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iOS Block详解 [复制链接]

2017-1-9 16:42
Torr 阅读:1110 评论:1 赞:1
Tag:  iOSBlock详解


一、概述

闭包 = 一个函数「或指向函数的指针」+ 该函数执行的外部的上下文变量「也就是自由变量」;Block 是 Objective-C 对于闭包的实现。

其中,Block:

  • 可以嵌套定义,定义 Block 方法和定义函数方法相似
  • Block 可以定义在方法内部或外部
  • 只有调用 Block 时候,才会执行其{}体内的代码
  • 本质是对象,使代码高聚合

 

使用 clang 将 OC 代码转换为 C++ 文件查看 block 的方法:

  • 在命令行输入代码 clang -rewrite-objc 需要编译的OC文件.m
  • 这时查看当前的文件夹里 多了一个相同的名称的 .cpp 文件,在命令行输入 open main.cpp 查看文件

 

二、Block的定义与使用

1、无参数无返回值

 

2、有参数无返回值

 

3、有参数有返回值

 

4、无参数有返回值(很少用到)

 

5、实际开发中常用typedef 定义Block

例如,用typedef定义一个block:

这时,MyBlock就成为了一种Block类型
在定义类的属性时可以这样:

使用时:

 

 

三、Block与外界变量

1、截获自动变量(局部变量)值

(1)默认情况

对于 block 外的变量引用,block 默认是将其复制到其数据结构中来实现访问的。也就是说block的自动变量截获只针对block内部使用的自动变量, 不使用则不截获, 因为截获的自动变量会存储于block的结构体内部, 会导致block体积变大。特别要注意的是默认情况下block只能访问不能修改局部变量的值

1862021-631904c4e9aba96d

 

输出结果:

 

(2) __block 修饰的外部变量

对于用 __block 修饰的外部变量引用,block 是复制其引用地址来实现访问的。block可以修改__block 修饰的外部变量的值

1862021-9d41b9401608ce22

输出为:

 

为什么使用__block 修饰的外部变量的值就可以被block修改呢?

我们使用 clang 将 OC 代码转换为 C++ 文件:

便可揭开其真正面纱:

会发现一个局部变量加上__block修饰符后竟然跟block一样变成了一个__Block_byref_val_0结构体类型的自动变量实例!!!!

此时我们在block内部访问val变量则需要通过一个叫__forwarding的成员变量来间接访问val变量(下面会对__forwarding进行详解)

 

四、Block的copy操作

1、Block的存储域及copy操作

在开始研究Block的copy操作之前,先来思考一下:Block是存储在栈上还是堆上呢?

我们先来看看一个由C/C++/OBJC编译的程序占用内存分布的结构:

memory_structure

其实,block有三种类型:

  • 全局块(_NSConcreteGlobalBlock)
  • 栈块(_NSConcreteStackBlock)
  • 堆块(_NSConcreteMallocBlock)

这三种block各自的存储域如下图:

2107810-db72f760c3eaa8ab

  • 全局块存在于全局内存中, 相当于单例.
  • 栈块存在于栈内存中, 超出其作用域则马上被销毁
  • 堆块存在于堆内存中, 是一个带引用计数的对象, 需要自行管理其内存

简而言之,存储在栈中的Block就是栈块、存储在堆中的就是堆块、既不在栈中也不在堆中的块就是全局块。

 

遇到一个Block,我们怎么这个Block的存储位置呢?

(1)Block不访问外界变量(包括栈中和堆中的变量)

Block 既不在栈又不在堆中,在代码段中,ARC和MRC下都是如此。此时为全局块。

 

(2)Block访问外界变量

MRC 环境下:访问外界变量的 Block 默认存储中。
ARC 环境下:访问外界变量的 Block 默认存储在中(实际是放在栈区,然后ARC情况下自动又拷贝到堆区),自动释放。

 

 

ARC下,访问外界变量的 Block为什么要自动从栈区拷贝到堆区呢?

栈上的Block,如果其所属的变量作用域结束,该Block就被废弃,如同一般的自动变量。当然,Block中的__block变量也同时被废弃。如下图:

3629436-49cdbfca00a85bb6

为了解决栈块在其变量作用域结束之后被废弃(释放)的问题,我们需要把Block复制到堆中,延长其生命周期。开启ARC时,大多数情况下编译器会恰当地进行判断是否有需要将Block从栈复制到堆,如果有,自动生成将Block从栈上复制到堆上的代码。Block的复制操作执行的是copy实例方法。Block只要调用了copy方法,栈块就会变成堆块。

如下图:

3629436-bb42e22148f1c747

例如下面一个返回值为Block类型的函数:

分析可知:上面的函数返回的Block是配置在栈上的,所以返回函数调用方时,Block变量作用域就结束了,Block会被废弃。但在ARC有效,这种情况编译器会自动完成复制。

在非ARC情况下则需要开发者调用copy方法手动复制,由于开发中几乎都是ARC模式,所以手动复制内容不再过多研究。

将Block从栈上复制到堆上相当消耗CPU,所以当Block设置在栈上也能够使用时,就不要复制了,因为此时的复制只是在浪费CPU资源。

 

Block的复制操作执行的是copy实例方法。不同类型的Block使用copy方法的效果如下表:

snip20170108_2

根据表得知,Block在堆中copy会造成引用计数增加,这与其他Objective-C对象是一样的。虽然Block在栈中也是以对象的身份存在,但是栈块没有引用计数,因为不需要,我们都知道栈区的内存由编译器自动分配释放。关于堆区和栈区详细内容可以参考下峰哥之前的文章:《总结:堆、栈、队列

 

不管Block存储域在何处,用copy方法复制都不会引起任何问题。在不确定时调用copy方法即可。

在ARC有效时,多次调用copy方法完全没有问题:

 

2、__block变量与__forwarding

在copy操作之后,既然__block变量也被copy到堆上去了, 那么访问该变量是访问栈上的还是堆上的呢?__forwarding 终于要闪亮登场了,如下图:

1862021-100fdd59e5b0c03a

通过__forwarding, 无论是在block中还是 block外访问__block变量, 也不管该变量在栈上或堆上, 都能顺利地访问同一个__block变量。

 

五、防止 Block 循环引用

Block 循环引用的情况:
某个类将 block 作为自己的属性变量,然后该类在 block 的方法体里面又使用了该类本身,如下:

 

解决办法:

(1)ARC 下:使用 __weak

 

(2)MRC 下:使用 __block

 

值得注意的是,在ARC下,使用 __block 也有可能带来的循环引用,如下:

 

六、Block的使用示例

1、Block作为变量(Xcode快捷键:inlineBlock)

 

2、Block作为属性(Xcode 快捷键:typedefBlock)

 

3、作为 OC 中的方法参数

 

4、Block回调

Block回调是关于Block最常用的内容,比如网络下载,我们可以用Block实现下载成功与失败的反馈。开发者在block没发布前,实现回调基本都是通过代理的方式进行的,比如负责网络请求的原生类NSURLConnection类,通过多个协议方法实现请求中的事件处理。而在最新的环境下,使用的NSURLSession已经采用block的方式处理任务请求了。各种第三方网络请求框架也都在使用block进行回调处理。这种转变很大一部分原因在于block使用简单,逻辑清晰,灵活等原因。

如下:

上面通过封装NSURLSession的请求,传入一个处理请求结果的block对象,就会自动将请求任务放到工作线程中执行实现,我们在网络请求逻辑的代码中调用如下:

 

为了加深理解,再来一个简单的小例子:

A,B两个界面,A界面中有一个label,一个buttonA。点击buttonA进入B界面,B界面中有一个UITextfield和一个buttonB,点击buttonB退出B界面并将B界面中UITextfield的值传到A界面中的label。

A界面中,也就是ViewController类中:

B界面中,也就是MyFirstViewController类中.m文件:

.h文件:

看了以上两个Block回调示例,是不是感觉比delegate清爽了不少?

PS:Block是个值得深入学习的东西,这篇文章整整花了峰哥两天时间整理,但是觉得很值得~

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所有评论(1)
Mark魚 2017-1-10 17:43
请教一下,假如A类有个block,而B类中有一个A的属性,在B中调用A的block,block中使用了B类的方法或属性,会不会循环引用
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