Block詳解

轉(zhuǎn)自李峰峰博客

一、概述

閉包 = 一個(gè)函數(shù)「或指向函數(shù)的指針」+ 該函數(shù)執(zhí)行的外部的上下文變量「也就是自由變量」；Block 是 Objective-C 對(duì)于閉包的實(shí)現(xiàn)。
其中，Block：

可以嵌套定義，定義 Block 方法和定義函數(shù)方法相似
Block 可以定義在方法內(nèi)部或外部
只有調(diào)用 Block 時(shí)候，才會(huì)執(zhí)行其{}體內(nèi)的代碼
本質(zhì)是對(duì)象，使代碼高聚合

使用 clang 將 OC 代碼轉(zhuǎn)換為 C++ 文件查看 block 的方法：

  • 在命令行輸入代碼 clang -rewrite-objc 需要編譯的OC文件.m
  • 這時(shí)查看當(dāng)前的文件夾里 多了一個(gè)相同的名稱的 .cpp 文件，在命令行輸入 open main.cpp 查看文件

二、Block的定義與使用

1、無(wú)參數(shù)無(wú)返回值

//1，無(wú)參數(shù)，無(wú)返回值，聲明和定義
void(^MyBlockOne)(void) = ^(void){
NSLog(@"無(wú)參數(shù)，無(wú)返回值");
};
MyBlockOne();//block的調(diào)用

2、有參數(shù)無(wú)返回值

//2，有參數(shù)，無(wú)返回值，聲明和定義
void(^MyblockTwo)(int a) = ^(int a){
NSLog(@"@ = %d我就是block，有參數(shù)，無(wú)返回值",a);
};
MyblockTwo(100);

3、有參數(shù)有返回值

//3，有參數(shù)，有返回值
int(^MyBlockThree)(int,int) = ^(int a,int b){
NSLog(@"%d我就是block，有參數(shù)，有返回值",a + b);returna + b;
};
MyBlockThree(12,56);

4、實(shí)際開(kāi)發(fā)中常用typedef 定義Block

例如，用typedef定義一個(gè)block：

typedef int (^MyBlock)(int , int);

這時(shí)，MyBlock就成為了一種Block類(lèi)型
在定義類(lèi)的屬性時(shí)可以這樣：

@property (nonatomic,copy) MyBlock myBlockOne;

使用時(shí)：

self.myBlockOne = ^int (int ,int){
//TODO
}

三、Block與外界變量

1、截獲自動(dòng)變量（局部變量）值
（1）默認(rèn)情況

對(duì)于 block 外的變量引用，block 默認(rèn)是將其復(fù)制到其數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中來(lái)實(shí)現(xiàn)訪問(wèn)的。也就是說(shuō)block的自動(dòng)變量截獲只針對(duì)block內(nèi)部使用的自動(dòng)變量, 不使用則不截獲, 因?yàn)榻孬@的自動(dòng)變量會(huì)存儲(chǔ)于block的結(jié)構(gòu)體內(nèi)部, 會(huì)導(dǎo)致block體積變大。特別要注意的是默認(rèn)情況下block只能訪問(wèn)不能修改局部變量的值。

int age = 10;
myBlock block = ^{

NSLog(@"age = %d", age);

};
age = 18;
block();

輸出結(jié)果：

age = 10

（2） __block 修飾的外部變量

對(duì)于用 __block 修飾的外部變量引用，block 是復(fù)制其引用地址來(lái)實(shí)現(xiàn)訪問(wèn)的。block可以修改__block 修飾的外部變量的值。


__block int age = 10;
myBlock block = ^{
NSLog(@"age = %d", age);
};
age = 18;
block();

輸出為：

age = 18

為什么使用__block 修飾的外部變量的值就可以被block修改呢？

我們使用 clang 將 OC 代碼轉(zhuǎn)換為 C++ 文件：

clang -rewrite-objc 源代碼文件名

便可揭開(kāi)其真正面紗：

__block int val = 10;
轉(zhuǎn)換成
__Block_byref_val_0 val = {
0,
&val,
0,
sizeof(__Block_byref_val_0),
10
};

會(huì)發(fā)現(xiàn)一個(gè)局部變量加上__block修飾符后竟然跟block一樣變成了一個(gè)__Block_byref_val_0結(jié)構(gòu)體類(lèi)型的自動(dòng)變量實(shí)例?。。。?/p>

此時(shí)我們?cè)赽lock內(nèi)部訪問(wèn)val變量則需要通過(guò)一個(gè)叫__forwarding的成員變量來(lái)間接訪問(wèn)val變量(下面會(huì)對(duì)__forwarding進(jìn)行詳解)

四、Block的copy操作

1、Block的存儲(chǔ)域及copy操作

在開(kāi)始研究Block的copy操作之前，先來(lái)思考一下：Block是存儲(chǔ)在棧上還是堆上呢？

我們先來(lái)看看一個(gè)由C/C++/OBJC編譯的程序占用內(nèi)存分布的結(jié)構(gòu)：



其實(shí)，block有三種類(lèi)型：

  • 全局塊(_NSConcreteGlobalBlock)
  • 棧塊(_NSConcreteStackBlock)
  • 堆塊(_NSConcreteMallocBlock)

這三種block各自的存儲(chǔ)域如下圖：


  • 全局塊存在于全局內(nèi)存中, 相當(dāng)于單例.
  • 棧塊存在于棧內(nèi)存中, 超出其作用域則馬上被銷(xiāo)毀
  • 堆塊存在于堆內(nèi)存中, 是一個(gè)帶引用計(jì)數(shù)的對(duì)象, 需要自行管理其內(nèi)存

簡(jiǎn)而言之，存儲(chǔ)在棧中的Block就是棧塊、存儲(chǔ)在堆中的就是堆塊、既不在棧中也不在堆中的塊就是全局塊。

遇到一個(gè)Block，我們?cè)趺催@個(gè)Block的存儲(chǔ)位置呢？

（1）Block不訪問(wèn)外界變量（包括棧中和堆中的變量）

Block 既不在棧又不在堆中，在代碼段中，ARC和MRC下都是如此。此時(shí)為全局塊。

（2）Block訪問(wèn)外界變量

MRC 環(huán)境下：訪問(wèn)外界變量的 Block 默認(rèn)存儲(chǔ)棧中。
ARC 環(huán)境下：訪問(wèn)外界變量的 Block 默認(rèn)存儲(chǔ)在堆中（實(shí)際是放在棧區(qū)，然后ARC情況下自動(dòng)又拷貝到堆區(qū)），自動(dòng)釋放。

ARC下，訪問(wèn)外界變量的 Block為什么要自動(dòng)從棧區(qū)拷貝到堆區(qū)呢？

棧上的Block，如果其所屬的變量作用域結(jié)束，該Block就被廢棄，如同一般的自動(dòng)變量。當(dāng)然，Block中的__block變量也同時(shí)被廢棄。如下圖：


為了解決棧塊在其變量作用域結(jié)束之后被廢棄（釋放）的問(wèn)題，我們需要把Block復(fù)制到堆中，延長(zhǎng)其生命周期。開(kāi)啟ARC時(shí)，大多數(shù)情況下編譯器會(huì)恰當(dāng)?shù)剡M(jìn)行判斷是否有需要將Block從棧復(fù)制到堆，如果有，自動(dòng)生成將Block從棧上復(fù)制到堆上的代碼。Block的復(fù)制操作執(zhí)行的是copy實(shí)例方法。Block只要調(diào)用了copy方法，棧塊就會(huì)變成堆塊。

如下圖：


例如下面一個(gè)返回值為Block類(lèi)型的函數(shù)：

typedef int (^blk_t)(int);
blk_t func(int rate) {
return ^(int count) { return rate * count; };
}

分析可知：上面的函數(shù)返回的Block是配置在棧上的，所以返回函數(shù)調(diào)用方時(shí)，Block變量作用域就結(jié)束了，Block會(huì)被廢棄。但在ARC有效，這種情況編譯器會(huì)自動(dòng)完成復(fù)制。

在非ARC情況下則需要開(kāi)發(fā)者調(diào)用copy方法手動(dòng)復(fù)制，由于開(kāi)發(fā)中幾乎都是ARC模式，所以手動(dòng)復(fù)制內(nèi)容不再過(guò)多研究。

將Block從棧上復(fù)制到堆上相當(dāng)消耗CPU，所以當(dāng)Block設(shè)置在棧上也能夠使用時(shí)，就不要復(fù)制了，因?yàn)榇藭r(shí)的復(fù)制只是在浪費(fèi)CPU資源。

Block的復(fù)制操作執(zhí)行的是copy實(shí)例方法。不同類(lèi)型的Block使用copy方法的效果如下表：


根據(jù)表得知，Block在堆中copy會(huì)造成引用計(jì)數(shù)增加，這與其他Objective-C對(duì)象是一樣的。雖然Block在棧中也是以對(duì)象的身份存在，但是棧塊沒(méi)有引用計(jì)數(shù)，因?yàn)椴恍枰?，我們都知道棧區(qū)的內(nèi)存由編譯器自動(dòng)分配釋放。關(guān)于堆區(qū)和棧區(qū)詳細(xì)內(nèi)容可以參考下峰哥之前的文章：《總結(jié)：堆、棧、隊(duì)列》

不管Block存儲(chǔ)域在何處，用copy方法復(fù)制都不會(huì)引起任何問(wèn)題。在不確定時(shí)調(diào)用copy方法即可。

在ARC有效時(shí)，多次調(diào)用copy方法完全沒(méi)有問(wèn)題：

blk = [[[[blk copy] copy] copy] copy];
// 經(jīng)過(guò)多次復(fù)制，變量blk仍然持有Block的強(qiáng)引用，該Block不會(huì)被廢棄。

2、__block變量與__forwarding

在copy操作之后，既然__block變量也被copy到堆上去了, 那么訪問(wèn)該變量是訪問(wèn)棧上的還是堆上的呢?__forwarding 終于要閃亮登場(chǎng)了，如下圖：


通過(guò)__forwarding, 無(wú)論是在block中還是 block外訪問(wèn)__block變量, 也不管該變量在棧上或堆上, 都能順利地訪問(wèn)同一個(gè)__block變量。

五、防止 Block 循環(huán)引用

Block 循環(huán)引用的情況：
某個(gè)類(lèi)將 block 作為自己的屬性變量，然后該類(lèi)在 block 的方法體里面又使用了該類(lèi)本身，如下：

self.someBlock = ^(Type var){
[self dosomething];
};

解決辦法：

（1）ARC 下：使用 __weak

__weak typeof(self) weakSelf = self;
self.someBlock = ^(Type var){
[weakSelf dosomething];
};

（2）MRC 下：使用 __block

__block typeof(self) blockSelf = self;
self.someBlock = ^(Type var){
[blockSelf dosomething];
};

值得注意的是，在ARC下，使用 __block 也有可能帶來(lái)的循環(huán)引用，如下：

// 循環(huán)引用 self -> _attributBlock -> tmp -> self
typedef void (^Block)();
@interface TestObj : NSObject
{
Block _attributBlock;
}
@end

@implementation TestObj

  • (id)init {
    self = [super init];
    __block id tmp = self;
    self.attributBlock = ^{
    NSLog(@"Self = %@",tmp);
    tmp = nil;
    };
    }
  • (void)execBlock {
    self.attributBlock();
    }
    @end

// 使用類(lèi)
id obj = [[TestObj alloc] init];
[obj execBlock]; // 如果不調(diào)用此方法，tmp 永遠(yuǎn)不會(huì)置 nil，內(nèi)存泄露會(huì)一直在

六、Block的使用示例

1、Block作為變量（Xcode快捷鍵：inlineBlock）

int (^sum) (int, int); // 定義一個(gè) Block 變量 sum
// 給 Block 變量賦值
// 一般 返回值省略：sum = ^(int a,int b)…
sum = ^int (int a,int b){
return a+b;
}; // 賦值語(yǔ)句最后有 分號(hào)
int a = sum(10,20); // 調(diào)用 Block 變量

2、Block作為屬性（Xcode 快捷鍵：typedefBlock）

// 1. 給 Calculate 類(lèi)型 sum變量 賦值「下定義」
typedef int (^Calculate)(int, int); // calculate就是類(lèi)型名
Calculate sum = ^(int a,int b){
return a+b;
};
int a = sum(10,20); // 調(diào)用 sum變量

// 2. 作為對(duì)象的屬性聲明，copy 后 block 會(huì)轉(zhuǎn)移到堆中和對(duì)象一起
@property (nonatomic, copy) Calculate sum; // 使用 typedef
@property (nonatomic, copy) int (^sum)(int, int); // 不使用 typedef

// 聲明，類(lèi)外
self.sum = ^(int a,int b){
return a+b;
};
// 調(diào)用，類(lèi)內(nèi)
int a = self.sum(10,20);

3、作為 OC 中的方法參數(shù)

// ---- 無(wú)參數(shù)傳遞的 Block ---------------------------
// 實(shí)現(xiàn)

  • (CGFloat)testTimeConsume:(void(^)())middleBlock {
    // 執(zhí)行前記錄下當(dāng)前的時(shí)間
    CFTimeInterval startTime = CACurrentMediaTime();
    middleBlock();
    // 執(zhí)行后記錄下當(dāng)前的時(shí)間
    CFTimeInterval endTime = CACurrentMediaTime();
    return endTime - startTime;
    }

// 調(diào)用
[self testTimeConsume:^{
// 放入 block 中的代碼

}];

// ---- 有參數(shù)傳遞的 Block ---------------------------
// 實(shí)現(xiàn)

  • (CGFloat)testTimeConsume:(void(^)(NSString * name))middleBlock {
    // 執(zhí)行前記錄下當(dāng)前的時(shí)間
    CFTimeInterval startTime = CACurrentMediaTime();
    NSString *name = @"有參數(shù)";
    middleBlock(name);
    // 執(zhí)行后記錄下當(dāng)前的時(shí)間
    CFTimeInterval endTime = CACurrentMediaTime();
    return endTime - startTime;
    }

// 調(diào)用
[self testTimeConsume:^(NSString *name) {
// 放入 block 中的代碼，可以使用參數(shù) name
// 參數(shù) name 是實(shí)現(xiàn)代碼中傳入的，在調(diào)用時(shí)只能使用，不能傳值

}];

4、Block回調(diào)

Block回調(diào)是關(guān)于Block最常用的內(nèi)容，比如網(wǎng)絡(luò)下載，我們可以用Block實(shí)現(xiàn)下載成功與失敗的反饋。開(kāi)發(fā)者在block沒(méi)發(fā)布前，實(shí)現(xiàn)回調(diào)基本都是通過(guò)代理的方式進(jìn)行的，比如負(fù)責(zé)網(wǎng)絡(luò)請(qǐng)求的原生類(lèi)NSURLConnection類(lèi)，通過(guò)多個(gè)協(xié)議方法實(shí)現(xiàn)請(qǐng)求中的事件處理。而在最新的環(huán)境下，使用的NSURLSession已經(jīng)采用block的方式處理任務(wù)請(qǐng)求了。各種第三方網(wǎng)絡(luò)請(qǐng)求框架也都在使用block進(jìn)行回調(diào)處理。這種轉(zhuǎn)變很大一部分原因在于block使用簡(jiǎn)單，邏輯清晰，靈活等原因。

如下：

//DownloadManager.h
#######import <Foundation/Foundation.h>

@interface DownloadManager : NSObject <NSURLSessionDownloadDelegate>

// block 重命名
typedef void (^DownloadHandler)(NSData * receiveData, NSError * error);

  • (void)downloadWithURL:(NSString *)URL parameters:(NSDictionary *)parameters handler:(DownloadHandler)handler ;

@end

//DownloadManager.m

import "DownloadManager.h"

@implementation DownloadManager

-(void)downloadWithURL:(NSString *)URL parameters:(NSDictionary *)parameters handler:(DownloadHandler)handler
{
NSURLRequest * request = [NSURLRequest requestWithURL:[NSURL URLWithString:URL]];
NSURLSession * session = [NSURLSession sharedSession];

//執(zhí)行請(qǐng)求任務(wù)
NSURLSessionDataTask * task = [session dataTaskWithRequest:request completionHandler:^(NSData * _Nullable data, NSURLResponse * _Nullable response, NSError * _Nullable error) {
if (handler) {
dispatch_async(dispatch_get_main_queue(), ^{
handler(data,error);
});
}
}];
[task resume];
}

上面通過(guò)封裝NSURLSession的請(qǐng)求，傳入一個(gè)處理請(qǐng)求結(jié)果的block對(duì)象，就會(huì)自動(dòng)將請(qǐng)求任務(wù)放到工作線程中執(zhí)行實(shí)現(xiàn)，我們?cè)诰W(wǎng)絡(luò)請(qǐng)求邏輯的代碼中調(diào)用如下：

-(IBAction)buttonClicked:(id)sender {
define DOWNLOADURL @"https://codeload.github.com/AFNetworking/AFNetworking/zip/master"
//下載類(lèi)
DownloadManager * downloadManager = [[DownloadManager alloc] init];
[downloadManager downloadWithURL: DOWNLOADURL parameters:nil handler:^(NSData *receiveData, NSError *error) {
if (error) {
NSLog(@"下載失?。?@",error);
}else {
NSLog(@"下載成功，%@",receiveData);
}
}];
}

為了加深理解，再來(lái)一個(gè)簡(jiǎn)單的小例子：

A，B兩個(gè)界面，A界面中有一個(gè)label，一個(gè)buttonA。點(diǎn)擊buttonA進(jìn)入B界面，B界面中有一個(gè)UITextfield和一個(gè)buttonB，點(diǎn)擊buttonB退出B界面并將B界面中UITextfield的值傳到A界面中的label。

A界面中，也就是ViewController類(lèi)中：

//關(guān)鍵demo：
-(IBAction)buttonAction {
MyFirstViewController *myVC = [[MyFirstViewController alloc] init];
[self presentViewController:myVC animated:YES completion:^{
}];
__weak typeof(self) weakSelf = self;//防止循環(huán)引用
//用屬性定義的注意：這里屬性是不會(huì)自動(dòng)補(bǔ)全的，方法就會(huì)自動(dòng)補(bǔ)全
[myVC setBlock:^(NSString *string){
weakSelf.labelA.text = string;
}];
}

B界面中，也就是MyFirstViewController類(lèi)中.m文件:

-(IBAction)buttonBAction {
[self dismissViewControllerAnimated:YES completion:^{
}];
self.block(_myTextfielf.text);
}

.h文件：

####### import <UIKit/UIKit.h>
//typedef定義一下block，為了更好用
typedef void(^MyBlock)(NSString *string);
@interface MyFirstViewController : UIViewController
@property (nonatomic, copy) MyBlock block;
@end

看了以上兩個(gè)Block回調(diào)示例，是不是感覺(jué)比delegate清爽了不少？

最后編輯于 ：
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