(一)Block的实质初探

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madaoCN
2017.10.21 19:27* 字数 675

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Block被称之为 带有自动变量的匿名函数 ,但是Block究竟是什么呢?

将OC代码转换成C++代码

Block实际上是C的语言的扩充,也就是说,Block语法源代码是会被编译为普通的C语言源代码的

在这之前,我们需要知道如何将OC代码转换成C++代码 ,很简单,cd 进文件目录,键入clang -rewrite-objc filename.m即可,成功后会在对应目录生成filename.cpp文件,这就是我们想要的C++代码

最简单的Block代码

@autoreleasepool {
  void (^blk)(void) = ^{
     printf("Block");
  };
  blk();
}

转换后代码

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

struct __main_block_impl_0 {
  struct __block_impl impl;
  struct __main_block_desc_0* Desc;
  __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;
  }
};
static void __main_block_func_0(struct __main_block_impl_0 *__cself) {

     printf("Block");
}

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; 

        void (*blk)(void) = ((void (*)())&__main_block_impl_0((void *)__main_block_func_0, &__main_block_desc_0_DATA));
        
        ((void (*)(__block_impl *))((__block_impl *)blk)->FuncPtr)((__block_impl *)blk);
    }
    return 0;
}

没想到,区区几行代码,转换后的代码竟然增加了这么多行!
接下来我们对其进行逐步理解,

  • block语法
^{
    printf("Block");
};

转换后的block语法中也含有相同的表达式

static void __main_block_func_0(struct __main_block_impl_0 *__cself) {

     printf("Block");
}

Block转换后的函数名根据该Block语法所属函数名和该函数出现的顺序值(这里为0)来给其命名
__cself指针指向__main_block_impl_0结构体,也就是Block对象本身,和OC中self指针类似

__main_block_impl_0 实现

  • 先看__main_block_impl_0的构造函数
__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;
  }

精简过后的构造函数的调用

struct __main_block_impl_0 blk  = __main_block_impl_0(
                                                      &__main_block_func_0, 
                                                      &__main_block_desc_0_DATA
                                                      );
//对应代码
//  void (^blk)(void) = ^{
//     printf("Block");
//  };

显然,^{printf("Block");}赋值给blk变量,等同于将__main_block_impl_0结构体实例指针赋值给blk变量,如上面提到过的 (__main_block_impl_0结构体,也就是Block对象本身)

构造函数第一个参数__main_block_func_0前面已经提到过,是c语言的函数指针,第二个参数作为全局的静态结构体变量__main_block_desc_0_DATA

__main_block_desc_0_DATA = 
{ 
  0, 
  sizeof(struct __main_block_impl_0)
};

可见结构体中存储了函数指针的实例大小等一些初始化信息

  • __main_block_impl_0结构体类型 _NSConcreteStackBlock (Block实质是OC对象)
struct __main_block_impl_0 {
  struct __block_impl impl;
  struct __main_block_desc_0* Desc;
// 结构体构造函数
__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;
  }
}

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

static struct __main_block_desc_0 {
  size_t reserved;
  size_t Block_size;
}

__main_block_impl_0结构退的构造函数,将对__main_block_impl_0做如下初始化

impl.isa = &_NSConcreteStackBlock; // isa指针
impl.Flags = flags; // 标志
impl.FuncPtr = fp; // 函数指针
Desc = desc; // des 指针

对于impl.isa = &_NSConcreteStackBlock; 其中 NSConcreteStackBlock到底是什么?

首先我们知道void * 和 id 是可互换的,那么OC中id类型定义如下

typedef struct objc_object *id;
struct objc_object {
    Class isa;
};
typedef struct objc_class *Class;
struct objc_class {
    Class isa;
}

objc_objectobjc_class实质上是在各个类和对象中使用的基本结构体,类生成的各个结构体实例通过成员变量 isa 保持该类的结构体实例指针。

那么回到刚才的Block结构体,发现和objc_class结构体是不是很相似,而且对其成员变量isa 初始化 isa = &_NSConcreteStackBlock

实际上_NSConcreteStackBlock也就相当于objc_class结构体实例。也就是说Block实质就是OC对象。

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