block本质探寻六之修改变量
说明:
<1>阅读本文章,请参照前面的block文章加以理解;
<2>本文的变量指的是auto类型的局部变量(包括实例对象);
<3>ARC和MRC两种模式均适用;
一、无法修改的原因
//代码
很明显,强行给age赋值会报错;
void test1()
{
int age = ;
block = ^{
// age = 20;
NSLog(@"%d", age);
};
}
//打印
-- ::43.641417+ MJ_TEST[:]
Program ended with exit code:
分析:为什么在block内部不能改变age的值?往下看
//clang
struct __test1_block_impl_0 {
struct __block_impl impl;
struct __test1_block_desc_0* Desc;
int age;
__test1_block_impl_0(void *fp, struct __test1_block_desc_0 *desc, int _age, int flags=) : age(_age) {
impl.isa = &_NSConcreteStackBlock;
impl.Flags = flags;
impl.FuncPtr = fp;
Desc = desc;
}
}; static void __test1_block_func_0(struct __test1_block_impl_0 *__cself) {
int age = __cself->age; // bound by copy NSLog((NSString *)&__NSConstantStringImpl__var_folders_tb_zgsq5gq15rd3zvbdmw1c09y80000gn_T_main_d8e7e4_mi_0, age);
} void test1()
{
int age = ;
block = ((void (*)())&__test1_block_impl_0((void *)__test1_block_func_0, &__test1_block_desc_0_DATA, age));
}
分析:
<1>age被捕捉到block结构体中,根据输出的结果很明显是在ARC模式下,因此当被强指针变量block持有时,系统会自动将block对象从栈区拷贝到堆区;而MRC模式下,因为block对象会随着test1()方法结束,其内存地址会被回收,age的值为乱码
-- ::43.234301+ MJ_TEST[:] -
Program ended with exit code:
<2>block代码块是通过__test1_block_func_0函数来实现,而该函数应用的age就是block对象结构体__test1_block_impl_0中的age,这跟test1()方法中的age是两个不同的age:可以通过打印两个age地址发现,他们的地址确实不一样,如果是ARC,前者存在于堆区,后者存在于栈区;而MRC,都在栈区,但内存地址不一样;
<3>想要在__test1_block_impl_0函数中去改变test1()方法中的局部变量,显然是不成立的,根本就拿不到该局部变量;
但为什么修改内部age会报错?
苹果设计的初衷就是要保持内外部变量的一致性即同一个变量(有利于程序员的理解),__block修饰就是实现这个一致性,后面查找age地址验证会提到!
二、修改方法
1)static修饰
//代码
void test2()
{
static int age = ;
block = ^{
age = ;
NSLog(@"%d", age);
};
}
//打印
-- ::56.533685+ MJ_TEST[:]
Program ended with exit code:
//clang
struct __test2_block_impl_0 {
struct __block_impl impl;
struct __test2_block_desc_0* Desc;
int *age;
__test2_block_impl_0(void *fp, struct __test2_block_desc_0 *desc, int *_age, int flags=) : age(_age) {
impl.isa = &_NSConcreteStackBlock;
impl.Flags = flags;
impl.FuncPtr = fp;
Desc = desc;
}
}; static void __test2_block_func_0(struct __test2_block_impl_0 *__cself) {
int *age = __cself->age; // bound by copy (*age) = ;
NSLog((NSString *)&__NSConstantStringImpl__var_folders_tb_zgsq5gq15rd3zvbdmw1c09y80000gn_T_main_bf7285_mi_1, (*age));
}
分析:
<1>根据前述文章,此时test2()方法中的整型age是以指针的形式被捕捉到block对象结构体中,该指针变量指向值为10的内存区域;
<2>通过指针当然可以变量该指针指向的内存区域的值(见“__test2_block_func_0”函数),这点没问题——C语言语法基础;
结论:通过static修饰auto类型的局部变量来改变值,其本质是通过指针来改变变量的值;
补充:static修饰的弊端
<1>修改了变量的属性类型——age由整型变量变成整型指针变量;
<2>static修饰的局部变量,是存放在数据区(全局区),直到整个程序结束才会释放内存——不利于内存的有效利用;
2)设置为全局变量
此处就不论证,很容易理解,block对象代码块是放在另一个函数中,而该函数是可以访问该全局变量的——这点没问题;
3)__block修饰
//代码
void test3()
{
__block int age = ;
block = ^{
age = ;
NSLog(@"%d", age);
};
}
//打印
-- ::56.337321+ MJ_TEST[:]
Program ended with exit code:
//clang
struct __Block_byref_age_0 {
void *__isa;
__Block_byref_age_0 *__forwarding;
int __flags;
int __size;
int age;
}; struct __test3_block_impl_0 {
struct __block_impl impl;
struct __test3_block_desc_0* Desc;
__Block_byref_age_0 *age; // by ref
__test3_block_impl_0(void *fp, struct __test3_block_desc_0 *desc, __Block_byref_age_0 *_age, int flags=) : age(_age->__forwarding) {
impl.isa = &_NSConcreteStackBlock;
impl.Flags = flags;
impl.FuncPtr = fp;
Desc = desc;
}
}; static void __test3_block_func_0(struct __test3_block_impl_0 *__cself) {
__Block_byref_age_0 *age = __cself->age; // bound by ref (age->__forwarding->age) = ;
NSLog((NSString *)&__NSConstantStringImpl__var_folders_tb_zgsq5gq15rd3zvbdmw1c09y80000gn_T_main_3fa1c2_mi_2, (age->__forwarding->age));
} void test3()
{
__attribute__((__blocks__(byref))) __Block_byref_age_0 age = {(void*),(__Block_byref_age_0 *)&age, , sizeof(__Block_byref_age_0), };
block = ((void (*)())&__test3_block_impl_0((void *)__test3_block_func_0, &__test3_block_desc_0_DATA, (__Block_byref_age_0 *)&age, ));
}
分析:
<1>在test3()方法中,被__block修饰的age变量被转成__Block_byref_age_0类型的变量,而__Block_byref_age_0是一个结构体并且第一个成员变量是isa指针,那么可以肯定__Block_byref_age_0类型age是一个OC对象——即经__block修饰的auto类型的局部变量会被系统生成一个新的OC对象;
<2>__Block_byref_age_0结构体中:__forwarding是一个指向该结构体本身的指针变量;age就是被捕获到block结构体中的test3()方法中的age(ARC会被copy到堆区);
<3>在block对象的代码块函数__test3_block_func_0中,对整型变量age赋值流程:拿到block对象本身结构体中的成员变量age(__Block_byref_age_0类型指针变量)——>拿到新生成的OC对象结构体__Block_byref_age_0中的成员变量__forwarding——>拿到__Block_byref_age_0中的成员变量age;
补充:_age->__forwarding->age <=> _age->age,但是为什么通过__forwarding(要多一道手续)来拿到最终的整型变量age呢?——该问题后面文章会写到!
结论:通过__block修饰auto类型的局部变量来改变值,本质是系统会创建一个临时的OC对象,该对象结构体存储外部变量,而block对象结构体是通过该临时对象来访问外部变量;
补充:
<1> ARC模式强指针持有情况下,该OC临时对象很显然是存放在堆区——否则,test3()方法结束后block回调时,不能正确对age变量赋值(会崩溃)——此处涉及block的内存管理问题,后面文章会写到!
<2>该方法并不会改变局部变量的类型,age其依然是atuo int类型;
<3>__block不能修饰static变量和全局变量
——因为__block就是为了在block代码块中修改外部auto类型的局部变量的值而设计的!
三、结论
【1】在block代码块中修改外部auto类型的局部变量的值:用static修饰、设置为全局变量、__block修饰;
【2】static修饰和设置为全局变量弊端:持续占有内存,不利于内存的高效利用;变量的生命周期不可控——__block反之;
【3】__block不能修饰static变量和全局变量;
注:以上对局部实例对象也适用——此处就不再论证了!
注:如果在block代码块中对可变数组执行添加数组元素的操作,不需要用__block修饰数组指针,因为添加元素并不是改变数组的值(具体指数组指针的地址);
四、拓展——查找age地址值
//代码
void test4()
{
__block int age = ;
block = ^{
age = ;
NSLog(@"%d", age);
}; NSLog(@"%p", &age);
}
//打印
-- ::15.930081+ MJ_TEST[:] 0x100701f38
-- ::15.930453+ MJ_TEST[:]
Program ended with exit code:
分析:打印出的age地址,据上述分析,到底是新生成的oc对象本身的地址,还是该对象结构体内成员变量age的值?
//代码
struct __Block_byref_age_0 {
void *__isa;
struct __Block_byref_age_0 *__forwarding;
int __flags;
int __size;
int age;
}; struct __block_impl {
void *isa;
int Flags;
int Reserved;
void *FuncPtr;
}; struct __test3_block_desc_0 {
size_t reserved;
size_t Block_size;
void (*copy)(void);
void (*dispose)(void);
}; struct __test4_block_impl_0 {
struct __block_impl impl;
struct __test3_block_desc_0* Desc;
struct __Block_byref_age_0 *age;
};
//打印
分析:
<1>上述block的桥接转换和&(strBlock->age->age),前面的文章已经讲过,此处不再赘述;
<2>我们发现,__Block_byref_age_0结构体内的成员变量age的地址和test4()方法中打印出的age的地址是一样的——也就是说,我们在OC代码中对age的操作都是对__Block_byref_age_0结构体内的成员变量age的操作,这样有利于程序员的理解(苹果公司刻意隐藏底层)!
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