浅析Block的内部结构 及其 如何利用 NSInvocation 进行调用

Block的底层内部结构图

1194012-1739b7e85e46b4db.png

Block的结构中首地址指向的就是isa指针,因此Blcok其实也是我们OC中的对象。通过编译器的处理成C++底层的代码时,Block就是一个结构体,其代码结构如下

struct __main_block_impl_0 {

    // impl结构体   
    struct __block_impl {
            void *isa;  //block的isa指针
            int Flags; //位移枚举标记(标记desc中有无 copy , dispose方法,有无方法签名字符 Signature 等...)
            int Reserved;
            void *FuncPtr; //实现block的功能函数
    } impl ;

    
    struct __main_block_desc_0  {

           size_t reserved;
          size_t Block_size; //block 的 内存大小

          /** 以下两个函数是在 isa 指针指向 _NSConcreteMallocBlock时才会有 **/
          void (*copy)(void); 
          void (*dispose)(void);

            /** 以下字符串是在impl.flag 包含((1 << 30)这个值是才有的变量),对应oc中的方法签名NSMethodSignature**/
          const char *signatureStr; 
    } * Desc;

     /**  以下都是block捕获的变量 ,变量顺序和是否捕获进来根据block的定义来决定 ,这里只是简单举例**/
    struct __Block_byref_var_0 *var ; // __block变量
    TestClass *__strong strongTestVar ; // strong 变量
    TestClass *__weak weakTestVar ; // weak 变量
    int a ; //局部普通数据类型
    int *b ;//局部静态变量
    /**全局静态变量是直接通过变量的地址访问的不需要捕获进来*/ 
}

isa - Block 的类型(isa指针的指向)分为 3种

  1. _NSConcreteStackBlock: 只用到外部局部变量 , 且没有强指针引用的block , 其实质上就是函数栈上的局部变量,在当前函数调用完后:(恢复栈空间的时候),就会被释放掉。
  2. _NSConcreteGlobalBlock: 完全没有用到外部变量 ,或只用到全局变量、静态变量的block ,生命周期从创建到应用程序结束。

Block 访问全局变量 或 静态变量 都是通过捕获他们的地址进行内容访问的,因为这些变量从定义的那一刻开始就确定了其地址,因此可以通过指针传递来捕获到block内部进行访问。而捕获普通局部变量就不一样,局部变量在函数返回后其内存有可能会被会回收掉,所以是不能通过捕获局部变量的地址到block访问的,而是通过值传递来传进block内部

  1. _NSConcreteMallocBlock (估计是我们最常解除的block类型了) :特点是有强指针引用,或者被带有copy修饰的属性引用,或者作为函数返回值返回时。

Flags : 这是一个位移枚举的变量,标记着block的一些属性,比如

  • 结构体的Desc中有无 copydispose函数 (1 << 25)
  • 结构体的Desc中有无 signatureStr type encodings (char * 类型字符串) (1<<30)
  • ......

FuncPtr : 就是你定义block的内部逻辑实现函数的指针。通过编译器把OC的代码处理成c语言的函数后在block初始化时,用这个变量记录函数的指针地址,当block被调用时就是执行这个函数指针指向的函数。

Desc. Block_size : block的内存占用空间的大小

Desc -> copy + dispose 函数 :block用于管理自身内存的函数

......

更详细的 block底层源码实现 以及 __block变量的原理 推荐阅读 深入研究Block捕获外部变量和__block实现原理 这篇文章

清楚了Block的内部结构后,我们来看下如何理由 NSInvocation进行调
用。

NSInvocation是一个OC中用来封装消息发送的类,在Runtime的消息转发的最后一个转发步骤(Normal Forwarding)也有出现 NSInvocation
Normal Forwarding 首先调用 - (NSMethodSignature *)methodSignatureForSelector:(SEL)aSelector这个方法,向调用者返回一个selector 对应的方法签名类 NSMethodSignature对象,如果没有返回NSMethodSignature这个类对象的话 就会抛出找不到方法的错误,否则,就会利用返回的 NSMethodSignature对象 生成一个NSInvocation对象传进- (void)forwardInvocation:(NSInvocation *)anInvocation 方法中完成消息转发机制的最后一步。

首先根据上面分析的Block内部定义一个结构体 ,方便我们对block进行内部访问。

struct BlockLayout {
    void *isa;
    int flags;
    int reserved;
    void (*invoke)(void *, ...);
    struct block_descriptor {
        unsigned long int reserved;
        unsigned long int size;
        void (*copy)(void *dst, void *src);     // (1<<25)
        void (*dispose)(void *src);
        const char *signature;                         // (1<<30)
    } *descriptor;
    // 捕获的变量
};

enum {
    DescFlagsHasCopyDispose = (1 << 25),
    DescFlagsIsGlobal = (1 << 28),
    DescFlagsHasSignature = (1 << 30)
};
typedef int BlockDescFlags;

然后定义一个简单的block

void(^testBlock)(int a , int b) = ^(int a , int b){
         NSLog(@"成功调用了 block");
         NSLog(@"参数1 -> a = %d , 参数2 -> b = %d" , a , b);
};

下面开始对Block内部进行访问,获取去signature(const char * )后生成NSInvoction并传参调用。

//强转为自定义的block结构体指针
    struct BlockLayout * blockLayoutPointer =  (__bridge struct BlockLayout *)testBlock;
    int flags = blockLayoutPointer -> flags;
    
    if (flags & BlockDescFlagsHasSignature) { //有signature字符串
        
        void * signaturePoint = blockLayoutPointer -> descriptor;
        signaturePoint += sizeof(unsigned long int); //reserved
        signaturePoint += sizeof(unsigned long int); //size
        if (flags & BlockDescFlagsHasCopyDispose) {
             signaturePoint += sizeof(void (*)(void *dst , void *src)); //copy
             signaturePoint += sizeof(void (*)(void *src)); //dispose
        }
        
        //拿到 signature 字符串内容
        const char * signatureStr = (* (const char **) signaturePoint);
        NSMethodSignature * blockSignature = [NSMethodSignature signatureWithObjCTypes:signatureStr];
        NSInvocation * invocation = [NSInvocation invocationWithMethodSignature:blockSignature];
        invocation.target = testBlock;
        
        
        //将要传紧block的参数
        int param1 = 10 ;
        int param2 = 20 ;
        
        // block(type encodeings 为 @?) 对应的 NSInvocation 第一个参数为 block本身
        // SEL(type encodeings 为 :) 对应的 NSInvocation 第一个参数为 selector 的 调用者(targat  type encodeings 为 @) ,第二个参数这是 _cmd (方法本身类型为SEL)
        [invocation setArgument:&param1 atIndex:1];
        [invocation setArgument:&param2 atIndex:2];
        
        [invocation invoke];
    }

看下打印 ,成功地利用NSInvocation对象调用了 Block。

2018-09-03 15:10:55.182181+0800 BlockWithNSInvocation[10694:872743] 成功调用了 block
2018-09-03 15:10:55.182430+0800 BlockWithNSInvocation[10694:872743] 参数1 -> a = 10 , 参数2 -> b = 20
Program ended with exit code: 0

PS:类型强转其实并没有改变目标变量的实际内存的数据,类型强转其实就是告诉编译器 目标变量 是我强转的类型数据,你对这个变量访问时按照我指定的变量类型来访问即可。

最后编辑于
©著作权归作者所有,转载或内容合作请联系作者
  • 序言:七十年代末,一起剥皮案震惊了整个滨河市,随后出现的几起案子,更是在滨河造成了极大的恐慌,老刑警刘岩,带你破解...
    沈念sama阅读 159,716评论 4 364
  • 序言:滨河连续发生了三起死亡事件,死亡现场离奇诡异,居然都是意外死亡,警方通过查阅死者的电脑和手机,发现死者居然都...
    沈念sama阅读 67,558评论 1 294
  • 文/潘晓璐 我一进店门,熙熙楼的掌柜王于贵愁眉苦脸地迎上来,“玉大人,你说我怎么就摊上这事。” “怎么了?”我有些...
    开封第一讲书人阅读 109,431评论 0 244
  • 文/不坏的土叔 我叫张陵,是天一观的道长。 经常有香客问我,道长,这世上最难降的妖魔是什么? 我笑而不...
    开封第一讲书人阅读 44,127评论 0 209
  • 正文 为了忘掉前任,我火速办了婚礼,结果婚礼上,老公的妹妹穿的比我还像新娘。我一直安慰自己,他们只是感情好,可当我...
    茶点故事阅读 52,511评论 3 287
  • 文/花漫 我一把揭开白布。 她就那样静静地躺着,像睡着了一般。 火红的嫁衣衬着肌肤如雪。 梳的纹丝不乱的头发上,一...
    开封第一讲书人阅读 40,692评论 1 222
  • 那天,我揣着相机与录音,去河边找鬼。 笑死,一个胖子当着我的面吹牛,可吹牛的内容都是我干的。 我是一名探鬼主播,决...
    沈念sama阅读 31,915评论 2 313
  • 文/苍兰香墨 我猛地睁开眼,长吁一口气:“原来是场噩梦啊……” “哼!你这毒妇竟也来了?” 一声冷哼从身侧响起,我...
    开封第一讲书人阅读 30,664评论 0 202
  • 序言:老挝万荣一对情侣失踪,失踪者是张志新(化名)和其女友刘颖,没想到半个月后,有当地人在树林里发现了一具尸体,经...
    沈念sama阅读 34,412评论 1 246
  • 正文 独居荒郊野岭守林人离奇死亡,尸身上长有42处带血的脓包…… 初始之章·张勋 以下内容为张勋视角 年9月15日...
    茶点故事阅读 30,616评论 2 245
  • 正文 我和宋清朗相恋三年,在试婚纱的时候发现自己被绿了。 大学时的朋友给我发了我未婚夫和他白月光在一起吃饭的照片。...
    茶点故事阅读 32,105评论 1 260
  • 序言:一个原本活蹦乱跳的男人离奇死亡,死状恐怖,灵堂内的尸体忽然破棺而出,到底是诈尸还是另有隐情,我是刑警宁泽,带...
    沈念sama阅读 28,424评论 2 254
  • 正文 年R本政府宣布,位于F岛的核电站,受9级特大地震影响,放射性物质发生泄漏。R本人自食恶果不足惜,却给世界环境...
    茶点故事阅读 33,098评论 3 238
  • 文/蒙蒙 一、第九天 我趴在偏房一处隐蔽的房顶上张望。 院中可真热闹,春花似锦、人声如沸。这庄子的主人今日做“春日...
    开封第一讲书人阅读 26,096评论 0 8
  • 文/苍兰香墨 我抬头看了看天上的太阳。三九已至,却和暖如春,着一层夹袄步出监牢的瞬间,已是汗流浃背。 一阵脚步声响...
    开封第一讲书人阅读 26,869评论 0 197
  • 我被黑心中介骗来泰国打工, 没想到刚下飞机就差点儿被人妖公主榨干…… 1. 我叫王不留,地道东北人。 一个月前我还...
    沈念sama阅读 35,748评论 2 276
  • 正文 我出身青楼,却偏偏与公主长得像,于是被迫代替她去往敌国和亲。 传闻我的和亲对象是个残疾皇子,可洞房花烛夜当晚...
    茶点故事阅读 35,641评论 2 271

推荐阅读更多精彩内容