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老生常谈，oc block的实现

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Block是什么？

一般来说OC上的语法糖，都可以使用 clang --rewrite-objc code.m 让clang 编译为 c 或 c++ ，由此可以窥探这些语法糖的具体实现。例如，oc的block，@autoreleasepool，@synchronized等等

说明

  1. Block的本质是个C的Struct，所以可以像C的Struct一样使用。
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    typedef int (^blk_t) (int)
    blk_t blk = ^(int count){return count;};
    blk_t *blkptr = &blk;
    (*blkptr)(10);
  2. Block 没有实现截获C语言数组，只能通过指针截获。
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    //const char text[] = “hello”;编译失败
    const char *text = “hello”;
    void (^blk)(void) = ^{
    	text[0];
    };

实验&实现

本文用一些实验，来通过实验现象来了解Block的具体实现

没有任何截获

源码：

clang 重写之后：

可以看到Block的在C语言的实现中是一个struct。struct中记录了Block具体方法实现的imp（即void *FuncPtr）。在调用Block的时候，实际上是调用了这个struct（__block_impl）内存储的函数指针。

截获基本数据类型的自动变量

源码:

clang 重写之后：

如果在Block内截获了外部的基本数据类型，那么这个基本数据类型就会在Block初始化的时候，以当时的“快照”被存储到Block结构体的成员变量内。在调用void *FuncPtr的时候，方法内部使用的数据就是这些被截获的数据。

为什么不支持C语言数组？？

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//如果支持C语言数组，那么必然会出现如下代码
//但是在C语言规范上，是不允许把一个数组类型的变量赋给另一个数组变量
void funcA(char a[20]){
    char b[20] = a;
}

截获全局变量 && 静态全局变量 && 静态变量

源码：

clang 重写之后：

全局变量和静态全局变量没有什么区别，重写之后访问这些变量的方式依旧不变。

不同的是静态变量，静态变量在Block内会被截获这个静态变量的地址。如果是普通变量，在作用域结束的时候就会随着函数的结束，栈的弹出而销毁。但是静态变量是在程序执行前就分配好的数据区，并不会随着函数作用域而释放，所以Block可以通过截获这个变量的地址来访问这个变量。

截获对象(指针)类型的自动变量

源码：

clang 重写之后：

在Block被copy的时候调用desc0中的__main_block_copy_0持有OC对象

在Block被release的时候调用desc0中的__main_block_dispose_0释放持有的OC对象

截获__block修饰的基本数据类型

源码：

clang 重写之后：

变量 i 变成了一个结构体对象__Block_byref_val_0，并且block_imp中持有的也是这个结构体指针

截获__block修饰的指针类型的自动变量

源码：

clang 重写之后：

__Block_byref 对象新增Copy函数指针和dispose函数指针

__Block_byref 也是一个对象，所以在BlockCopy的时候会调用__Block_byref的copy，同样释放的时候也会调用dispose

注:在ARC无效的时候，byref不会调用对象的retain。（可以被用来在MRC下避免循环引用）

QA.

__block变量超出变量作用域存在的理由？

根据上面带__block变量基本类型变量和指针类型变量的描述，可以解释这个问题

forwarding存在的理由？

这张图来自于（Objective-C高级编程 iOS与OS X多线程和内存管理）

栈上的__block变量的结构体实例，在__block变量从栈上复制到堆上的时候（__Block_byref_id_object_copy_131参数中一个是堆上的，一个是栈上的），会将成员变量__forwarding的值替换为堆上的值。

当Block被Copy的时候就会Copy __Block_byref,并且改变原有 __forwarding 指针

Block的存储域？

  1. 在 ARC 环境下，只要给一个自动变量赋值一个堆栈__NSStackBlock__上block，那么就会调用block的copy
  2. 如果Block不截获任何变量那么生成__NSGlobalBlock__ 存储在数据区
  3. GCD的参数block和Cocoa框架中的UsingBlock传入的参数会被copy
  4. __NSStackBlock__会被copy到__NSMallocBlock__
  5. __NSMallocBlock__copy会增加引用计数
  6. __NSGlobalBlock__copy没有任何影响

为什么说Block是Objc对象？

  1. block 的结构体可以直接转换为oc对象 objc_object的结构体。objc_object中的isa指向的是class，同样的Block也是指向 __NSMallocBlock__、__NSMallocBlock__、__NSMallocBlock__class，这是三个class在runtime初始化的时候会被注册到class表中。
  2. block 和 object在同样的内存管理机制下进行创建和释放。