Block - __block本质

__block修饰符

• __block可以用于解决block内部无法修改auto变量值的问题
• __block不能修饰全局变量、静态变量（static）
• 编译器会将__block变量包装成一个对象

示例1：__block修饰auto常量时

__block int age = 10;
^{
    NSLog(@"age is %d", age);
}();

//C++源码分析
//block对象信息
struct __block_impl {
    void *isa;
    int Flags;
    int Reserved;
    void *FuncPtr;
};

//block描述信息，大小，copy, dispose操作
struct __main_block_desc_0 {
    size_t reserved;
    size_t Block_size;
    void (*copy)(void);
    void (*dispose)(void);
};

//被包装成__Block_byref_age_0结构体
struct __Block_byref_age_0 {
  void *__isa;
__Block_byref_age_0 *__forwarding;
 int __flags;
 int __size;
 int age;
};

//block结构体内容
struct __main_block_impl_0 {
  struct __block_impl impl;
  struct __main_block_desc_0* Desc;
  NSObject *p;
  
  //被包装成一个函数
  __Block_byref_age_0 *age; // by ref
  
  __main_block_impl_0(void *fp, struct __main_block_desc_0 *desc, NSObject *_p, __Block_byref_age_0 *_age, int flags=0) : p(_p), age(_age->__forwarding) {
    impl.isa = &_NSConcreteStackBlock;
    impl.Flags = flags;
    impl.FuncPtr = fp;
    Desc = desc;
  }
};

示例1：__block修饰对象时

//ARC环境下，编译器会对block进行copy操作。
Person *person = [[Person alloc] init];
Block block = ^{
    NSLog(@"%p", person);
};
block();
        
//C++源码解析：
struct __block_impl {
    void *isa;
    int Flags;
    int Reserved;
    void *FuncPtr;
};

struct __main_block_desc_0 {
    size_t reserved;
    size_t Block_size;
    void (*copy)(void);
    void (*dispose)(void);
};

struct __Block_byref_weakPerson_0 {
  void *__isa; // 8
 __Block_byref_weakPerson_0 *__forwarding; // 8
 int __flags; // 4
 int __size; // 4
 
 //内存管理相关
 void (*__Block_byref_id_object_copy)(void*, void*); // 8
 void (*__Block_byref_id_object_dispose)(void*); // 8
 
 Person *__weak weakPerson;
};

struct __main_block_impl_0 {
  struct __block_impl impl;
  struct __main_block_desc_0* Desc;
  
  __Block_byref_weakPerson_0 *weakPerson; // by ref
  
  __main_block_impl_0(void *fp, struct __main_block_desc_0 *desc, __Block_byref_weakPerson_0 *_weakPerson, int flags=0) : weakPerson(_weakPerson->__forwarding) {
    impl.isa = &_NSConcreteStackBlock;
    impl.Flags = flags;
    impl.FuncPtr = fp;
    Desc = desc;
  }
};

__block的内存管理

• 当block在栈上时，并不会对__block变量产生强引用
• 当block被copy到堆时
  • 会调用block内部的copy函数
  • copy函数内部会调用_Block_object_assign函数
  • _Block_object_assign函数会对__block变量形成强引用（retain）
• 当block从堆中移除时
  • 会调用block内部的dispose函数
  • dispose函数内部会调用_Block_object_dispose函数
  • _Block_object_dispose函数会自动释放引用的__block变量（release）

__block的__forwarding指针

• 在栈上的话，__forwarding指向自己
• 在堆上的话，__forwarding指向复制到堆上的的__block变量结构体的指针

对象类型的auto变量、__block变量

• 当block在栈上时，对它们都不会产生强引用
• 当block拷贝到堆上时，都会通过copy函数来处理它们
  • __block变量（假设变量名叫做a）
  • _Block_object_assign((void*)&dst->a, (void*)src->a, 8/BLOCK_FIELD_IS_BYREF/);
• 对象类型的auto变量（假设变量名叫做p）
  • _Block_object_assign((void*)&dst->p, (void*)src->p, 3/BLOCK_FIELD_IS_OBJECT/);
• 当block从堆上移除时，都会通过dispose函数来释放它们
  • __block变量（假设变量名叫做a）
  • _Block_object_dispose((void*)src->a, 8/BLOCK_FIELD_IS_BYREF/);
• 对象类型的auto变量（假设变量名叫做p）
  • _Block_object_dispose((void*)src->p, 3/BLOCK_FIELD_IS_OBJECT/);

被__block修饰的对象类型

• 当__block变量在栈上时，不会对指向的对象产生强引用
• 当__block变量被copy到堆时
  • 会调用__block变量内部的copy函数
  • copy函数内部会调用_Block_object_assign函数
  • _Block_object_assign函数会根据所指向对象的修饰符（__strong、__weak、__unsafe_unretained）做出相应的操作，形成强引用（retain）或者弱引用（ 注意：这里仅限于ARC时会retain，MRC时不会retain ）
• 如果__block变量从堆上移除
  • 会调用__block变量内部的dispose函数
  • dispose函数内部会调用_Block_object_dispose函数
  • _Block_object_dispose函数会自动释放指向的对象（release）

循环引用问题

解决循环引用问题 - ARC

用__weak、__unsafe_unretained解决

//用__weak解决
__weak typeof(self) weakSelf = self;
self.block = ^{
    NSLog(@"%p", weakSelf);
};

//用__unsafe_unretained解决
__unsafe_unretained id weakSelf = self;
self.block = ^{
    NSLog(@"%p", weakSelf);
};

注：
// __weak：不会产生强引用，指向的对象销毁时，会自动让指针置为nil
// __unsafe_unretained：不会产生强引用，不安全，指向的对象销毁时，指针存储的地址值不变

用__block解决（必须要调用block）

__block id weakSelf = self;
self.block = ^{
    NSLog(@"%p", weakSelf);
    weakSelf = nil;
};
self.block()

参考

• 李明杰老师课件
• objc源码