iOS中block的使用、實現底層、循環引用、存儲位置

一、整體介紹

• 定義：C語言的匿名函數,􏰀提前准備一段代碼,在需要的時候調用。

• 底層：是一個指針結構體,在終端下可以通過`clang -rewrite-objc 文件名`（會在當前目錄生成.cpp文件）指令看看c++代碼，它的實現底層。

注意：容易造成循環引用,經常是在 block 里面使用了 self.,然后形成強引用,我們打斷循 環鏈即可,如果 MRC 下用__block,ARC 下用__weak（下文會有詳細介紹）。 

二、內存位置（ARC情況）

block塊的存儲位置（block塊入口地址）：可能存放在2個地方：代碼區（NSConcreteGlobalBlock）、堆區（NSConcreteMallocBlock），程序分5個區，還有常量區、全局區和棧區，對於MRC情況下代碼還可能存在棧區(NSConcreteStackBlock)。關於內存分區詳細參考：http://www.jianshu.com/p/d85a5e56c505

• 情況1：代碼區

不訪問處於棧區的變量（例如局部變量），且不訪問處於堆區的變量(例如alloc創建的對象)。也就是說訪問全局變量也可以。

/**
  沒有訪問任何變量
 */
int main(int argc, char * argv[]) {
    void (^block)(void) = ^{
        NSLog(@"===");
    };
    block();
}
/**
  訪問了全局（靜態）變量
 */
int  iVar = 10;
int main(int argc, char * argv[]) {
    void (^block)(void) = ^{
        NSLog(@"===%d",iVar);
    };
    block();
}

• 情況2：堆區

如果訪問了處於棧區的變量（例如局部變量），或處於堆區的變量(例如alloc創建的對象)。都會存放在堆區。(實際是放在棧區，然后ARC情況下自動又拷貝到堆區)

/**
  訪問局部變量
 */
int main(int argc, char * argv[]) {
    int iVar = 10;
    void (^block)(void) = ^{
        NSLog(@"===%d",iVar);
    };
    block();
}

總結下：

• 代碼區：不訪問處於棧區的變量（例如局部變量），且不訪問處於堆區的變量(例如alloc創建的對象)。也就是說訪問全局變量（靜態變量）也可以，或者是什么變量都不訪問
• 堆區：如果訪問了處於棧區的變量（例如局部變量），或處於堆區的變量(例如alloc創建的對象)，即便也訪問了全局變量

三、注意事項

1 block為空

代碼存放在堆區時，就需要特別注意，因為堆區不像代碼區不變化，堆區是不斷變化的（不斷創建銷毀）。因此代碼有可能會被銷毀（當沒有強指針指向時），如果這時再訪問此段代碼則會程序崩潰。因此，對於這種情況，我們在定義一個block屬性時應指定為strong，或copy:

• @property (nonatomic, strong) void (myBlock)(void); // 這樣就有強指針指向它
• @property (nonatomic, copy) void (myBlock)(void); // 並不會在堆區copy一份，原因見 四

而對於block代碼存在代碼區，使用strong，copy(不會復制一份到堆區)也可以。因此定義block時最好指定為strong(推薦)或copy。我們在使用時最后判斷下block是否為空，例如：

- (void)blockTest {
    // 如果為空則返回
    if (!block) {
        NSLog(@"block is nil");
        return;
    }
    block();
　　
}

2 當不在使用指向block的指針時，將其置空

當有類對象的成員變量pBlock指向block時，一方面是調用方，調用pBlock調用完成后，應將pBlock置為nil;另一方面是被調用方即block函數內部使用到self時要__weak聲明。其實__weak聲明有很多注意事項，下面是一個經典例子（是正確的寫法）：

// 弱聲明，防止block強引用self，造成循環引用
    __weak __typeof(self) weakSelf = self;
    self.observer = [[NSNotificationCenter defaultCenter] addObserverForName:@"blockTest" object:nil queue:nil usingBlock:^(NSNotification * _Nonnull note) {
        // 多線程情況下（假設發出通知的代碼在另一線程下），strong強引用防止后面調用strongSelf時：前面的strongSelf正常，后面的strongSelf已在其它線程被釋放，造成很奇怪的結果，雖然這種情況很少發生
        __strong __typeof(self) strongSelf = weakSelf;
        //if (strongSelf == nil) {
        //    return;
        //}
        // 下面再對strongSelf進行訪問
        // 防止block為空
        if (!strongSelf.block) {
            return;
        }
        strongSelf.block();
        // 如果不用應置空，養成好習慣
        strongSelf.block = nil;
        NSLog(@"%@",strongSelf);
    }];

 

• 1）我們都知道在使用通知中心時，應在dealloc函數中釋放通知，如果上面沒有使用__weak聲明，那么：通知中心持有self.observer，observer又強引用 usingBlock，usingBlock又強引用self，self就不會被釋放，那么dealloc就不會被調用(即使在dealloc中寫了[[NSNotificationCenter defaultCenter] removeObserver:self.observer]也不會調用，因為dealloc沒有被調用)，就造成內存泄露；

• 2）另外，我們在第5行看到又使用了__strong聲明，是否瞬間凌亂？下面給出解釋：在多線程情況下，有可能在usingBlock調用時，執行if (!strongSelf.block)時strongSelf還沒有釋放，而執行到strongSelf.block()的時候strongSelf就被釋放(現在沒有強引用了，又開始擔心self被釋放，真是操碎了心。。。)，造成調用失敗（最大的問題是不統一，造成不可預知的錯誤。用__strong操作后保證要么都訪問成功，要么都訪問失敗或者判斷為空后直接return退出）。

而使用了__strong聲明后：

• 如果執行usingBlock時self已經被釋放則后面的strongSelf均為nil，因為對weakSelf引用計數為0再retain一次也不會有變化；

• 如果執行usingBlock時self沒有釋放，則strongSelf會使self引用計數+1，那么self在其它線程被release -1也不會有影響，只有到usingBlock全部執行完畢后，strongSelf釋放，然后self引用計數-1，self才會釋放（weak–strong dance）。

上面的例子是通知中心可能造成的內存泄露，而使用block還經常出現循環引用，如下：

3 最常出現的循環引用

@interface BlockViewController ()
@property (nonatomic, strong) void (^block)(void);
@property (nonatomic, copy) NSString *str;
@end

@implementation BlockViewController

- (void)viewDidLoad {
    [super viewDidLoad];
    self.block = ^{
        self.str = @"123";
    };
}
@end

上面的代碼，self.block強引用block，而block中又使用了self.str，所以block強引用self，造成強引用，解決方法使用2中所說即可。

關於引用計數(http://www.jianshu.com/p/28b074919df3)

四、關於捕獲變量

block里面捕獲的變量，都是副本。看下面一段代碼

int val = 10;
void (^block)(void) = ^{
    NSLog(@"val = %d",val);
    // val = 1; //不允許
};
val = 5;
block();

它的打印結果是10，而不是5。

上面代碼中val = 1是不允許的，如果想實現寫操作，可以使用__block來修飾val，之后val會被拷貝(移動,便於理解)到堆上，之后無論是在block里面還是在val之前所處的作用域，訪問的都是出於堆區的val。

為什么非要__block呢，因為如果不用__block，如果出了val所在的“}”,那么val就會被釋放，而block的調用時機是不定的，可能調用時機已經超出了block和val本身所處的"{}"，再訪問val就可能壞地址訪問（val已經被釋放）。所以這樣做是合理的。

但是在block里面，類似self.name = xxx,self->_val，卻是很常見的，self也沒有用__block修飾呀！你是否有過這樣的迷惑？

self.name = xxx——>[self setName:xxx];是發送消息，函數調用，很好理解。那self->_val呢？因為_val本身是處於堆區的。

五、指定為copy后是否會拷貝一份呢？（或者說是淺拷貝還是深拷貝）

• 1 copy可變變量：在賦值指針的同時也會復制指針指向的內存區域。深拷貝，例如NSMutableString對象。

• 2 copy不可變變量：等同於strong，還是淺拷貝，例如NSString對象。

• 因為block是一段代碼，即不可變的，所以並不會深拷貝。

六、一些思考

block也是屬於“函數”的范疇，即一段代碼。為什么要將其放在堆區呢，而不是直接在代碼區呢？

試想一下，如果不放到堆區，而放在代碼區，那么block捕獲的self對象將永遠不會釋放，因為代碼區的block是不會釋放的，那內存的泄露可就隨處可見了。。。

所以蘋果這么做也是有原因的