上一篇文章中已经介绍过block的底层本质实现以及了解了变量的捕获,本文继续探寻block的本质。
block对对象变量的捕获
block一般使用过程中都是对对象变量的捕获,那么对象变量的捕获同基本数据类型变量相同吗?
查看一下代码思考:当在block中访问的为对象类型时,对象什么时候会销毁?
typedef void (^Block)(void);int main(int argc, const char * argv[]) { @autoreleasepool { Block block; { Person *person = [[Person alloc] init]; person.age = 10; block = ^{ NSLog(@"------block内部%d",person.age); }; } // 执行完毕,person没有被释放 NSLog(@"--------"); } // person 释放 return 0; }复制代码
大括号执行完毕之后,person
依然不会被释放。上一篇文章提到过,person
为aotu
变量,传入的block
的变量同样为person
,即block
有一个强引用引用person
,所以block
不被销毁的话,peroson
也不会销毁。 查看源代码确实如此
将上述代码转移到MRC环境下,在MRC环境下即使block还在,person
却被释放掉了。因为MRC环境下block在栈空间,栈空间对外面的person
不会进行强引用。
//MRC环境下代码int main(int argc, const char * argv[]) { @autoreleasepool { Block block; { Person *person = [[Person alloc] init]; person.age = 10; block = ^{ NSLog(@"------block内部%d",person.age); }; [person release]; } // person被释放 NSLog(@"--------"); } return 0;}复制代码
block调用copy操作之后,person不会被释放。
block = [^{ NSLog(@"------block内部%d",person.age);} copy];复制代码
上文中也提到过,只需要对栈空间的block
进行一次copy
操作,将栈空间的block
拷贝到堆中,person
就不会被释放,说明堆空间的block
可能会对person
进行一次retain
操作,以保证person
不会被销毁。堆空间的block
自己销毁之后也会对持有的对象进行release
操作。
也就是说栈空间上的block不会对对象强引用,堆空间的block有能力持有外部调用的对象,即对对象进行强引用或去除强引用的操作。
__weak
__weak添加之后,person
在作用域执行完毕之后就被销毁了。
typedef void (^Block)(void);int main(int argc, const char * argv[]) { @autoreleasepool { Block block; { Person *person = [[Person alloc] init]; person.age = 10; __weak Person *waekPerson = person; block = ^{ NSLog(@"------block内部%d",waekPerson.age); }; } NSLog(@"--------"); } return 0;}复制代码
将代码转化为c++来看一下上述代码之间的差别。 __weak修饰变量,需要告知编译器使用ARC环境及版本号否则会报错,添加说明-fobjc-arc -fobjc-runtime=ios-8.0.0
xcrun -sdk iphoneos clang -arch arm64 -rewrite-objc -fobjc-arc -fobjc-runtime=ios-8.0.0 main.m
__weak修饰的变量,在生成的__main_block_impl_0
中也是使用__weak
修饰。
__main_block_copy_0 和 __main_block_dispose_0
当block中捕获对象类型的变量时,我们发现block结构体__main_block_impl_0
的描述结构体__main_block_desc_0
中多了两个参数copy
和dispose
函数,查看源码:
copy
和dispose
函数中传入的都是__main_block_impl_0
结构体本身。
copy
本质就是__main_block_copy_0
函数,__main_block_copy_0
函数内部调用_Block_object_assign
函数,_Block_object_assign
中传入的是person对象的地址,person对象,以及8。
dispose
本质就是__main_block_dispose_0
函数,__main_block_dispose_0
函数内部调用_Block_object_dispose
函数,_Block_object_dispose
函数传入的参数是person对象,以及8。
_Block_object_assign函数调用时机及作用
当block进行copy操作的时候就会自动调用__main_block_desc_0
内部的__main_block_copy_0
函数,__main_block_copy_0
函数内部会调用_Block_object_assign
函数。
_Block_object_assign
函数会自动根据__main_block_impl_0
结构体内部的person
是什么类型的指针,对person
对象产生强引用或者弱引用。可以理解为_Block_object_assign
函数内部会对person
进行引用计数器的操作,如果__main_block_impl_0
结构体内person
指针是__strong
类型,则为强引用,引用计数+1,如果__main_block_impl_0
结构体内person
指针是__weak
类型,则为弱引用,引用计数不变。
_Block_object_dispose函数调用时机及作用
当block从堆中移除时就会自动调用__main_block_desc_0
中的__main_block_dispose_0
函数,__main_block_dispose_0
函数内部会调用_Block_object_dispose
函数。
_Block_object_dispose
会对person
对象做释放操作,类似于release
,也就是断开对person
对象的引用,而person
究竟是否被释放还是取决于person
对象自己的引用计数。
总结
-
一旦block中捕获的变量为对象类型,
block
结构体中的__main_block_desc_0
会出两个参数copy
和dispose
。因为访问的是个对象,block希望拥有这个对象,就需要对对象进行引用,也就是进行内存管理的操作。比如说对对象进行retarn操作,因此一旦block捕获的变量是对象类型就会会自动生成copy
和dispose
来对内部引用的对象进行内存管理。 -
当block内部访问了对象类型的auto变量时,如果block是在栈上,block内部不会对person产生强引用。不论block结构体内部的变量是
__strong
修饰还是__weak
修饰,都不会对变量产生强引用。 -
如果block被拷贝到堆上。
copy
函数会调用_Block_object_assign
函数,根据auto变量的修饰符(__strong,__weak,unsafe_unretained)做出相应的操作,形成强引用或者弱引用 -
如果block从堆中移除,
dispose
函数会调用_Block_object_dispose
函数,自动释放引用的auto变量。
问题
1. 下列代码person在何时销毁 ?
- (void)touchesBegan:(NSSet*)touches withEvent:(UIEvent *)event{ Person *person = [[Person alloc] init]; dispatch_after(dispatch_time(DISPATCH_TIME_NOW, (int64_t)(3.0 * NSEC_PER_SEC)), dispatch_get_main_queue(), ^{ NSLog(@"%@",person); }); NSLog(@"touchBegin----------End");}复制代码
打印内容
答:上文提到过ARC环境中,block作为GCD API的方法参数时会自动进行copy
操作,因此block
在堆空间,并且使用强引用访问person
对象,因此block
内部copy
函数会对person
进行强引用。当block
执行完毕需要被销毁时,调用dispose
函数释放对person
对象的引用,person
没有强指针指向时才会被销毁。
2. 下列代码person在何时销毁 ?
- (void)touchesBegan:(NSSet*)touches withEvent:(UIEvent *)event{ Person *person = [[Person alloc] init]; __weak Person *waekP = person; dispatch_after(dispatch_time(DISPATCH_TIME_NOW, (int64_t)(3.0 * NSEC_PER_SEC)), dispatch_get_main_queue(), ^{ NSLog(@"%@",waekP); }); NSLog(@"touchBegin----------End");}复制代码
打印内容
答:block中对waekP
为__weak
弱引用,因此block
内部copy
函数会对person
同样进行弱引用,当大括号执行完毕时,person
对象没有强指针引用就会被释放。因此block
块执行的时候打印null
。
3. 通过示例代码进行总结。
- (void)touchesBegan:(NSSet*)touches withEvent:(UIEvent *)event{ Person *person = [[Person alloc] init]; __weak Person *waekP = person; dispatch_after(dispatch_time(DISPATCH_TIME_NOW, (int64_t)(1.0 * NSEC_PER_SEC)), dispatch_get_main_queue(), ^{ NSLog(@"weakP ----- %@",waekP); dispatch_after(dispatch_time(DISPATCH_TIME_NOW, (int64_t)(3.0 * NSEC_PER_SEC)), dispatch_get_main_queue(), ^{ NSLog(@"person ----- %@",person); }); }); NSLog(@"touchBegin----------End");}复制代码
打印内容
- (void)touchesBegan:(NSSet*)touches withEvent:(UIEvent *)event{ Person *person = [[Person alloc] init]; __weak Person *waekP = person; dispatch_after(dispatch_time(DISPATCH_TIME_NOW, (int64_t)(1.0 * NSEC_PER_SEC)), dispatch_get_main_queue(), ^{ NSLog(@"person ----- %@",person); dispatch_after(dispatch_time(DISPATCH_TIME_NOW, (int64_t)(3 * NSEC_PER_SEC)), dispatch_get_main_queue(), ^{ NSLog(@"weakP ----- %@",waekP); }); }); NSLog(@"touchBegin----------End");}复制代码
打印内容
block内修改变量的值
本部分分析基于下面代码。
int main(int argc, const char * argv[]) { @autoreleasepool { int age = 10; Block block = ^ { // age = 20; // 无法修改 NSLog(@"%d",age); }; block(); } return 0;}复制代码
默认情况下block不能修改外部的局部变量。通过之前对源码的分析可以知道。
age
是在main
函数内部声明的,说明age
的内存存在于main
函数的栈空间内部,但是block
内部的代码在__main_block_func_0
函数内部。__main_block_func_0
函数内部无法访问age
变量的内存空间,两个函数的栈空间不一样,__main_block_func_0
内部拿到的age
是block
结构体内部的age
,因此无法在__main_block_func_0
函数内部去修改main
函数内部的变量。
方式一:age使用static修饰。
前文提到过static修饰的age
变量传递到block内部的是指针,在__main_block_func_0
函数内部就可以拿到age
变量的内存地址,因此就可以在block内部修改age的值。
方式二:__block
__block用于解决block内部不能修改auto变量值的问题,__block不能修饰静态变量(static) 和全局变量
__block int age = 10;复制代码
编译器会将__block修饰的变量包装成一个对象,查看其底层c++源码。
上述源码中可以发现
首先被__block
修饰的age
变量声明变为名为age
的__Block_byref_age_0
结构体,也就是说加上__block
修饰的话捕获到的block
内的变量为__Block_byref_age_0
类型的结构体。
通过下图查看__Block_byref_age_0
结构体内存储哪些元素。
__isa指针
:__Block_byref_age_0
中也有isa指针也就是说__Block_byref_age_0
本质也一个对象。
__forwarding
:__forwarding
是__Block_byref_age_0
结构体类型的,并且__forwarding
存储的值为(__Block_byref_age_0 *)&age
,即结构体自己的内存地址。
__flags
:0
__size
:sizeof(__Block_byref_age_0)
即__Block_byref_age_0
所占用的内存空间。
age
:真正存储变量的地方,这里存储局部变量10。
接着将__Block_byref_age_0
结构体age
存入__main_block_impl_0
结构体中,并赋值给__Block_byref_age_0 *age;
之后调用block
,首先取出__main_block_impl_0
中的age
,通过age结构体拿到__forwarding
指针,上面提到过__forwarding中
保存的就是__Block_byref_age_0
结构体本身,这里也就是age(__Block_byref_age_0)
,在通过__forwarding
拿到结构体中的age(10)
变量并修改其值。
后续NSLog中使用age
时也通过同样的方式获取age
的值。
为什么要通过__forwarding获取age变量的值?
__forwarding
是指向自己的指针。这样的做法是为了方便内存管理,之后内存管理章节会详细解释。
到此为止,__block
为什么能修改变量的值已经很清晰了。__block
将变量包装成对象,然后在把age
封装在结构体里面,block内部存储的变量为结构体指针,也就可以通过指针找到内存地址进而修改变量的值。
__block修饰对象类型
那么如果变量本身就是对象类型呢?通过以下代码生成c++源码查看
int main(int argc, const char * argv[]) { @autoreleasepool { __block Person *person = [[Person alloc] init]; NSLog(@"%@",person); Block block = ^{ person = [[Person alloc] init]; NSLog(@"%@",person); }; block(); } return 0;}复制代码
通过源码查看,将对象包装在一个新的结构体中。结构体内部会有一个person
对象,不一样的地方是结构体内部添加了内存管理的两个函数__Block_byref_id_object_copy
和__Block_byref_id_object_dispose
__Block_byref_id_object_copy
和__Block_byref_id_object_dispose
函数的调用时机及作用在__block内存管理部分详细分析。
问题
1. 以下代码是否可以正确执行
int main(int argc, const char * argv[]) { @autoreleasepool { NSMutableArray *array = [NSMutableArray array]; Block block = ^{ [array addObject: @"5"]; [array addObject: @"5"]; NSLog(@"%@",array); }; block(); } return 0;}复制代码
答:可以正确执行,因为在block块中仅仅是使用了array的内存地址,往内存地址中添加内容,并没有修改arry的内存地址,因此array不需要使用__block修饰也可以正确编译。
因此当仅仅是使用局部变量的内存地址,而不是修改的时候,尽量不要添加__block,通过上述分析我们知道一旦添加了__block修饰符,系统会自动创建相应的结构体,占用不必要的内存空间。
2. 上面提到过__block
修饰的age
变量在编译时会被封装为结构体,那么当在外部使用age
变量的时候,使用的是__Block_byref_age_0
结构体呢?还是__Block_byref_age_0
结构体内的age变量呢?
为了验证上述问题 同样使用自定义结构体的方式来查看其内部结构
typedef void (^Block)(void);struct __block_impl { void *isa; int Flags; int Reserved; void *FuncPtr;};struct __main_block_desc_0 { size_t reserved; size_t Block_size; void (*copy)(void); void (*dispose)(void);};struct __Block_byref_age_0 { void *__isa; struct __Block_byref_age_0 *__forwarding; int __flags; int __size; int age;};struct __main_block_impl_0 { struct __block_impl impl; struct __main_block_desc_0* Desc; struct __Block_byref_age_0 *age; // by ref};int main(int argc, const char * argv[]) { @autoreleasepool { __block int age = 10; Block block = ^{ age = 20; NSLog(@"age is %d",age); }; block(); struct __main_block_impl_0 *blockImpl = (__bridge struct __main_block_impl_0 *)block; NSLog(@"%p",&age); } return 0;}复制代码
打印断点查看结构体内部结构
通过查看blockImpl结构体其中的内容,找到age
结构体,其中重点观察两个元素:
__forwarding
其中存储的地址确实是age结构体变量自己的地址age
中存储这修改后的变量20。
上面也提到过,在block
中使用或修改age
的时候都是通过结构体__Block_byref_age_0
找到__forwarding
在找到变量age
的。
另外apple为了隐藏__Block_byref_age_0
结构体的实现,打印age变量的地址发现其实是__Block_byref_age_0
结构体内age
变量的地址。
通过上图的计算可以发现打印age
的地址同__Block_byref_age_0
结构体内age
值的地址相同。也就是说外面使用的age,代表的就是结构体内的age值。所以直接拿来用的age
就是之前声明的int age
。
__block内存管理
上文提到当block中捕获对象类型的变量时,block中的__main_block_desc_0
结构体内部会自动添加copy
和dispose
函数对捕获的变量进行内存管理。
那么同样的当block内部捕获__block
修饰的对象类型的变量时,__Block_byref_person_0
结构体内部也会自动添加__Block_byref_id_object_copy
和__Block_byref_id_object_dispose
对被__block
包装成结构体的对象进行内存管理。
当block
内存在栈上时,并不会对__block
变量产生内存管理。当blcok
被copy
到堆上时 会调用block
内部的copy
函数,copy
函数内部会调用_Block_object_assign
函数,_Block_object_assign
函数会对__block
变量形成强引用(相当于retain)
首先通过一张图看一下block复制到堆上时内存变化
当block
被copy
到堆上时,block
内部引用的__block
变量也会被复制到堆上,并且持有变量,如果block
复制到堆上的同时,__block
变量已经存在堆上了,则不会复制。
当block从堆中移除的话,就会调用dispose函数,也就是__main_block_dispose_0
函数,__main_block_dispose_0
函数内部会调用_Block_object_dispose
函数,会自动释放引用的__block变量。
block内部决定什么时候将变量复制到堆中,什么时候对变量做引用计数的操作。
__block
修饰的变量在block结构体中一直都是强引用,而其他类型的是由传入的对象指针类型决定。
一段代码更深入的观察一下。
typedef void (^Block)(void);int main(int argc, const char * argv[]) { @autoreleasepool { int number = 20; __block int age = 10; NSObject *object = [[NSObject alloc] init]; __weak NSObject *weakObj = object; Person *p = [[Person alloc] init]; __block Person *person = p; __block __weak Person *weakPerson = p; Block block = ^ { NSLog(@"%d",number); // 局部变量 NSLog(@"%d",age); // __block修饰的局部变量 NSLog(@"%p",object); // 对象类型的局部变量 NSLog(@"%p",weakObj); // __weak修饰的对象类型的局部变量 NSLog(@"%p",person); // __block修饰的对象类型的局部变量 NSLog(@"%p",weakPerson); // __block,__weak修饰的对象类型的局部变量 }; block(); } return 0;}复制代码
将上述代码转化为c++代码查看不同变量之间的区别
struct __main_block_impl_0 { struct __block_impl impl; struct __main_block_desc_0* Desc; int number; NSObject *__strong object; NSObject *__weak weakObj; __Block_byref_age_0 *age; // by ref __Block_byref_person_1 *person; // by ref __Block_byref_weakPerson_2 *weakPerson; // by ref __main_block_impl_0(void *fp, struct __main_block_desc_0 *desc, int _number, NSObject *__strong _object, NSObject *__weak _weakObj, __Block_byref_age_0 *_age, __Block_byref_person_1 *_person, __Block_byref_weakPerson_2 *_weakPerson, int flags=0) : number(_number), object(_object), weakObj(_weakObj), age(_age->__forwarding), person(_person->__forwarding), weakPerson(_weakPerson->__forwarding) { impl.isa = &_NSConcreteStackBlock; impl.Flags = flags; impl.FuncPtr = fp; Desc = desc; }};复制代码
上述__main_block_impl_0
结构体中看出,没有使用__block
修饰的变量(object 和 weadObj)则根据他们本身被block捕获的指针类型对他们进行强引用或弱引用,而一旦使用__block
修饰的变量,__main_block_impl_0
结构体内一律使用强指针引用生成的结构体。
接着我们来看__block
修饰的变量生成的结构体有什么不同
struct __Block_byref_age_0 { void *__isa;__Block_byref_age_0 *__forwarding; int __flags; int __size; int age;};struct __Block_byref_person_1 { void *__isa;__Block_byref_person_1 *__forwarding; int __flags; int __size; void (*__Block_byref_id_object_copy)(void*, void*); void (*__Block_byref_id_object_dispose)(void*); Person *__strong person;};struct __Block_byref_weakPerson_2 { void *__isa;__Block_byref_weakPerson_2 *__forwarding; int __flags; int __size; void (*__Block_byref_id_object_copy)(void*, void*); void (*__Block_byref_id_object_dispose)(void*); Person *__weak weakPerson;};复制代码
如上面分析的那样,__block
修饰对象类型的变量生成的结构体内部多了__Block_byref_id_object_copy
和__Block_byref_id_object_dispose
两个函数,用来对对象类型的变量进行内存管理的操作。而结构体对对象的引用类型,则取决于block捕获的对象类型的变量。weakPerson
是弱指针,所以__Block_byref_weakPerson_2
对weakPerson
就是弱引用,person
是强指针,所以__Block_byref_person_1
对person就是强引用。
static void __main_block_copy_0(struct __main_block_impl_0*dst, struct __main_block_impl_0*src) { _Block_object_assign((void*)&dst->age, (void*)src->age, 8/*BLOCK_FIELD_IS_BYREF*/); _Block_object_assign((void*)&dst->object, (void*)src->object, 3/*BLOCK_FIELD_IS_OBJECT*/); _Block_object_assign((void*)&dst->weakObj, (void*)src->weakObj, 3/*BLOCK_FIELD_IS_OBJECT*/); _Block_object_assign((void*)&dst->person, (void*)src->person, 8/*BLOCK_FIELD_IS_BYREF*/); _Block_object_assign((void*)&dst->weakPerson, (void*)src->weakPerson, 8/*BLOCK_FIELD_IS_BYREF*/);}复制代码
__main_block_copy_0
函数中会根据变量是强弱指针及有没有被__block
修饰做出不同的处理,强指针在block内部产生强引用,弱指针在block内部产生弱引用。被__block
修饰的变量最后的参数传入的是8,没有被__block
修饰的变量最后的参数传入的是3。
当block从堆中移除时通过dispose函数来释放他们。
static void __main_block_dispose_0(struct __main_block_impl_0*src) { _Block_object_dispose((void*)src->age, 8/*BLOCK_FIELD_IS_BYREF*/); _Block_object_dispose((void*)src->object, 3/*BLOCK_FIELD_IS_OBJECT*/); _Block_object_dispose((void*)src->weakObj, 3/*BLOCK_FIELD_IS_OBJECT*/); _Block_object_dispose((void*)src->person, 8/*BLOCK_FIELD_IS_BYREF*/); _Block_object_dispose((void*)src->weakPerson, 8/*BLOCK_FIELD_IS_BYREF*/); }复制代码
__forwarding指针
上面提到过__forwarding
指针指向的是结构体自己。当使用变量的时候,通过结构体找到__forwarding
指针,在通过__forwarding
指针找到相应的变量。这样设计的目的是为了方便内存管理。通过上面对__block
变量的内存管理分析我们知道,block
被复制到堆上时,会将block
中引用的变量也复制到堆中。
我们重回到源码中。当在block中修改__block
修饰的变量时。
static void __main_block_func_0(struct __main_block_impl_0 *__cself) { __Block_byref_age_0 *age = __cself->age; // bound by ref (age->__forwarding->age) = 20; NSLog((NSString *)&__NSConstantStringImpl__var_folders_jm_dztwxsdn7bvbz__xj2vlp8980000gn_T_main_b05610_mi_0,(age->__forwarding->age)); }复制代码
通过源码可以知道,当修改__block
修饰的变量时,是根据变量生成的结构体这里是__Block_byref_age_0
找到其中__forwarding
指针,__forwarding
指针指向的是结构体自己因此可以找到age变量进行修改。
当block在栈中时,__Block_byref_age_0
结构体内的__forwarding
指针指向结构体自己。
而当block被复制到堆中时,栈中的__Block_byref_age_0
结构体也会被复制到堆中一份,而此时栈中的__Block_byref_age_0
结构体中的__forwarding
指针指向的就是堆中的__Block_byref_age_0
结构体,堆中__Block_byref_age_0
结构体内的__forwarding
指针依然指向自己。
此时当对age进行修改时
// 栈中的age__Block_byref_age_0 *age = __cself->age; // bound by ref// age->__forwarding获取堆中的age结构体// age->__forwarding->age 修改堆中age结构体的age变量(age->__forwarding->age) = 20;复制代码
通过__forwarding
指针巧妙的将修改的变量赋值在堆中的__Block_byref_age_0
中。
我们通过一张图展示__forwarding
指针的作用
因此block内部拿到的变量实际就是在堆上的。当block进行copy被复制到堆上时,_Block_object_assign
函数内做的这一系列操作。
被__block修饰的对象类型的内存管理
使用以下代码,生成c++代码查看内部实现
typedef void (^Block)(void);int main(int argc, const char * argv[]) { @autoreleasepool { __block Person *person = [[Person alloc] init]; Block block = ^ { NSLog(@"%p", person); }; block(); } return 0;}复制代码
来到源码查看__Block_byref_person_0
结构体及其声明
__Block_byref_person_0结构体typedef void (*Block)(void);struct __Block_byref_person_0 { void *__isa; // 8 内存空间__Block_byref_person_0 *__forwarding; // 8 int __flags; // 4 int __size; // 4 void (*__Block_byref_id_object_copy)(void*, void*); // 8 void (*__Block_byref_id_object_dispose)(void*); // 8 Person *__strong person; // 8};// 8 + 8 + 4 + 4 + 8 + 8 + 8 = 48 复制代码
// __Block_byref_person_0结构体声明__attribute__((__blocks__(byref))) __Block_byref_person_0 person = { (void*)0, (__Block_byref_person_0 *)&person, 33554432, sizeof(__Block_byref_person_0), __Block_byref_id_object_copy_131, __Block_byref_id_object_dispose_131, ((Person *(*)(id, SEL))(void *)objc_msgSend)((id)((Person *(*)(id, SEL))(void *)objc_msgSend)((id)objc_getClass("Person"), sel_registerName("alloc")), sel_registerName("init"))};复制代码
之前提到过__block
修饰的对象类型生成的结构体中新增加了两个函数void (*__Block_byref_id_object_copy)(void*, void*);
和void (*__Block_byref_id_object_dispose)(void*);
。这两个函数为__block
修饰的对象提供了内存管理的操作。
可以看出为void (*__Block_byref_id_object_copy)(void*, void*);
和void (*__Block_byref_id_object_dispose)(void*);
赋值的分别为__Block_byref_id_object_copy_131
和__Block_byref_id_object_dispose_131
。找到这两个函数
static void __Block_byref_id_object_copy_131(void *dst, void *src) { _Block_object_assign((char*)dst + 40, *(void * *) ((char*)src + 40), 131);}static void __Block_byref_id_object_dispose_131(void *src) { _Block_object_dispose(*(void * *) ((char*)src + 40), 131);}复制代码
上述源码中可以发现__Block_byref_id_object_copy_131
函数中同样调用了_Block_object_assign
函数,而_Block_object_assign
函数内部拿到dst
指针即block
对象自己的地址值加上40个字节。并且_Block_object_assign
最后传入的参数是131,同block直接对对象进行内存管理传入的参数3,8都不同。可以猜想_Block_object_assign
内部根据传入的参数不同进行不同的操作的。
通过对上面__Block_byref_person_0
结构体占用空间计算发现__Block_byref_person_0
结构体占用的空间为48个字节。而加40恰好指向的就为person
指针。
也就是说copy函数会将person地址传入_Block_object_assign
函数,_Block_object_assign
中对Person对象进行强引用或者弱引用。
如果使用__weak修饰变量查看一下其中的源码
int main(int argc, const char * argv[]) { @autoreleasepool { Person *person = [[Person alloc] init]; __block __weak Person *weakPerson = person; Block block = ^ { NSLog(@"%p", weakPerson); }; block(); } return 0;}复制代码
struct __main_block_impl_0 { struct __block_impl impl; struct __main_block_desc_0* Desc; __Block_byref_weakPerson_0 *weakPerson; // by ref __main_block_impl_0(void *fp, struct __main_block_desc_0 *desc, __Block_byref_weakPerson_0 *_weakPerson, int flags=0) : weakPerson(_weakPerson->__forwarding) { impl.isa = &_NSConcreteStackBlock; impl.Flags = flags; impl.FuncPtr = fp; Desc = desc; }};复制代码
__main_block_impl_0
中没有任何变化,__main_block_impl_0
对weakPerson
依然是强引用,但是__Block_byref_weakPerson_0
中对weakPerson
变为了__weak
指针。
struct __Block_byref_weakPerson_0 { void *__isa;__Block_byref_weakPerson_0 *__forwarding; int __flags; int __size; void (*__Block_byref_id_object_copy)(void*, void*); void (*__Block_byref_id_object_dispose)(void*); Person *__weak weakPerson;};复制代码
也就是说无论如何block
内部中对__block
修饰变量生成的结构体都是强引用,结构体内部对外部变量的引用取决于传入block内部的变量是强引用还是弱引用。
mrc环境下,尽管调用了copy操作,__block
结构体不会对person
产生强引用,依然是弱引用。
int main(int argc, const char * argv[]) { @autoreleasepool { __block Person *person = [[Person alloc] init]; Block block = [^ { NSLog(@"%p", person); } copy]; [person release]; block(); [block release]; } return 0;}复制代码
上述代码person会先释放
block的copy[50480:8737001] -[Person dealloc]block的copy[50480:8737001] 0x100669a50复制代码
当block从堆中移除的时候。会调用dispose
函数,block块中去除对__Block_byref_person_0 *person;
的引用,__Block_byref_person_0
结构体中也会调用dispose
操作去除对Person *person;
的引用。以保证结构体和结构体内部的对象可以正常释放。
循环引用
循环引用导致内存泄漏。
int main(int argc, const char * argv[]) { @autoreleasepool { Person *person = [[Person alloc] init]; person.age = 10; person.block = ^{ NSLog(@"%d",person.age); }; } NSLog(@"大括号结束啦"); return 0;}复制代码
运行代码打印内容
block的copy[55423:9158212] 大括号结束啦复制代码
可以发现大括号结束之后,person
依然没有被释放,产生了循环引用。
通过一张图看一下他们之间的内存结构
上图中可以发现,Person对象和block对象相互之间产生了强引用,导致双方都不会被释放,进而造成内存泄漏。
解决循环引用问题 - ARC
首先为了能随时执行block,我们肯定希望person
对block对强引用,而block内部对person
的引用为弱引用最好。
使用__weak
和 __unsafe_unretained
修饰符可以解决循环引用的问题
我们上面也提到过__weak
会使block
内部将指针变为弱指针。block
对person
对象为弱指针的话,也就不会出现相互引用而导致不会被释放了。
__weak
和 __unsafe_unretained
的区别。
__weak
不会产生强引用,指向的对象销毁时,会自动将指针置为nil。因此一般通过__weak
来解决问题。
__unsafe_unretained
不会产生前引用,不安全,指向的对象销毁时,指针存储的地址值不变。
使用__block
也可以解决循环引用的问题。
int main(int argc, const char * argv[]) { @autoreleasepool { __block Person *person = [[Person alloc] init]; person.age = 10; person.block = ^{ NSLog(@"%d",person.age); person = nil; }; person.block(); } NSLog(@"大括号结束啦"); return 0;}复制代码
上述代码之间的相互引用可以使用下图表示
上面我们提到过,在block内部使用变量使用的其实是__block
修饰的变量生成的结构体__Block_byref_person_0
内部的person
对象,那么当person
对象置为nil也就断开了结构体对person的强引用,那么三角的循环引用就自动断开。该释放的时候就会释放了。但是有弊端,必须执行block,并且在block内部将person
对象置为nil。也就是说在block执行之前代码是因为循环引用导致内存泄漏的。
解决循环引用问题 - MRC
使用__unsafe_unretained
解决。在MRC环境下不支持使用__weak
,使用原理同ARC环境下相同,这里不在赘述。
使用__block
也能解决循环引用的问题。因为上文__block
内存管理中提到过,MRC环境下,尽管调用了copy操作,__block
结构体不会对person产生强引用,依然是弱引用。因此同样可以解决循环引用的问题。
__strong
和 __weak
__weak typeof(self) weakSelf = self;person.block = ^{ __strong typeof(weakSelf) myself = weakSelf; NSLog(@"age is %d", myself->_age);};复制代码
在block
内部重新使用__strong
修饰self
变量是为了在block
内部有一个强指针指向weakSelf
避免在block
调用的时候weakSelf
已经被销毁。
面试题
上文中提到的面试题,仔细研读两篇文章中都可以找到答案。这里不在赘述。
底层原理文章专栏
文中如果有不对的地方欢迎指出。我是xx_cc,一只长大很久但还没有二够的家伙。需要视频一起探讨学习的coder可以加我Q:2336684744