block本质探寻四之copy

说明：

<1>阅读本文，最好阅读之前的block文章加以理解；

<2>本文内容：三种block类型的copy情况（MRC）、是否深拷贝、错误copy；

一、MRC模式下，三种block类型的copy情况

//代码

void test1()
{
    int age = ;

    void(^block1)(void) = ^{
        NSLog(@"-----");
    };

    void(^block2)(void) = ^{
        NSLog(@"-----%d", age);
    };

    id block3 = [block2 copy];

    NSLog(@"%@ %@ %@", [block1 class], [block2 class], [block3 class]);
    NSLog(@"%@ %@ %@", [[block1 copy] class], [[block2 copy] class], [[block3 copy] class]);
}

//打印

-- ::06.902974+ MJ_TEST[:] __NSGlobalBlock__ __NSStackBlock__ __NSMallocBlock__
-- ::06.903260+ MJ_TEST[:] __NSGlobalBlock__ __NSMallocBlock__ __NSMallocBlock__
Program ended with exit code: 

分析：

<1>只有stack类型block实例对象copy后的类型变为malloc，这个前面文章已经讨论过，没有问题；

<2>global类型实例对象存储在数据区，copy操作其实什么也没做；malloc在堆区，copy之后肯定还是在堆区，但不会开辟新的内存，只是引用计数加1——此处分析，可以通过clang和地址、引用计数打印来查看，此处不再赘述；

结论：

补充：上述copy的操作是针对block实例对象，那么类对象是存在哪个区呢？往下看

//代码

int a = ;

void test2()
{
    int b = ;

    void(^block1)(void) = ^{
        NSLog(@"-----");
    };

    void(^block2)(void) = ^{
        NSLog(@"-----%d", b);
    };

    id block3 = [block2 copy];

    id block1Cls = object_getClass(block1);
    id block2Cls = object_getClass(block2);
    id block3Cls = object_getClass(block3);

    NSLog(@"a--global--%p", &a);
    NSLog(@"b--auto place--%p", &b);
    NSLog(@"alloc----%p", [[NSObject alloc] init]);
    NSLog(@"Person----%p", [Person class]);

    NSLog(@"------block---instance---");
    NSLog(@"block1----%@ %p", [block1 class], block1);
    NSLog(@"block2----%@ %p", [block2 class], block2);
    NSLog(@"block3----%@ %p", [block3 class], block3);

    NSLog(@"------block---Class---");
    NSLog(@"block1Cls----%@ %p", block1Cls, block1Cls);
    NSLog(@"block2Cls----%@ %p", block2Cls, block2Cls);
    NSLog(@"block3Cls----%@ %p", block3Cls, block3Cls);
}

//打印

-- ::29.922125+ MJ_TEST[:] a--global--0x100002520
-- ::29.922498+ MJ_TEST[:] b--auto place--0x7ffeefbff59c
-- ::29.922525+ MJ_TEST[:] alloc----0x100526420
-- ::29.922561+ MJ_TEST[:] Person----0x1000024f8
-- ::29.922585+ MJ_TEST[:] ------block---instance---
-- ::29.922639+ MJ_TEST[:] block1----__NSGlobalBlock__ 0x1000020c0
-- ::29.922666+ MJ_TEST[:] block2----__NSStackBlock__ 0x7ffeefbff560
-- ::29.922699+ MJ_TEST[:] block3----__NSMallocBlock__ 0x102812000
-- ::29.922717+ MJ_TEST[:] ------block---Class---
-- ::29.922736+ MJ_TEST[:] block1Cls----__NSGlobalBlock__ 0x7fffb33c3460
-- ::29.922756+ MJ_TEST[:] block2Cls----__NSStackBlock__ 0x7fffb33c3060
-- ::29.922777+ MJ_TEST[:] block3Cls----__NSMallocBlock__ 0x7fffb33c3160
Program ended with exit code: 

分析：

<1>Person类对象：打印出的类对象Person的地址跟全局变量a和global类型block实例对象的地址类似度极高（都以"0x100002"开头），我们知道全局变量a和global类型block实例变量都是存放在数据区（全局区），那么可以肯定类对象也是存放在数据区中；

<2>block类对象：通过runtime的API我们拿到了三种类型block类对象，发现类对象的地址并不以"0x100002"开头———其中的原因我就懵逼了（内存地址不是很了解），但是可以推断应该也是在数据区，为什么呢？往下看

//代码

typedef void(^Block)(void);
Block block1;

void test3()
{
    int b = ;

    block1 = ^{
        NSLog(@"-----%d", b);
    };

    NSLog(@"%p %p", block1, object_getClass(block1));

}

//设置全局断点

//打印

-- ::06.281146+ MJ_TEST[:] 0x7ffeefbff538 0x7fffb33c3060
-- ::06.281455+ MJ_TEST[:] ------
-- ::06.281477+ MJ_TEST[:] 0x7ffeefbff538 0xf9552b000e0
-- ::06.281496+ MJ_TEST[:] 0x7ffeefbff588 0x7fffb33c3060

分析：

1）作为auto类型的局部变量，age的作用域仅限于test3()函数内，所以在main函数中再去回调block时，age已经被自动释放（所占内存被回收），所以age的值显示乱码；而同时block1其实也被销毁了，为什么？往下看

<1>object_getClass(block1)每次返回的值都不同，而其他只都保持不变（已经反复run了多次）；

<2>当我们第二次去回调block1时，如上报出一个很经典的错误——野指针调用，即指针所指向的内存空间已经被回收（即被释放），但是此时并没有对该指针赋值一个新的内存地址或者nil值，该指针变成了一个野指针，指向不明确；

补充：内存泄露：是指指针一直指向某一片内存空间，但是程序已经不需要再用该内存空间了，但其他的程序又无法调用该内存空间（只能开辟新的内存空间），这样很容易导致内存爆增；所以内存泄露跟野指针调用是完全相反的；

内存溢出：是指系统分配给程序的内存空间不够用，这样也很容易导致野指针调用的问题；

<3>对block1进行copy的情形：

//代码

void test3()
{
    int b = ;

    block1 = [^{
        NSLog(@"-----%d", b);
    } copy];

    NSLog(@"%p %p", block1, object_getClass(block1));

}

int main(int argc, const char * argv[]) {
    @autoreleasepool {

//        test1();
//        test2();
        test3();
        block1();
        NSLog(@"%p %p", block1, object_getClass(block1));

        int age = ;
        Block bl = ^{
            NSLog(@"%d", age);
        };
        NSLog(@"%p %p", bl, object_getClass(bl));
        block1();
        block1();
        block1();

//        test4();
//        block();

    }
    return ;
}

//打印

-- ::36.144529+ MJ_TEST[:] 0x100526670 0x7fffb33c3160
-- ::36.144849+ MJ_TEST[:] -----
-- ::36.144864+ MJ_TEST[:] 0x100526670 0x7fffb33c3160
-- ::36.144893+ MJ_TEST[:] 0x7ffeefbff588 0x7fffb33c3060
-- ::36.144916+ MJ_TEST[:] -----
-- ::36.144934+ MJ_TEST[:] -----
-- ::36.144950+ MJ_TEST[:] -----
Program ended with exit code: 

分析：copy之后，block1一直没有被释放（堆区需要手动管理），即block1一直指向了合法的内存空间，因此不会出现野指针调用的bug；

综上：block1是一个指针变量，其指向等号右边的代码块本质是一个oc对象，存放在栈区中，当回调该代码块时，其已经被自动释放，但是block1因为没有重新赋值而变成了野指针，所以block1指向的代码块是已经被销毁了的；

2）block1销毁后，新创建的bl打印出的类对象的地址跟block1销毁前打印出的地址都是0x7fffb33c3060，因为类对象在内存中只有一份，据此，block1的类对象并没有随着block1的销毁而销毁，所以block的类对象不可能存在于栈区，同一个block类对象供所有创建的block实例对象的isa指针访问并且类对象是系统自动创建并管理的，因此也不可能存在于堆区，也不会存在于代码区

————结论：block类对象跟其他OC实例对象的类对象一样，都只存在于数据区！！！

二、block拷贝是否深拷贝

//代码

void test4()
{
    int age = ;
    int *agePtr = &age;
    NSLog(@"age---1:\n%d %p %d %p %p", age, &age, *agePtr, agePtr, &agePtr);

    block1 = [^{
        NSLog(@"age----2:\n%d %p %d %p %p", age, &age, *agePtr, agePtr, &agePtr);
    } copy];

}

//打印

-- ::33.399468+ MJ_TEST[:] age---:
 0x7ffeefbff59c  0x7ffeefbff59c 0x7ffeefbff590
-- ::33.399735+ MJ_TEST[:] age----:
 0x100400238  0x7ffeefbff59c 0x100400230
Program ended with exit code: 

分析：

<1>copy后，age、agePtr自身的地址值都发生了变化，说明两个变量都从栈区拷贝到了堆区；

<2>指针变量的值不再是10而是1（乱码），因为指针变量依然指向age拷贝前的内存区域，而该内存区随时可能被释放；

我们再看看对nsstring字符串的深拷贝（mutableCopy）和浅拷贝（copy）操作

//代码

void test5()
{
    NSString *strSource = @"abc";

    NSLog(@"source:\n%@ %p %p", strSource, strSource, &strSource);

    NSString *str1 = [strSource copy];

    NSLog(@"str1:\n%@ %p %p", str1, str1, &str1);

    NSString *str2 = [strSource mutableCopy];

    NSLog(@"str2:\n%@ %p %p", str2, str2, &str2);

}

//打印

-- ::26.299400+ MJ_TEST[:] source:
abc 0x1000023a0 0x7ffeefbff598
-- ::26.299783+ MJ_TEST[:] str1:
abc 0x1000023a0 0x7ffeefbff590
-- ::26.299897+ MJ_TEST[:] str2:
abc 0x100507170 0x7ffeefbff588
Program ended with exit code: 

分析：

<1>很明显，浅拷贝只拷贝了指针变量str1（从代码区（常量区）到堆区），该指针依然指向代码区常量abc的内存区；

<2>深拷贝不仅指针变量被拷贝到堆区，而且常量abc也被拷贝到了堆区；

说明：深拷贝和浅拷贝区别，见参考链接：https://www.jianshu.com/p/63239d4d65e0；

//代码

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

struct __main_block_desc_0 {
    size_t reserved;
    size_t Block_size;
};

struct __main_block_impl_0 {
    struct __block_impl impl;
    struct __main_block_desc_0* Desc;
    int age;
};

int age = 10;
typedef void(^MyBlock)(void);
void(^deptCopyBlock)(void);

void test2()
{
    MyBlock stackBlock;
    NSString *name = @"yy";

    //栈区block
    stackBlock = ^{
        NSLog(@"-----%@", name);
    };
    //堆区block
    MyBlock mallocBlock = [stackBlock copy];

    NSLog(@"stackBlock--%p---%p\n%@", stackBlock, &stackBlock, [stackBlock class]);
    NSLog(@"mallocBlock--%p---%p\n%@", mallocBlock, &mallocBlock, [mallocBlock class]);

    struct __main_block_impl_0 *stackStruct = (__bridge struct __main_block_impl_0 *)stackBlock;
    struct __main_block_impl_0 *mallocStruct = (__bridge struct __main_block_impl_0 *)mallocBlock;

    //打断点
    NSLog(@"----");
}

//打印

综上所述：

1）从上述test5()方法看出：block的拷贝均拷贝了指针和该指针指向的值到堆区，但是新的指针却依然指向拷贝前的内存区域；

2）从上述test2()方法，根据打印isa和FuncPtr指针本身地址，及指向地址：在栈区的指针及其值均被拷贝到堆区（如isa），为深拷贝；而其他指针指不在栈区的（如FuncPtr），仅拷贝了指针本事，指针值没有拷贝，为浅拷贝；

所以，block从栈区拷贝到堆区，既有深拷贝，也有浅拷贝；

说明：此处拷贝：针对的是block内部成员变量，而非block指针；所以，&stackBlock和&mallocBlock都在栈区（自定义auto局部变量）；

三、错误copy

//代码

void(^block)(void);

void test6()
{
    int age = ;
    NSLog(@"age----%p", &age);

    block = ^{
        NSLog(@"age----%p", &age);
        NSLog(@"----%d", age);
    };

    NSLog(@"block--1---%p", block);
    NSLog(@"block class--1---%p", [block class]);
    id coBlock = [block copy];
    NSLog(@"%@", [coBlock class]);
    NSLog(@"block--2---%p", coBlock);
    NSLog(@"block class--2---%p", [coBlock class]);
}

//打印

-- ::32.767665+ MJ_TEST[:] age----0x7ffeefbff59c
-- ::32.767975+ MJ_TEST[:] block-----0x7ffeefbff578
-- ::32.768027+ MJ_TEST[:] block class-----0x7fff8e0fe060
-- ::32.768075+ MJ_TEST[:] __NSMallocBlock__
-- ::32.768094+ MJ_TEST[:] block-----0x100729380
-- ::32.768111+ MJ_TEST[:] block class-----0x7fff8e0fe160
-- ::32.768127+ MJ_TEST[:] age----0x7ffeefbff598
-- ::32.768141+ MJ_TEST[:] -----
Program ended with exit code: 

分析：

<1>block：copy前后，block的地址发生了变化，因为block从栈区被拷贝到堆区了，这一点没问题；那么block的类对象地址也发生了变化，因为copy前block的类型为stack类型，之后是malloc类型（系统会自动创建一个类对象），前者存放在栈区，后者存放在堆区，所以也没问题；

<2>age：并没有被copy 到堆区，block回调时，已经被释放，其值为乱码，这点没问题；但是age的地址值这么发生变化了？我们再往下看

//代码

void test7()
{
    int age = ;
    int *agePtr = &age;
    NSLog(@"1----\n%d %p %d %p %p", age, &age, *agePtr, agePtr, &agePtr);

    block = ^{
        NSLog(@"1----\n%d %p %d %p %p", age, &age, *agePtr, agePtr, &agePtr);
    };

    id coBlock = [block copy];
}

//打印

-- ::30.119695+ MJ_TEST[:] ----
 0x7ffeefbff59c  0x7ffeefbff59c 0x7ffeefbff590
-- ::30.119992+ MJ_TEST[:] ----
 0x7ffeefbff588  0x7ffeefbff59c 0x7ffeefbff580
Program ended with exit code: 

分析：

<1>不论是age还是agePtr，block回调时，本身的地址都会发生变化，因为所占内存都被释放，内存地址不回固定，系统会重新编排（个人YY，具体不清楚）；

<2>但是，尽管age的值变成乱码，而指针变量agePtr的值却没变依然是原age的地址值——为什么指针变量的内存值不是乱码呢？也许是因为代码区（常量区）跟栈区、堆区的存储规则的区别，指针变量本身已经被释放，其值变与不变好像没有多大的意义——但是，从代码规范角度，被释放后，应当将指针变量置为nil，防止野指针调用！

结论：所谓错误的copy只是copy了block指针变量（等号左边），并非block代码块本身（等号右边）——因此，被引用的外部auto类型的局部变量不会被copy到堆区；

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