前言

文章是阅读《Objective-C高级编程:iOS与OS X多线程和内存管理》之后的一些理解总结。

理解Block如何实现,需要了解

  • 什么是Block?
  • Block的语法

什么是Block

Block是C语言的拓展功能。在Apple文档中有一句话说明：

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In other languages and environments, a block object is sometimes also called a closure or a lambda.

其他语言和环境，一个block对象有时候也被称作closure闭包或^;

在阮一峰的学习Javascript闭包（Closure）中解释了什么是闭包。

闭包就是能够读取其他函数内部变量的函数。

Block的语法

声明一个Block

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NSUInteger (^lengthBlock)(NSString *);
  1. NSUInteger是Block返回的值类型
  2. ^lengthBlock表示声明了名字lengthBlock的Block
  3. NSString *表示NSString类型的参数

创建一个Block

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lengthBlock = ^(NSString *str) {
        return str.length;
    };
    NSLog(@"%lu",(unsigned long)lengthBlock(@"123")); // console 3
  1. ^(NSString *str)对lengthBlock的定义,分配给lengthBlock的值
  2. str参数名称
  3. {...}大括弧是Block的主体
  4. return str.length是lengthBlock的返回值

Block可以直接使用相同的作用域内定义的变量

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NSString *string = @"123";
    
    NSUInteger (^lengthBlock)(NSString *) = ^(NSString *str){
        return string.length + str.length;
    };
    NSLog(@"%lu",(unsigned long)lengthBlock(@"456")); // console 6

Block类型变量

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- (void)stringWithLengthBlock:(NSUInteger (^)(NSString *))lengthBlock{
    NSLog(@"%lu",lengthBlock(@"456")); // console 6
}
[self stringWithLengthBlock:^NSUInteger(NSString *str) {
        NSString *string = @"123";
        return string.length + str.length;
    }];

也可以使用typedef声明

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typedef void (^Block)(NSString *str);
- (void)stringWithLengthBlock:(Block)block{
    block(@"123");
}

Block的实现

举个🌰

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int main(int argc, const char * argv[]) {
    void (^block)(void) = ^{printf("Block\n");};
    block();
    return 0;
}

使用clang使用编译器改写文件

这里需要注意的是编译后的代码只是为了理解Block的实现,并不是Block的源码

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clang -rewrite-objc 文件名

下面转换例子代码后Block的相关代码：

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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;
  }
};
static void __main_block_func_0(struct __main_block_impl_0 *__cself) {
printf("Block\n");}
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)};
int main(int argc, const char * argv[]) {
    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 0;
}

我们可以看到第一个__main_block_impl_0结构体包含__block_impl和__main_block_desc_0两个结构体

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struct __block_impl {
  void *isa;
  int Flags;
  int Reserved;
  void *FuncPtr;
};

我们来看一下Block结构体的构成

  1. isa指针,用于指向Block的指针
  2. Flags 表示Block附加的信息
  3. Reserved 保留变量
  4. FuncPtr 函数指针指向Block实现的函数地址

其中isa指向Block有三种类型：

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isa = &_NSConcreteStackBlock;
isa = &_NSConcreteGlobalBlock;
isa = &_NSConcreteMallocBlock;

__main_block_desc_0的构成,用来描述Block一些信息

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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)};

  1. reserved 保留变量
  2. Block_size Block的大小

下面看一下初始化

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impl.isa = &_NSConcreteStackBlock;

_NSConcreteStackBlock 用来初始化了__block_impl结构体的isa这里为什么使用_NSConcreteStackBlock来初始化,说明Block创建在Stack上

接下来看 int main{}中的调用

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 void (*block)(void) = ((void (*)())&__main_block_impl_0((void *)__main_block_func_0, &__main_block_desc_0_DATA));   
   
// 分成两部分
// 第一部分
&__main_block_impl_0 ((void *) __main_block_func_0, &__main_block_desc_0_DATA)
// 去掉转换部分
__main_block_impl_0 impl = (__main_block_impl_0(__main_block_func_0,&__main_block_desc_0_DATA));
// 第二部分
void (*block)(void) =((void (*)())&__main_block_impl_0()
// 去掉转换部分
struct __main_block_impl_0 *block = &impl;  // 这里impl指的是上面的第一部分

将__main_block_impl_0结构的impl实例地址赋值给*block函数指针

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((void (*)(__block_impl *))((__block_impl *)block)->FuncPtr)((__block_impl *)block);
// 去掉转换部分
(*block ->impl.FuncPtr)(block);

代码使用了函数指针调用函数
取出block的函数指针调用FuncPtr,以自身（block）为参数传入

总结一下Block简单的实现流程

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			main();
			  ⬇︎
**初始化__main_block_impl_0 结构体**
			  ⬇︎
**将结构体地址赋值给*block函数指针**
			  ⬇︎
**调用block函数指针的FuncPtr函数**
			  ⬇︎
			**结束**

结尾

Block还有截获自动变量、__block修饰符、block存储域即上文提到的三种block类型，内存管理等等问题待我细细研习之后再写总结。

参考资料

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