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 重学 Block & Closure 系列之 Block 篇 | Soledad 

JerryXia 发表于 , 阅读 (0)

重学 Block & Closure 系列是关于 Objective-C 中的 Block（块） 和 Swift 中的 Closure（闭包）。

我总是想弄清楚一些事情并把它们记录下来，那样会帮助我更好的掌控它们，自己每天也会更加安心。

本文即是关于 Block 的个人小结。另一篇关于 Closure 的在这里。

基本用法

Block 最早是和 GCD 一起被苹果公司引入的，最初主要是用来解决多线程编程的问题。Block 十分有用，借由它，开发者可以将代码像对象一样传递，令其在不同环境下运行。还有一个关键点，在定义 Block 的范围内，它可以访问到其中的全部变量。

Block 的声明格式如下：
return_type (^block_name)(parameters)

格式看上去有点奇怪。因为正常的声明变量都是 NSString *str; ,变量类型在左，变量名在右。而 Block 的变量名在中间，这一点值得注意一下。

来看一段例子：

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void (^someBlock)() = ^{
};
这段代码中定义了一个名为 someBlock 的 Block。它不接受参数，返回类型为 void。
例子二：
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int (^addBlock)(int a, int b) = ^(int a, int b) {
	return a + b;
};
定义好之后，就可以像函数那样使用了：int add = addBlock(3, 5)
Block 的威力还不止于此，在它声明的范围里，所有变量都可以为其所捕获。例如：
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int additional = 5;
int (^addBlock)(int a, int b) = ^(int a, int b) {
	return a + b + additional;
};
默认情况下，被 Block 所捕获的变量，是不可以在块内被修改的。如果想要修改，那么必须在声明变量的前面加上 __block 关键字。（实例变量除外，不加 __block 同样可以被修改，具体见下段）
另外，如果被 Block 捕获的变量是对象类型，那么会自动保留它。系统在释放这个块的时候，也会将其一并释放。
特别的，如果将块定义在 Objective-C 类的实例方法中，那么除了可以访问类的所有实例变量之外，还可以使用 self 变量。块总能修改实例变量，所以在声明时不需要加 __block。看个例子：
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-(void)instanceMethod {
	void(^someBlock)() = ^{
		_anInstanceVarible = @"Something";
	}
}
分析一下，如果这时某个实例正在执行该实例方法，那么 self 变量就指向此实例，从而引用了 someBlock。另外，_anInstanceVarible 实际上是 self -> _anInstanceVarible。因此，someBlock 捕获了 self。因此会出现循环引用的情形。
内部结构
58bbfd797dd12.png
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struct Block_descriptor {
    unsigned long int reserved;
    unsigned long int size;
    void (*copy)(void *dst, void *src);
    void (*dispose)(void *);
};
struct Block_layout {
    void *isa; // 所有对象都有的 isa 指针
    int flags;
    int reserved;
    void (*invoke)(void *, ...); // 指向具体的 block 实现的函数调用地址
    struct Block_descriptor *descriptor; // 附件描述信息
    /* Imported variables. */ // Block 捕获来的变量
};
值得一提的有，对于 block 外的变量引用，block 默认是将其复制到其数据结构中来实现访问的，如下图所示：
58bbfd7aa5b49.jpg
对于用 __block 修饰的外部变量引用，block 是复制其引用地址来实现访问的，如下图所示：
58bbfd7b9ecbc.jpg
Block 的类型
栈块
定义 Block 的时候，其所占的内存区域是分配在栈中的。也就是说，Block 只在定义它的那个范围内有效。例如，下面的代码就很危险：
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void (^block)();
if (/* some condition */) {
	block = ^{
	NSLog(@"Block A");
}
} else {
	block = ^{
	NSLog(@"Block B");
}
}
block();
定义在 if或else 语句中的两个块都是分配在栈内存中的。等离开了相应的范围（if或else语句）之后，编译器有可能把分配的内存复写掉（栈内存本身也会自动回收）。
堆块
解决的方法是，可以给块对象发送 copy 消息，将块从栈上复制到堆上。拷贝后的块可以在超出它的范围之外安全使用。而且，一旦复制到堆上，块就成了带引用计数的对象了。之后的复制操作都不会真的复制，只是会增加引用计数。代码：
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void (^block)();
if (/* some condition */) {
	block = [^{
	NSLog(@"Block A");
} copy];
} else {
	block = [^{
	NSLog(@"Block B");
} copy];
}
block();
全局块
还有一种 Block ，不会捕捉任何状态（比如外围的变量等），运行时也无须有状态来参与。块所使用的内存区域，在编译时就已经完全确定了，因此，全局块声明在全局内存里，而不需要每次用到的时候在栈中创建。另外，对其拷贝的操作是个空操作，因为全局块绝不可能为系统所回收。这种块实际上相当于单例。例：
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void (^block)() = ^{
	NSLog(@"Block A");
};
由于运行该块的全部信息都能在编译期确定，所以可把它做成全局块。这完全是一种编译器级别上的优化。
另外，有关 Block 类型的讨论，建议看这篇实践文章，写的很仔细。
为常用的块类型创建 typedef
一般声明与定义 Block 的做法是这样：
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int (^blockName)(BOOL flag, int value) = ^(BOOL flag, int value) {
	return someInt;
};
显然，这种做法很麻烦，并且由于 blockName 在中间，也不易读。比方说在这里，如果我们要表示接受 BOOL 以及 int 参数并返回 int 值的块，可以这样：
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typedef int(^SomeBlock)(BOOL flag, int value);
这样相当于向系统中新增了一个名为 SomeBlock 的类型。以后，创建变量的方式改用这样就行了：
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SomeBlock blockName = ^(BOOL flag, int value){
	// Implementation
};
拿平时最常用的 completionHandler 来举例。如果不用 typedef，那么 completionHandler 会是这个样子：
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- (void)startWithCompletionHandler:(void(^)(NSData *data, NSError *error))completion;
类似的，我们可以使用 typedef 改写：
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typedef void(^SomeCompletionHandler)(NSData *data, NSError *error);
- (void)startWithCompletionHandler:(SomeCompletionHandler)completion;
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