需要__block修饰）。

由于截获变量的特征，对基本数据类型和对象类型的局部变量赋值时，需使用__block修饰；而对静态局部变量、全局变量和静态全局变量赋值时，并不需要使用__block修饰符。虽然可以通过定义static或者全局变量来实现在block内部修改变量，但是全局变量和static会修改变量的作用域，因此开发中一般使用__block。

1) __block是如何实现的？

__block之所以可以修改局部变量，是因为编译器将__block修饰的变量包装成了一个对象。
对象中包含：

• __isa
• __forwarding
• __flags
• __size
• val // 值

2) __forwarding指向

• 若block在栈上，且未做过copy操作，则__block对象其中的__forwarding指针指向自己。
• 栈上的block复制到堆上后，则栈上的__block对象和堆上copy出的对象，其中的__forwarding指针都指向堆中的__block对象。

__forwarding的存在是为了不论在任何内存位置，都可以顺利的访问同一个__block变量。

4. Block内存管理

1) Block有哪几种类型？

block的类型，取决于isa指针，可以通过调用class方法或者isa指针查看具体类型，最终都是继承自NSBlock类型。

• _NSConcreteStackBlock：存储在栈区
• _NSConcreteMallocBlock：存储在堆区
• _NSConcreteGlobalBlock：存储在全局区的.data段

没有访问auto变量的block存储于数据段；访问了auto变量的block存储于栈区；对栈区的block做copy操作，其结果存储于堆区。

Block的Copy操作

2) 当block内部访问了对象类型的auto变量时，是否会强引用？

• 如果block是在栈上，将不会对auto变量产生强引用。
• 当block被拷贝到堆时：
  • 会调用block内部的copy函数；
  • copy函数内部会调用_Block_object_assign函数；
  • _Block_object_assign函数会根据auto变量的修饰符（__strong、__weak、__unsafe_unretained）做出相应的操作，形成强引用（retain）或者弱引用。
• 当block从堆中移除时：
  • 会调用block内部的dispose函数；
  • dispose函数内部会调用_Block_object_dispose函数；
  • _Block_object_dispose函数会自动释放引用的auto变量（release）。

• 如果block在栈空间，不管外部变量是强引用还是弱引用，block都会弱引用访问对象；
• 如果block在堆空间，如果外部强引用，block内部也是强引用；如果外部弱引用，block内部也是弱引用。

3) __block的内存管理

• 当block在栈上时，并不会对__block变量产生强引用。
• 当block被拷贝到堆时：
  • 会调用block内部的copy函数；
  • copy函数内部会调用_Block_object_assign函数；
  • _Block_object_assign函数会对__block变量形成强引用（retain）。
• 当block从堆中移除时：
  • 会调用block内部的dispose函数；
  • dispose函数内部会调用_Block_object_dispose函数；
  • _Block_object_dispose函数会自动释放引用的__block变量（release）。

4) 在ARC环境下，编译器会在什么情况下自动将栈上的block复制到堆上？

• block作为函数返回值时；
• 将block赋值给__strong指针时；
• block作为Cocoa API中方法名含有usingBlock的方法参数时；
• block作为GCD API的方法参数时。

5. Block的循环引用问题

1) 为什么Block会产生循环引用？

如果Block是某一对象的成员变量，且内部使用了该对象的其他成员变量。此时Block会对当前对象进行截获变量，Block强引用当前对象，而当前对象又强引用Block，产生自循环引用。可以通过声明对象为__weak来消除自循环引用。