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iOS底层探索之Block(一)——初识Block(你知道几种Block呢？)

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说在前面

Block你知道几种？Block的循环引用你有几种解决办法呢？

在上一篇博客结束了多线程的锁篇章的内容，最后也带大家手写了读写锁，那么从现在开始，将开启Block的探索篇章！

1. 什么是 Block?

Block就是一个代码块， Block是将函数及其执行上下文封装起来的对象，是一个匿名的函数对象， Block也有 isa。既然Block内部封装了函数，那么它同样也有参数和返回值，本身也可以被作为参数在方法和函数间传递。具体的内容，后续的博客中会重点分析，这里就先不展开了！

2. 你知道几种 block？

2.1 NSGlobalBlock

先来看看第一种Block，代码如下，猜猜打印结果是什么？

 void (^jpBlock)(void) = ^{
    };
    NSLog(@"%@",jpBlock);
  • 从下图的打印结果NSGlobalBlock可以看出来，这是一个全局的Block。

iOS底层探索之Block(一)——初识Block(你知道几种Block呢？) 从代码上来看，这是一个无参数也无返回值的Block，Block体内什么也没有做，也没有引用任何的变量，总结来说如下：

GlobalBlock：

  • 位于全局区
  • 在Block内部不使用外部变量，或者只使用静态变量和全局变量

2.2 NSMallocBlock

看看如下这个代码，打印是什么Block？

int a = 10;

void (^jpBlock)(void) = ^{
   NSLog(@"输出：%d",a);
};
NSLog(@"%@",jpBlock);
  • 打印输出结果如下：

iOS底层探索之Block(一)——初识Block(你知道几种Block呢？)

这里引用了一个外部的变量，打印是NSMallocBlock，也就是堆Block。

NSMallocBlock：

在Block内部使用局部变量或者OC属性，并且赋值给强引用或者Copy修饰的变量。

2.3 NSStackBlock

NSStackBlock:

  • 位于栈区
  • 与MallocBlock一样，可以在内部使用局部变量或者OC属性。
  • 但是不能赋值给强引用或者 Copy修饰的变量
    int a = 10;

    void (^__weak jpBlock)(void) = ^{
		 NSLog(@"输出：%d",a);
    };
    NSLog(@"%@",jpBlock);
  • 打印结果

iOS底层探索之Block(一)——初识Block(你知道几种Block呢？)

在 ARC环境下，使用_ _weak修饰就是一个栈Block，如上图代码所示，打印结果也可以验证是栈Block。

既然三种Block都已经介绍完了，那么接下来举几个面试题看看。

3. Block面试题举例

3.1 例子 1

block 捕获外部变量——对外部变量的引用计数处理

代码如下：

 NSObject *objc = [NSObject new];
    NSLog(@"%ld",CFGetRetainCount((__bridge CFTypeRef)(objc))); // 1

    void(^strongBlock)(void) = ^{
        NSLog(@"---%ld",CFGetRetainCount((__bridge CFTypeRef)(objc)));
    };
    strongBlock();

    void(^__weak weakBlock)(void) = ^{
        NSLog(@"---%ld",CFGetRetainCount((__bridge CFTypeRef)(objc)));
    };
    weakBlock();
    
    void(^mallocBlock)(void) = [weakBlock copy];
    mallocBlock();
  • 打印结果如下：

iOS底层探索之Block(一)——初识Block(你知道几种Block呢？)

第一个打印1都是很好理解，就是后面的打印有点懵，那么解答如下：

  • strongBlock是一个堆区的block，这里捕获了objc这个外部变量会进行加一，这里会把栈区的objc拷贝到堆区又进行了加一，所以打印结果为 3。
  • 打印 4是因为这里weakBlock是栈 block，没有进行拷贝(底层源码可以验证，这里就不展开了，后续会对底层源码进行分析)只是捕获+1，所以为 4。
  • 最后打印5是因为[weakBlock copy]进行了拷贝操作，再赋值给mallocBlock也是+1操作，所以打印结果为 5。

3.2 例子 2

block 堆栈释放差异举例，猜猜是否可以正常打印？

代码如下：

#pragma mark - block 堆栈释放差异
- (void)jpreno {
    
    int reno = 10;
    void(^__weak weakBlock)(void) = nil;
    {
        // 栈区
        void(^__weak strongBlock)(void) = ^{
            NSLog(@"jp1:---%d", reno);
        };
        weakBlock = strongBlock;
        NSLog(@"jp2:--%@--%@",weakBlock,strongBlock);
    }
    weakBlock();

}
  • 代码运行结果如下： iOS底层探索之Block(一)——初识Block(你知道几种Block呢？)

这里估计很多人会有疑惑，这种赋值还是第一次见，但是面试的使用肯定会遇到各种奇奇怪怪的题目的，这里讲解了，以后就不怕了😁。

  • 这里声明了一个weakBlock，是属于NSStackBlockl类型的block在代码块{}中，定义了strongBlock，也是NSStackBlock类型的block。
  • 然后对weakBlock进行了赋值操作，此时两个block均指向同一个NSStackBlock。
  • 这两个栈block的生命周期到jpreno方法的运行结束(也就是离开方法{}作用域)才释放，这里并不会被提前释放，所以调用weakBlock()可以正常运行，打印出结果。

那么把代码改一下，看看结果如何呢？？？

iOS底层探索之Block(一)——初识Block(你知道几种Block呢？)

代码改后运行崩溃了，什么鬼啊？哪里改了啊？我怎么没有发现哪里改动了呢！这里把strongBlock的__weak 给去掉了就变成了NSMallocBlock。

  • strongBlock为NSMallocBlock，它的生命周期是在代码块{}的里面，出了代码块的作用域就会被释放。
  • 在代码块中strongBlock赋值给weakBlock是属于指针拷贝，此时指向了对应的NSMallocBlock，但是并没有强引用指向这个block。
  • strongBlock所在的代码块执行完毕后，该NSMallocBlock就会被释放掉，此时调用weakBlock()指向的对象已经被释放了，形成野指针，所以程序崩溃了。

那么该如何解决这个问题呢？请看下面的代码

iOS底层探索之Block(一)——初识Block(你知道几种Block呢？) 上面的例子崩溃了，是因为堆区的 block出了作用域，被释放了，那么现在把两个block的__weak都去掉，则能够正常运行并打印结果

因为此时的赋值，weakBlock对堆中的block进行了强引用，代码块运行结束后不会释放掉，也就不存在野指针的问题了。

4.总结

  • block 分为全局 block、堆 block、栈 block
  • block 可以捕获外部变量
  • 堆区的 block捕获外部变量会拷贝到堆区引计数+1
  • block 在使用的时候，堆 block注意作用域的问题，弱引用指针赋值，出了作用域就释放了，可以通过强引用解决

下篇预告：

那强引用释放不掉，出现循环引用，该怎么解决呢？下一篇将针对 block的循环引用，做出分析和解决办法！

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