《Objective-C 高级编程》 学习笔记 -- Block

block copy

大多数情况下,编译器会自动生成赋值到堆上的代码,但是有以下情况例外:

  • 向方法或函数中传递 block 时

但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。以下方法或函数不用手动复制:

  • cocoa 框架中的方法且方法名含有 usingBlock
  • Grand Central Dispath(GCD) 的 API
  • 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
  • 将 block 作为返回值时

block __forwarding

__block 修饰的变量,会生成如下结构体:

struct __Block_byref_val_0 {
  void *__isa;
__Block_byref_val_0 *__forwarding;
 int __flags;
 int __size;
 int val;
};

我们注意到,__block 变量生成的结构体多了成员变量 __forwarding,这是原因:不管 __block变量配置在栈上还是堆上,都能够正确的访问该变量。

void test() {
    __block int val = 0;
    void (^blk)() = [^(){
        ++val;
    } copy];
    ++val;
    blk();
}

此代码中在 Block 语法的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以转换为如下形式:

++(val.__forwarding->val);

当把 __block 变量生成的结构体实例从栈复制到堆上时,会将成员变量 __forwarding 的值替换为复制目标堆上的 __block 变量(生成的结构体实例),如下图所示;

复制 __block 变量

block 循环引用

同样使用 __weak 关键字是可以的,特别的 __weak__block 可以同时使用。使用 __block 和避免循环引用没有直接关系。

特别的,在本书上有这么说:

在不能使用 __weak 修饰符的环境中使用 __unsafe_unretained 修饰符(且不必担心访问悬垂指针(访问已经被释放的对象))。

但实际测试中,访问悬垂指针依旧会导致 crash,因为当指向对象被释放时,并没有将指针指向 nil。

另外,ARC(自动引用计数) 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 从栈复制到堆时,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(存储在栈中的变量),不会被 retain。若 Block 使用的变量为没有 __block 修饰的 id 类型或对象类型自动变量则会被 retain。

(下面代码为 ARC 有效,当 ARC 无效时, __block 变量不必置 nil。)
typedef void (^blk_t)(void);

@interface MyObject : NSObject {
    blk_t _blk;
}

@end

@implementation MyObject

- (instancetype)init
{
    self = [super init];
    if (self) {
        __block id tmp = self;
        _blk = ^{
            NSLog(@"%@", tmp);
            tmp = nil;
        };
    }
    return self;
}

- (void)execBlock {
    !_blk ? : _blk();
}

- (void)dealloc {
    NSLog(@"dealloc");
}

@end

int main(int argc, const char * argv[]) {
    @autoreleasepool {
        // insert code here...
        
        id o = [MyObject new];
        
        [o execBlock];
    }
    
}

上面代码没有引起循环引用。但是如果调用 execBlock 实例方法,即不执行 _blk 引用的 Block,便会引起循环引用。 这是因为生成 MyObject 实例对象时,会造成循环引用:

  • MyObject 实例对象持有 Block
  • Block 持有 __block 变量生成的结构体实例
  • __block 变量生成的结构体实例持有 MyObject 实例对象

但是使用 __block 能控制对象的持有时间,可以根据 Block 的用途选择使用 __block__weak__unsafe_unretained 修饰符来避免循环引用。

使用 __block 修饰变量的 cpp 代码

struct __block_impl {
  void *isa;
  int Flags;
  int Reserved;
  void *FuncPtr;
};

struct __Block_byref_val_0 {
  void *__isa;
__Block_byref_val_0 *__forwarding;
 int __flags;
 int __size;
 int val;
};

struct __test7_block_impl_0 {
  struct __block_impl impl;
  struct __test7_block_desc_0* Desc;
  __Block_byref_val_0 *val; // by ref
  __test7_block_impl_0(void *fp, struct __test7_block_desc_0 *desc, __Block_byref_val_0 *_val, int flags=0) : val(_val->__forwarding) {
    impl.isa = &_NSConcreteStackBlock;
    impl.Flags = flags;
    impl.FuncPtr = fp;
    Desc = desc;
  }
};

static void __test7_block_func_0(struct __test7_block_impl_0 *__cself) {
    __Block_byref_val_0 *val = __cself->val; // bound by ref

    (val->__forwarding->val) = 1;
}

static void __test7_block_copy_0(struct __test7_block_impl_0*dst, struct __test7_block_impl_0*src) {
    _Block_object_assign((void*)&dst->val, (void*)src->val, 8/*BLOCK_FIELD_IS_BYREF*/);
}

static void __test7_block_dispose_0(struct __test7_block_impl_0*src) {
    _Block_object_dispose((void*)src->val, 8/*BLOCK_FIELD_IS_BYREF*/);
}

static struct __test7_block_desc_0 {
  size_t reserved;
  size_t Block_size;
  void (*copy)(struct __test7_block_impl_0*, struct __test7_block_impl_0*);
  void (*dispose)(struct __test7_block_impl_0*);
} __test7_block_desc_0_DATA = { 0, sizeof(struct __test7_block_impl_0), __test7_block_copy_0, __test7_block_dispose_0};

void test7() {
    __attribute__((__blocks__(byref))) __Block_byref_val_0 val = {(void*)0,(__Block_byref_val_0 *)&val, 0, sizeof(__Block_byref_val_0), 10};
    
    void (*blk)(void) = ((void (*)())&__test7_block_impl_0((void *)__test7_block_func_0, &__test7_block_desc_0_DATA, (__Block_byref_val_0 *)&val, 570425344));
    
    ((void (*)(__block_impl *))((__block_impl *)blk)->FuncPtr)((__block_impl *)blk);
}

int main(int argc, const char * argv[]) {
    /* @autoreleasepool */ { __AtAutoreleasePool __autoreleasepool; 
        test7();
    }
}
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