iOS block 的底层实现

其实swift 的闭包跟 OC的block 是一样一样的，学会了block，你swift里边的闭包就会无师自通。

参考：http://www.jianshu.com/p/e23078c11518

http://www.360doc.com/content/15/0901/11/10504424_496203197.shtml

先来简单介绍一下Block
Block是什么？苹果推荐的类型，效率高，在运行中保存代码。用来封装和保存代码，有点像函数，Block可以在任何时候执行。

Block和函数的相似性：（1）可以保存代码（2）有返回值（3）有形参（4）调用方式一样。

Block 底层实现

定义一个简单的block

我们再给a赋值为20，此时打印出来a 的值还是10

但当我们在第一次给a 赋值时，前面加上__block 的时候，则打印出来20。

那么为什么加上__block 后就打印出20了呢，这个原理是什么呢？

其实可以用两个词来概括：传值和传址。可能这样说大家觉得有点扯，接下来用C++ 代码进行编译。
打开终端做如下操作在当前文件夹下会得到一个.cpp 文件。

此时打开当前的.cpp 文件(会有差不多10万行代码)，前面我们都忽略，只需要滚动到最后，此时你会发现block跟OC中的变化。

接下来我们一个个来看这个block，先来看等号左边的。

 void(*block)()

这是一个没有参数没有返回值的函数指针，既然是一个函数指针，那它就是一个变量，变量里面只能保存函数地址，然后它又在等号的左边是不是意味着右边返回的是一个函数地址(自己推断)。

再看等号右边：

((void (*)())&__main_block_impl_0((void *)__main_block_func_0, &__main_block_desc_0_DATA, a));

参数(自我推断)：
- ((void (*)()) 强转(自己理解其实没有实际含义，不影响自己本身的类型)
- & 取址后面都是函数的调用，如果不是也不会得到一个函数指针的。
- __main_block_impl_0 这是一个函数名，这个函数有三个参数， com+F 搜索一下，又会发现这是一个结构体，结构体如下：
```
  struct __main_block_impl_0 {

      struct __block_impl impl;

      struct __main_block_desc_0* Desc;

      int a;
```
  可能你会疑惑，刚刚说这是一个函数，而现在是一个结构体。其实在 c++ 里面结构体相当于OC的类，c++ 里面结构体拥有自己的属性以及构造方法和方法。那么为什么取一个结构体的地址呢？其实它取得是下面这段代码的地址：
```
__main_block_impl_0(void *fp, struct __main_block_desc_0 *desc, int _a, int flags=0) : a(_a) {

    impl.isa = &_NSConcreteStackBlock;

    impl.Flags = flags;

    impl.FuncPtr = fp;

    Desc = desc;

}
```
  那么在上面个方法实现里，又有四个参数。而在刚刚调用的时候只有三个参数，多了一个参数 flags＝ 0，这个参数其实就相当于Swift中指定了一个默认值，不传也有值，可以忽略。那么后面继续：
- a(_a) : 在 c++ 里面指定_a(形参) 将来赋值给a 这个实参，也就是这个__main_block_impl_0 结构体中的 int a;在这里 int a = 10;
- impl.FuncPtr = fp; 将fp赋值给了 impl 结构体的 FuncPtr 参数, 在这个参数里面存放的是下面这段代码的地址：
```
static void __main_block_func_0(struct __main_block_impl_0 *__cself) {

    int a = __cself->a; // 这里 int a = 10;

    printf("%d\\\\\\\\n",a); // 打印出a

}
```
- __main_block_desc_0_DATA com＋ F 搜索定义的就是与大小相关的信息，代码如下：
```
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)};
```
- a 直接放a 其实就相当于把a 当前的值拿过来，如果是&a, 就是a的地址。请看下图：

接下来，又重新给 a赋值为 20，但是Block 最终要找到 FuncPtr 里面存放的是值来执行，在这里才会最终执行打印a 的值的代码，但是这段代码里 a 是 10 了。所以最终打印的还是10。

最后可以概括为block 底层实现分两种：刚刚上面的就是第一种（不加__block), 会创建一个结构体，实现构造方法，来接收三个参数。

接下来看加上__block 的实现。
修改我们的代码:

再次在终端里面进行编译，你会发现生成的结构体会变化。

等号左边会封装一个__Block_byref_a_0 结构体类型的变量a，下面是结构体的声明：

  truct __Block_byref_a_0 {

    void *__isa;   //isa 类型的指针 自己的类型

    __Block_byref_a_0 *__forwarding;  //与自己结构体同名，是一个自己类型的结构体的指针，存放的是自己的地址

    int __flags;  // 标记

    int __size;  // 类型的大小

    int a;  // a 属性 保存变量的值

  };

等号右边：

  {(void*)0,(__Block_byref_a_0 *)&a, 0, sizeof(__Block_byref_a_0), 10};

参数：
- (void*)0 : 一个指针直接存到isa里面
- (__Block_byref_a_0 *)&a: 强转存放的是自己的地址
- 0 : 会传给 flags
- sizeof(__Block_byref_a_0), 10: 类型的大小
- 10: a 的值，仅仅是创建。

这里仅仅是创建，因为使用了__block 所以创建了一个block 类型的结构体，接下来会才是调用block，你会发现其余参数和第一种实现都一样，唯一不同的是再去取值的时候，拿到的是结构体的地址，只要把地址传递过去，就有了最高的操作权限，到时候再去取值就可以取到内存中最新的值。

接下来(a.__forwarding->a) = 20; 这句代码是拿到结构体里面的地址去修改a的值为20。

后面再去打印，打印的就是内存地址中最新的值，所以就是20

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1、关于block的循环引用：

block属性，一般用copy修饰；

1.1.如果没有对block进行copy操作，block就存储于栈空间

1.2.如果对block进行copy操作，block就存储于堆空间---强引用

1.3.如果block存储于栈空间，不会对block内部所用到的对象产生强引用

1.4.如果block存储于堆空间，就会对block内部所用到的对象产生强引用

注意1：由于使用了copy修饰，如果block中调用了block属性的对象，就会造成循环引用

为了避免循环引用，需要对对象进行若引用修饰：

1 ICKPerson *p = [[ICKPerson alloc] init];

2 // 1、修饰方法1

3     //    __unsafe_unretained typeof(p) weakP = p;

4 // 2、修饰方法2

5     __block typeof(p) weakP = p;

6     p.testBlock = ^{

7         [weakP run];

8     };

2、关于block中变量的值：

2.1 如果变量没有通过__block修饰，那么block中的变量本质是值捕获，在创建block的同时，是将变量的值传入到block中,无论什么时候调用，变量的值就是最初传进去的值

1  int age = 10;

2  void (^block)() = ^{ // 值捕获

3    NSLog(@"age=%d", age);// 打印是10；

4  };

5  age = 20;

6  block();

2.2 如果变量通过__block修饰，那么block中的变量实际传递的是变量的地址，在创建block的同时，是将变量的地址传入到block中,在调用block的时候，其变量的值是当时变量的值（通过地址（指针）获取到）。

1 __block int age = 1；

2  void (^block)() = ^{ // 值捕获

3         NSLog(@"age=%d", age);// 打印是20；

4   };

5     age = 20;

6     block();

3、关于block的内部实现：

创建block的时候，内部是创建了对应的函数；

在调用block的时候，是调用了之前封装的函数。

4、关于block的应用：

4.1.如何定义block

 1  1、// inline

 2      // blockName：block变量名

 3      // 返回值类型（^变量名）（返回值类型）

 4      <#returnType#>(^blockName)(<#parameterTypes#>) = ^(<#parameters#>) {

 5      <#statements#>

 6      };

 7 void(^block)() = ^(){

 8         NSLog(@"block");

 9     };

10  2、// name：Block类型别名

11 typedef void(^MyBlock)()

12  MyBlock myBlock = ^(){

13   };

4.2、调用block

1  block();

2  myBlock();

4.3、实战练习：

// 4.通讯录Block使用:

// 点击保存，通知联系人刷新表格，用代理

// block：小弟代理：打电话

// block:先把刷新表格的代码保存起来

// 等用户点击了保存按钮的时候，调用Block

4.3.1、在头文件中（向其他文件中传递数据的文件）定义一个block：是否带参数，根据需求确定

1 @class ICKAddViewController,ICKContact;

2 typedef void(^ICKAddViewControllerBlock)(ICKContact *contact);

3 @interface ICKAddViewController : UIViewController

4 @property (nonatomic, strong) ICKAddViewControllerBlock contactBlock;

5 @end

4.3.2、在获取数据后，跳转页面之前，调用block，将数据传递过去

1 - (IBAction)addcontact {

2     ICKContact *contact = [ICKContact contactWithName:self.nameFiled.text andPhone:self.phoneFiled.text];

3     // 调用block

4     if (self.contactBlock) {

5         self.contactBlock(contact);

6     }

7     [self.navigationController popViewControllerAnimated:YES];

8 }

4.3.3、在获取（保存、利用）数据的文件中（拿到获取数据的对象的时候）调用其block属性，保存block代码段（实现特定功能的代码）

 1 // 跳转控制器时数据传递

 2 - (void)prepareForSegue:(UIStoryboardSegue *)segue sender:(id)sender{

 3     ICKAddViewController *addVc = segue.destinationViewController;

 4     // 声明block

 5     addVc.contactBlock = ^(ICKContact *contact){

 6         [self.contacts addObject:contact];

 7

 8         // 存储数据

 9         NSString *cache = NSSearchPathForDirectoriesInDomains(NSCachesDirectory, NSUserDomainMask, YES)[0];

10         NSString *path = [cache stringByAppendingString:@"contacts.data"];

11         [NSKeyedArchiver archiveRootObject:self.contacts toFile:path];

12         [self.tableView reloadData];

13     };

14 }

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文章末尾说一下block 析构的情况处理。。

4、使用方将self或成员变量加入block之前要先将self变为__weak

5、在多线程环境下（block中的weakSelf有可能被析构的情况下），需要先将self转为strong指针，避免在运行到某个关键步骤时self对象被析构。

第四、第五条合起来有个名词叫weak–strong dance，来自于2011 WWDC Session #322 (Objective-C Advancements in Depth）

以下代码来自AFNetworking，堪称使用weak–strong dance的经典。

__weak __typeof(self)weakSelf = self;

AFNetworkReachabilityStatusBlock callback = ^(AFNetworkReachabilityStatus status) {

    __strong __typeof(weakSelf)strongSelf = weakSelf;

    strongSelf.networkReachabilityStatus = status;

    if (strongSelf.networkReachabilityStatusBlock) {

        strongSelf.networkReachabilityStatusBlock(status);

    }

};

文／Liwjing（简书作者）
原文链接：http://www.jianshu.com/p/e23078c11518
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