作者:海边的石雨价_288 | 来源:互联网 | 2023-09-25 19:26
上一篇里面,我们分析了一下 胚胎版的Block 的底层结构。现在我们加点料进去
#import
int main(int argc, const char * argv[]) {
@autoreleasepool {
void (^block)(int, int) = ^(int a, int b){
NSLog(@"I am a block! - %d - %d", a, b);
};
block(10, 20);
}
return 0;
}
****************************** 日志输出 *******************************
2019-06-04 15:30:57.747093+0800 Interview03-block[3915:354992] I am a block! - 10 - 20
Program ended with exit code: 0
这里我们给block所封装的函数增加两个参数a、b
,还是惯例,通过命令
xcrun -sdk iphoneos clang -arch arm64 -rewrite-objc main.m -o main.cpp
然后打开编译后的c++文件很明显,参数a、b也被封装进了block中,这种情况也比较简单,过一下就好。
Block捕获auto变量
接下来看看这种情况
#import
int main(int argc, const char * argv[]) {
@autoreleasepool {
int age = 10;
void (^block)(void) = ^(){
NSLog(@"Age is %d", age);
};
age = 20;
block();
}
return 0;
}
我在block之前定义了一个 int a = 10
,然后在block内部使用了这个age
,而且我在调用block之前,先将age
的值修改成了20
,那么此时程序运行会是什么结果呢?相信以大部分人对block的了解,应该都能给出正确答案。
2019-06-04 15:46:01.244557+0800 Interview03-block[4064:375528] Age is 10
Program ended with exit code: 0
结果是block中打印出的a
是10
,我们在block外部对age
的修改结果并没有对block的内部打印产生影响,为什么呢?我们同样,借助编译后的c++文件来看一看。
(1)首先看一下此时block对应的结构体
我们发现有三处变化
- 新增了一个
int age
成员变量
- 构造函数里面多了一个参数
int _age
- 构造函数里面参数尾部多了一个
: age(_age)
,这是c++的语法,作用时将参数_age
自动赋值给成员变量age
(2)然后在看一下main函数中的block定义以及赋值的代码在用block
构造函数生成block
的时候,使用了外部定义的 int a = 10
,因为c函数的参数都是值传递,所以这里是将此时外部变量a
的值10
传给了block
的构造函数__main_block_impl_0
,因此block内部的成员变量age
会被赋值成10
。
(3)再看一下block内部封装的函数可以看到打印代码里面使用的age
,实际上就是block内部的成员变量age
,不是我们在外面定义的那个age
,因此,当block被赋值之后,其成员变量age
被赋值成了当时构造函数传进来的参数10
,所以最终打印出来值就是10
,不论外部的age
再如何的修改。外部的age
跟block的成员变量age
是两个不同的变量,互不影响。
其实,上面我门讨论的这个block外部变量age
是一个局部auto变量,也叫自动变量,这是C语言的知识点,如果有不清楚的请自行补脑。我们知道除了auto变量
,C语言里面还有局部static变量
(静态变量)和全局变量,接下来我们就看看,Block对于这几种变量的使用,做了如何的处理。
Block捕获局部static变量
首先我们将上面的OC代码改造如下
#import
int main(int argc, const char * argv[]) {
@autoreleasepool {
int age = 10;
static int height = 10;
void (^block)(void) = ^(){
NSLog(@"Age is %d, height is %d", age, height);
};
age = 20;
height = 20;
block();
}
return 0;
}
我们有增加了一个static
变量height
,并且在同样的地方修改height
的值,便于和之前的age
进行对比。首先运行代码看一下结果
2019-06-04 17:10:12.935220+0800 Interview03-block[4725:476530] Age is 10, height is 20
Program ended with exit code: 0
可以看到,block输出的 height
值是我们在外部重新为其赋的20
。
为什么呢,我们进入编译后的C++文件一看究竟
(1)借用上面的分析流程一样,先看一下block对应的结构体你看,针对static变量height, block内部为其增加了一个int *height;
成员变量,构造函数里面对应的参数是int *_height
。看到这里,应该就大致能猜出来,我们这里要存储的是一个地址,改地址应该就是外部static
变量height
的地址值。
(2)那我们来看一下main函数里的block赋值过程很清晰,确实block构造函数里面传入的,就是外部的这个height的地址值。
(3)最后看block内部的函数那么可以看到,block内部的函数也是通过block所存储的地址值*height
访问了外部的static
变量height
的值。
因此,当我们从外部修改height
的值之后,调用block打印出的height
的值也相应的改变了,因为block内部是通过 指针 引用了外部的这个static
变量height
。
❓思考❓对于auto
、static
变量,为什么block选择用不同方式处理它们呢?
我们知道,一个自动变量(auto
)的存储空间位于函数栈空间上,在函数开辟栈空间时被创建,在函数结束时销毁,而block的调用时机有可能发生在函数结束之后的,因此就无法使用自动变量了,所以在block一开始定义赋值的过程里,就将自动变量的值拷贝到他自己的存储空间上。
而对于局部静态变量(static
),C语法下static
会改变所修饰的局部变量的生命周期,使其在 程序整个运行期间都存在 ,所以block选择持有它的指针,在block被调用时,通过该指针访问这个变量的内容就行。
Block使用全局变量
上面我们讨论block对于局部变量的处理,我们在看一看对于全局变量,情况又是如何输出结果如下
2019-06-05 09:19:08.854599+0800 Interview03-block[13997:1263406] Age is 20, height is 20
Program ended with exit code: 0
在通过命令行生成一下编译后的C++文件,同样还是在文件底部去看这次就非常痛快了,block没有对全局变量进行捕获行为,只需要在要用的时候,直接通过变量名访问就行了,因为全局变量时跨函数的,可以直接通过变量的名字直接访问。
同样,者也帮我我们理解了为什么对于局部的变量,block需要对其采取“捕获”行为,正是因为局部变量定在与函数内部,无法跨函数使用,所以根据局部变量不同的存储属性,要么将其值直接进行拷贝(auto
),要么对其地址进行拷贝(static
)。
总结
- 局部变量会被block捕获
- 自动变量(
auto
),block通过值拷贝方式捕获,在其内部创建一个同类型变量,并且将自动变量的值拷贝给block的内部变量,block代码块执行的时候,直接访问它的这个内部变量。
- 静态变量(
static
),block通过地址拷贝方式捕获,在其内部创建一个指向同类型变量的指针, 将静态变量的地址值拷贝给block内部的这个指针,block代码块执行的时候,通过内部存储的指针间接访问静态变量。
- 全局变量不会被block捕获, block代码块执行的时候,通过全局变量名直接访问。
Block对于self的处理
请问上图block里面的self
会被该block捕获吗?
编译结果显示block对self
进行了捕获。But why?
我们知道,图中的block位于test
方法里面,实际上任何的oc方法,转换成底层的c函数,里面都有两个默认的参数,self
和 _cmd
,所以作为函数默认参数的self
的实际上也是该函数的局部变量,根据我们上面总结的原则,只要是局部变量,block都会对其进行捕获,这就解释通了。
那么有人会问(特别是面试官)下面的情况呢
先看编译结果看得出来,还是进行了捕获,看我在图中标明的黄色框框,就很好理解了,block最终访问CLPerson
的成员变量_age
的时候,是通过self
+ _age偏移量
,获得_age
的地址后从而进行间接访问的,所以在oc代码中,_age
的写法等同与self->_age
,说白了,这里还是需要用到self
,因此block还是需要对self
进行捕获的。
至此,有关Block对于基础类型环境变量的处理以及调用过程,就整理完毕了。