首发地址:block底层实现与变量捕获objective-c
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,一块儿探讨iOS底层原理。shell
block又叫代码块,是OC语法中很是重要的一个概念,咱们先来看一下Block的简单使用。bash
int main(int argc, const char * argv[]) {
@autoreleasepool {
^{
NSLog(@"hello block");
}();
int d = 5;
void (^block)(int, int) = ^(int a, int b) {
int c = a + b + d;
NSLog(@"a + b + d = %d", c);
};
block(3, 4);
}
return 0;
}
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上面的代码中,咱们建立了两个Block,一个直接执行,输出Hello World
。 一个经过block变量进行调用,并引用了一个外部变量d。输出12
。数据结构
咱们将以上代码编译成C代码:iphone
# 在main.m所在目录执行该命令。
xcrun -sdk iphoneos clang -arch arm64 -rewrite-objc main.m -o main-arm64.cpp
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从main-arm64.cpp文件中,咱们能够看到Block的结构以下:函数
struct __main_block_impl_1 {
struct __block_impl impl;
struct __main_block_desc_1* Desc;
int d;
__main_block_impl_1(void *fp, struct __main_block_desc_1 *desc, int _d, int flags=0) : d(_d) {
impl.isa = &_NSConcreteStackBlock;
impl.Flags = flags;
impl.FuncPtr = fp;
Desc = desc;
}
};
struct __block_impl {
void *isa;
int Flags;
int Reserved;
void *FuncPtr;
};
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咱们能够看出Block的底层是结构体,__main_block_impl_1
包含一个变量impl
其结构和 Class
的结构相似,其包含一个isa
指针,可见Block本质上也是一个类,其中FuncPtr
表示要执行的代码块的函数地址。d
表示它引用的外部变量。布局
下面,咱们一块儿看一下Block的调用过程,首先咱们将下面代码,编译成C代码。atom
int main(int argc, const char * argv[]) {
@autoreleasepool {
void (^block)(void) = ^{
NSLog(@"hello block");
};
block();
}
return 0;
}
// 下面是编译后的C代码
int main(int argc, const char * argv[]) {
/* @autoreleasepool */ { __AtAutoreleasePool __autoreleasepool;
//能够看得出来,Block的调用集中在这两行。
void (*block)(void) = ((void (*)())&__main_block_impl_0((void *)__main_block_func_0, &__main_block_desc_0_DATA));
((void (*)(__block_impl *))((__block_impl *)block)->FuncPtr)((__block_impl *)block);
}
return 0;
}
static void __main_block_func_0(struct __main_block_impl_0 *__cself) {
NSLog((NSString *)&__NSConstantStringImpl__var_folders_bv_k_7y193n6tvf34wjvqvnn3q40000gn_T_main_0422f2_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)};
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针对,上面的两行代码,先调用__main_block_impl_0
的结构体构造函数,建立Block,并将地址赋值给我block。而__main_block_func_0
是对应block内部要执行的代码,是一个静态的方法,它会赋值给__block_impl
中的FuncPtr
。spa
__main_block_desc_0_DATA
是也是一个结构体变量,里面的两个参数reserved
为 0, Block_size
为 __main_block_impl_0
结构体的大小。指针
调用的时候,是从block里面直接取出FuncPtr
。 咱们知道block
是__main_block_impl_0
类型,因为结构体的特性,将block
强转为__block_impl
类型,是能够直接取到FuncPtr
的。因此第二句的调用也是清晰的。
上面的两句代码去掉强制类型转化,能够精简为:
void (*block)(void) = &__main_block_impl_0(__main_block_func_0, &__main_block_desc_0_DATA));
block->FuncPtr(block);
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这样,调用过程就清晰多了。
经过上面的分析,咱们能够看出block的结构应该是以下图所示:
auto自动变量是离开做用域,就会销毁, 只存在局部变量里面,不能修饰全局变量。
好比,下面例子中的age
和 weight
就是auto变量,他们离开本身所在的做用局就会销毁。默认状况下auto关键字会自动添加。
int main(int argc, const char * argv[]) {
@autoreleasepool {
{
int age = 20;
auto int weight = 60;
}
// 在这里访问age, weight就报错了。
}
return 0;
}
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若是block中使用了auto变量,那么block就会捕获该变量,下面代码
int main(int argc, const char * argv[]) {
@autoreleasepool {
{
int age = 20;
auto int weight = 60;
void (^block)(void) = ^{
NSLog(@"age = %d, weight = %d", age, weight); //age的结果是20
};
age = 40;
block();
}
}
return 0;
}
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打印的结果中 age为20 仍是 40? 编译后,__main_block_impl_0
的结构以下,增长了两个int 变量。
struct __main_block_impl_0 {
struct __block_impl impl;
struct __main_block_desc_0* Desc;
int age;
int weight;
//: age(_age), weight(_weight) 是C++语法,表示参数_age会赋值给变量age.
__main_block_impl_0(void *fp, struct __main_block_desc_0 *desc, int _age, int _weight, int flags=0) : age(_age), weight(_weight) {
impl.isa = &_NSConcreteStackBlock;
impl.Flags = flags;
impl.FuncPtr = fp;
Desc = desc;
}
};
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咱们能够看出,捕获了auto变量,并且是值传递。
下面代码输入结果是什么?
int main(int argc, const char * argv[]) {
@autoreleasepool {
{
static int height = 40;
void (^block)(void) = ^{
NSLog(@"height = %d, ", height);
};
height = 80;
block();
}
}
return 0;
}
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结果是80,为何呢? 咱们依然经过编译后的结果查看。
struct __main_block_impl_0 {
struct __block_impl impl;
struct __main_block_desc_0* Desc;
int *height;
__main_block_impl_0(void *fp, struct __main_block_desc_0 *desc, int *_height, int flags=0) : height(_height) {
impl.isa = &_NSConcreteStackBlock;
impl.Flags = flags;
impl.FuncPtr = fp;
Desc = desc;
}
};
int main(int argc, const char * argv[]) {
/* @autoreleasepool */ { __AtAutoreleasePool __autoreleasepool;
{
static int height = 40;
void (*block)(void) = ((void (*)())&__ma.in_block_impl_0((void *)__main_block_func_0, &__main_block_desc_0_DATA, &height));
height = 80;
((void (*)(__block_impl *))((__block_impl *)block)->FuncPtr)((__block_impl *)block);
}
}
return 0;
}
static void __main_block_func_0(struct __main_block_impl_0 *__cself) {
int *height = __cself->height; // bound by copy
NSLog((NSString *)&__NSConstantStringImpl__var_folders_bv_k_7y193n6tvf34wjvqvnn3q40000gn_T_main_8d6bbf_mi_0, (*height));
}
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咱们能够看出__main_block_impl_0
中增长了一个变量height
,但须要注意的是它是int *
类型的,在给它赋值的时候传入的是&height
。 在__main_block_func_0
中访问的时候是经过*height
取值的。
所以咱们能够得出结论,静态变量也是会被Block捕获的,但它捕获的是指针。
下面代码,输出的结果是什么?
int age = 10;
int main(int argc, const char * argv[]) {
@autoreleasepool {
{
void (^block)(void) = ^{
NSLog(@"height = %d, ", age);
};
age = 20;
block();
}
}
return 0;
}
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输入结果是20,那block捕获了age吗?是经过指针访问的吗?咱们看一下编译结果:
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;
}
};
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能够看出block并无捕获全局变量。
经过上面的分析,咱们能够得出结论:
下面代码中,Person类中的test方法中block捕获了变量了吗?捕获了那个变量?
// main.m
#import <Foundation/Foundation.h>
#import "Person.h"
int main(int argc, const char * argv[]) {
@autoreleasepool {
Person *p = [[Person alloc] init];
p.name = @"乐戈";
[p test];
}
return 0;
}
// Person.h
@interface Person : NSObject
@property (nonatomic, copy)NSString *name;
- (void)test;
@end
// Person.m
@implementation Person
- (void)test {
void (^block)(void) = ^{
NSLog(@"name == %@", self.name);
};
block();
}
@end
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用上面的命令将Person.m编译C++代码,以下:
struct __Person__test_block_impl_0 {
struct __block_impl impl;
struct __Person__test_block_desc_0* Desc;
Person *self;
__Person__test_block_impl_0(void *fp, struct __Person__test_block_desc_0 *desc, Person *_self, int flags=0) : self(_self) {
impl.isa = &_NSConcreteStackBlock;
impl.Flags = flags;
impl.FuncPtr = fp;
Desc = desc;
}
};
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能够看出,这里捕获的并非name,而是Person对象,这涉及了block的循环引用,咱们将在下面的文章中讲述。
下面各个代码的输出结果是什么?
//问题1
int main(int argc, const char * argv[]) {
@autoreleasepool {
NSMutableArray *array = [@[@"abc"] mutableCopy];
void (^block)(void) = ^{
NSLog(@"hello block---%@", [array firstObject]);
};
array[0] = @"dgf";
block();
}
return 0;
}
//问题2
int main(int argc, const char * argv[]) {
@autoreleasepool {
NSMutableArray *array = [@[@"abc"] mutableCopy];
void (^block)(void) = ^{
NSLog(@"hello block---%@", [array firstObject]);
};
array = [@[@"dgf"] mutableCopy];
block();
}
return 0;
}
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