前言
作为iOS开发,我们平日里会高频使用block,block非常重要,在学习Swift闭包时,我突然觉得可以将 Objective-C block 和 Swift闭包 一起对比学习。
如果你针对下面的问题已经有了比较深的理解,那么可以略过本篇文章:
- block 的数据结构
- block 的内存机制
- block 和 weakify/strongify 的关联
- Swift闭包和 Objective-C block的区别
- dispatch_block_t 的应用场景
首先,我们准备
main.m
这个类,类内容为:// main.m int main() {
return 1;
}
我们切到
main.m
类所在文件夹,使用指令xcrun -sdk iphoneos clang -arch arm64 -rewrite-objc main.m
,发现语法解析生成的cpp代码如下main.cpp
:// main.cpp#import int main() {
void (^block)(void) = ^ {
NSLog(@"Hello World!");
};
block();
return 1;
}
接着我们在
main.m
中添加block
代码:// main.m int main() {
void (^block)(void) = ^ {
};
block();
return 1;
}
继续使用
clang
解析main.m
,发现生成的cpp代码如下:// main.cppstruct __main_block_impl_0 {
struct __block_impl impl;
struct __main_block_desc_0* Desc;
__main_block_impl_0(void *fp, struct __main_block_desc_0 *desc, int flags=0) {
impl.isa = &_NSConcreteStackBlock;
impl.Flags = flags;
impl.FuncPtr = fp;
Desc = desc;
}
};
static void __main_block_func_0(struct __main_block_impl_0 *__cself) {NSLog((NSString *)&__NSConstantStringImpl__var_folders_9b_w0ymsg0n3yqdlb90w49xqmz40000gn_T_main_2428cf_mi_0);
}static struct __main_block_desc_0 {
size_t reserved;
size_t Block_size;
} __main_block_desc_0_DATA = https://www.it610.com/article/{ 0, sizeof(struct __main_block_impl_0)};
int main() {
void (*block)(void) = ((void (*)())&__main_block_impl_0((void *)__main_block_func_0, &__main_block_desc_0_DATA));
((void (*)(__block_impl *))((__block_impl *)block)->FuncPtr)((__block_impl *)block);
return 1;
}
static struct IMAGE_INFO { unsigned version;
unsigned flag;
} _OBJC_IMAGE_INFO = { 0, 2 };
去除强制转换后我们可以看出声明block的时候,block底层调用了
__main_block_iml_0
结构体,传入的参数分别是__main_block_func_0(方法函数)
和&__main_block_desc_0_DATA(结构体地址)
。(二)block Cpp 数据结构解析 1.__main_block_func_0 的方法代码段
//需要传入的参数是结构体: __main_block_impl_0
static void __main_block_func_0(struct __main_block_impl_0 *__cself) {NSLog((NSString *)&__NSConstantStringImpl__var_folders_9b_w0ymsg0n3yqdlb90w49xqmz40000gn_T_main_2428cf_mi_0);
}
}
可以看到,这个函数体中传入了
__cself
和 block 中调用的方法 NSLog
。2. __main_block_desc_0_DATA 的结构体代码段
static struct __main_block_desc_0 {
size_t reserved;
//作用不大,不需要理会
size_t Block_size;
//整个block的在内存中占的字节大小
} __main_block_desc_0_DATA = https://www.it610.com/article/{ 0, sizeof(struct __main_block_impl_0)};
//计算blcok主结构体__main_block_impl_0的大小
总的来言,此结构体就是为了保存block结构体的大小
3. __main_block_impl_0
__main_block_impl_0
是承载 block
最重要的结构,研究__main_block_impl_0
可以从两个方面。struct __main_block_impl_0 {
struct __block_impl impl;
struct __main_block_desc_0* Desc;
__main_block_impl_0(void *fp, struct __main_block_desc_0 *desc, int flags=0) {
impl.isa = &_NSConcreteStackBlock;
impl.Flags = flags;
impl.FuncPtr = fp;
Desc = desc;
}
};
可以发现,
__main_block_impl_0
结构中主要包含了两个结构体:- struct __block_impl impl :函数指针
- struct __main_block_desc_0* Desc : block 大小等内存信息
__block_impl
和__main_block_desc_0
均由构建 block
的方法传入,比如上面我们构建block传入的两个参数:__main_block_func_0
和__main_block_desc_0
,就是用来构建 impl
和 Desc
的。二、block约束问题 通过分析普通
block
函数的Cpp结构,我们明确了block
函数的基本数据结构,下面我们进一步分析:为什么使用block
时,需要有以下的关键词修饰:- 捕获的变量需要使用 __block 才能修改
- 使用self需要用关键词 weakify、strongify 修饰
#import "ViewController.h"@implementation ViewController- (void)viewDidLoad {
[super viewDidLoad];
__block NSInteger num = 0;
void (^blockTest)(void) = ^ {
num = 1;
};
blockTest();
}@end
代码示例如上,我们可以发现,如果我们定义的
NSInteger num
如果不用 __block 修饰,编译器会报错:Variable is not assignable (missing __block type specifier)
,那么我们会产生一个疑问:block
究竟是如何捕获变量的呢?为什么我要修改的变量必须要用__block关键词
进行修饰才能在block
中对其进行修改?使用指令将上述代码生成对应的 cpp 代码,内容如下:
static void _I_ViewController_viewDidLoad(ViewController * self, SEL _cmd) {
((void (*)(__rw_objc_super *, SEL))(void *)objc_msgSendSuper)((__rw_objc_super){(id)self, (id)class_getSuperclass(objc_getClass("ViewController"))}, sel_registerName("viewDidLoad"));
__attribute__((__blocks__(byref))) __Block_byref_num_0 num = {(void*)0,(__Block_byref_num_0 *)&num, 0, sizeof(__Block_byref_num_0), 0};
void (*blockTest)(void) = ((void (*)())&__ViewController__viewDidLoad_block_impl_0((void *)__ViewController__viewDidLoad_block_func_0, &__ViewController__viewDidLoad_block_desc_0_DATA, (__Block_byref_num_0 *)&num, 570425344));
((void (*)(__block_impl *))((__block_impl *)blockTest)->FuncPtr)((__block_impl *)blockTest);
}
我们发现和第一部分我们在
main.m
定义简单的 block
不同,这里的生成的block
并不是struct __main_block_impl_0
,而是struct __ViewController__viewDidLoad_block_impl_0
。所以我们首先可以明确的是,不同的
block
有其自己的命名规范,但后缀基本都是_block_impl_0
。接着我们查看
__ViewController__viewDidLoad_block_impl_0
的定义:struct __ViewController__viewDidLoad_block_impl_0 {
struct __block_impl impl;
struct __ViewController__viewDidLoad_block_desc_0* Desc;
__Block_byref_num_0 *num;
// by ref
__ViewController__viewDidLoad_block_impl_0(void *fp, struct __ViewController__viewDidLoad_block_desc_0 *desc, __Block_byref_num_0 *_num, int flags=0) : num(_num->__forwarding) {
impl.isa = &_NSConcreteStackBlock;
impl.Flags = flags;
impl.FuncPtr = fp;
Desc = desc;
}
};
与第一部分
__main_block_impl_0
相比,__ViewController__viewDidLoad_block_impl_0
增加了 __Block_byref_num_0 *num
这个字段,也就是说我们在block
中引用的字段,都会出现在block
结构体中。我们看到
__Block_byref_num_0 *num
后标注了// by ref
,也就意味着block中对num
实际是引用(不是copy),所以我们需要对num
使用关键词__block
将其转成__Block_byref_num_0
引用类型。(二)使用self需要用关键词 weakify/strongify 修饰
1. 不使用 weakify/strongify 修饰,会发生什么? 初学
block
时,我们大概率都会遇到一个问题:block
中使用的self
没有进行 weakify/strongify
处理,我们也知道这样做的问题:当
block
中使用了self
(没有进行weakify/strongify
声明),当执行block
时,self
如果已经被释放,那么在block
中执行self
方法应用就会 crash,因为self
已经被释放。如果不对
block
中使用的self
声明weakify/strongify
,生成的 cpp 代码会是什么情况:#import "ViewController.h"@implementation ViewController
- (void)viewDidLoad {
[super viewDidLoad];
void (^blockTest)(void) = ^ {
self.view.backgroundColor = [UIColor orangeColor];
};
blockTest();
}@end
生成的cpp代码:
struct __ViewController__viewDidLoad_block_impl_0 {
struct __block_impl impl;
struct __ViewController__viewDidLoad_block_desc_0* Desc;
ViewController *self;
__ViewController__viewDidLoad_block_impl_0(void *fp, struct __ViewController__viewDidLoad_block_desc_0 *desc, ViewController *_self, int flags=0) : self(_self) {
impl.isa = &_NSConcreteStackBlock;
impl.Flags = flags;
impl.FuncPtr = fp;
Desc = desc;
}
};
static void __ViewController__viewDidLoad_block_func_0(struct __ViewController__viewDidLoad_block_impl_0 *__cself) {
ViewController *self = __cself->self;
// bound by copy((void (*)(id, SEL, UIColor * _Nullable))(void *)objc_msgSend)((id)((UIView *(*)(id, SEL))(void *)objc_msgSend)((id)self, sel_registerName("view")), sel_registerName("setBackgroundColor:"), ((UIColor * _Nonnull (*)(id, SEL))(void *)objc_msgSend)((id)objc_getClass("UIColor"), sel_registerName("orangeColor")));
}
static void __ViewController__viewDidLoad_block_copy_0(struct __ViewController__viewDidLoad_block_impl_0*dst, struct __ViewController__viewDidLoad_block_impl_0*src) {_Block_object_assign((void*)&dst->self, (void*)src->self, 3/*BLOCK_FIELD_IS_OBJECT*/);
}static void __ViewController__viewDidLoad_block_dispose_0(struct __ViewController__viewDidLoad_block_impl_0*src) {_Block_object_dispose((void*)src->self, 3/*BLOCK_FIELD_IS_OBJECT*/);
}static struct __ViewController__viewDidLoad_block_desc_0 {
size_t reserved;
size_t Block_size;
void (*copy)(struct __ViewController__viewDidLoad_block_impl_0*, struct __ViewController__viewDidLoad_block_impl_0*);
void (*dispose)(struct __ViewController__viewDidLoad_block_impl_0*);
} __ViewController__viewDidLoad_block_desc_0_DATA = https://www.it610.com/article/{ 0, sizeof(struct __ViewController__viewDidLoad_block_impl_0), __ViewController__viewDidLoad_block_copy_0, __ViewController__viewDidLoad_block_dispose_0};
static void _I_ViewController_viewDidLoad(ViewController * self, SEL _cmd) {
((void (*)(__rw_objc_super *, SEL))(void *)objc_msgSendSuper)((__rw_objc_super){(id)self, (id)class_getSuperclass(objc_getClass("ViewController"))}, sel_registerName("viewDidLoad"));
void (*blockTest)(void) = ((void (*)())&__ViewController__viewDidLoad_block_impl_0((void *)__ViewController__viewDidLoad_block_func_0, &__ViewController__viewDidLoad_block_desc_0_DATA, self, 570425344));
((void (*)(__block_impl *))((__block_impl *)blockTest)->FuncPtr)((__block_impl *)blockTest);
}
关键语句是:
static void __ViewController__viewDidLoad_block_func_0(struct __ViewController__viewDidLoad_block_impl_0 *__cself) {
ViewController *self = __cself->self;
// bound by copy((void (*)(id, SEL, UIColor * _Nullable))(void *)objc_msgSend)((id)((UIView *(*)(id, SEL))(void *)objc_msgSend)((id)self, sel_registerName("view")), sel_registerName("setBackgroundColor:"), ((UIColor * _Nonnull (*)(id, SEL))(void *)objc_msgSend)((id)objc_getClass("UIColor"), sel_registerName("orangeColor")));
}
bound by copy
,使用 copy
的方式进行绑定,我们知道copy
意味着浅拷贝,被引用的对象引用计数会+1,那么这样就会出问题:为了验证上面所说的
self
中定义了block
,相当于self
持有了block
- 同时
block
中又持有了self
- 导致循环引用,该释放的对象无法被释放,内存泄露
循环引用导致无法回收
的情况,我们来模拟一个场景:@implementation BNDestroyDemoView- (instancetype)initWithFrame:(CGRect)frame {
if (self = [super initWithFrame:frame]) {
dispatch_after(dispatch_time(DISPATCH_TIME_NOW, (int64_t)(3 * NSEC_PER_SEC)), dispatch_get_main_queue(), ^{
NSLog(@"BNDestroyDemoView initWithFrame:%@",self);
});
}
return self;
}@end
我们新建了一个类
BNDestroyDemoView.h
,这个类被创建后会被立刻置nil:@interface ViewController ()@property (nonatomic, strong) BNDestroyDemoView *demoView;
@end@implementation ViewController- (void)viewDidLoad {
[super viewDidLoad];
// Do any additional setup after loading the view.self.demoView = [[BNDestroyDemoView alloc] initWithFrame:CGRectMake(0, 0, 50, 50)];
self.demoView = nil;
}@end
这个类会延迟3秒执行
dispatch_after
中的block内容,即使我们已经将 self.demoView
置nil,3秒后我们依旧可以看到如下的日志打印,表明self
并没有被系统回收:文章图片
2. weakify/strongify 修饰,是进行深拷贝吗? 通过上面的分析,我们明白一个道理:使用
block
时要避免产生循环引用
,既然浅拷贝会导致引用计数+1。既然如上的浅拷贝逻辑会导致循环引用,我们有什么办法解决循环引用呢?
- 深拷贝
- 弱引用,强使用
self
的内存直接拷贝一份,不对原self
的引用计数新增,这种方法首先从开销上会比较大,而且有时self
如果被重置为nil,我们的目标就是不执行self
的方法,而不是执行深拷贝后的self
方法。所以那就只有使用
弱引用,强使用
的方法了,这种方法在iOS开发中是一种通用的解决方案,在 Runloop循环引用Timer
、YYAsyncLabel
等技术方案中都有使用,下面进行具体的阐述。【Objective-C|Objective-C 之 block】
弱引用
的意思是:我传入 block
中的 self
通过 weak
进行修饰,不增加 self
的引用计数强使用
的意思是:我在执行block
方法体期间,需要将弱引用
的self
改为强引用
,避免在执行block
期间self
被回收。对应的代码实现如下:
- (void)viewDidLoad {
[super viewDidLoad];
__weak __typeof(self) weakSelf= self;
void (^block)(void) = ^ {
__strong __typeof(self) strongSelf = weakSelf;
NSLog(@"Hello World!");
};
block();
}
于此我们便解决了使用
block
会导致循环引用的问题,但继而又产生了一个问题:强引用
的self
有可能为nil吗?答案是:可能。如果在执行
block
之前,self
就已经被回收,因为block
在执行前对self
是弱引用,所以self
是有可能变为nil的。@implementation BNDestroyDemoView- (instancetype)initWithFrame:(CGRect)frame {
if (self = [super initWithFrame:frame]) {
__weak __typeof(self) weakSelf= self;
dispatch_after(dispatch_time(DISPATCH_TIME_NOW, (int64_t)(3 * NSEC_PER_SEC)), dispatch_get_main_queue(), ^{
__strong __typeof(self) strongSelf = weakSelf;
NSLog(@"BNDestroyDemoView initWithFrame:%@",@[strongSelf]);
});
}
return self;
}@end
上面这段代码是非常不健壮的,如果
BNDestroyDemoView
在执行 block
之前被系统回收,就会导致crash:文章图片
三、dispatch_block_t 的应用场景 通常我们写一个不带参数的块回调函数是这样写的:
在 . h 头文件中
typedef void (^leftBlockAction)();
// 定义类型
-(void)leftButtonAction:(leftBlockAction)leftBlock;
// 在定义一个回调函数:在.m 文件中:
-(void)leftButtonAction:(leftBlockAction)leftBlock{
leftBlock();
}
使用
dispatch_block_t
只要在.h 头文件定义属性方法@property (nonatomic,copy) dispatch_block_t leftBlockAction;
在.m文件 调用的方法里调用
if (self.leftBlockAction) {
self.leftBlockAction();
}
在另个模块里直接:
MyAlertView *alert = [[MyAlertView alloc]init];
alert.leftBlockAction = ^() {NSLog(@"left button clicked");
};
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