iOS代碼塊Block
概述
代碼塊Block是蘋果在iOS4開始引入的對C語言的擴展,用來實現匿名函數的特性,Block是一種特殊的數據類型,其可以正常定義變量、作為參數、作為返回值,特殊地,Block還可以保存一段代碼,在需要的時候調用,目前Block已經廣泛應用于iOS開發中,常用于GCD、動畫、排序及各類回調
注: Block的聲明與賦值只是保存了一段代碼段,必須調用才能執行內部代碼
Block變量的聲明、賦值與調用
Block變量的聲明
Block內訪問局部變量
在Block中可以訪問局部變量
// 聲明局部變量global
int global = 100;
void(^myBlock)() = ^{
NSLog(@"global = %d", global);
};
// 調用后控制臺輸出"global = 100"
myBlock();
在聲明Block之后、調用Block之前對局部變量進行修改,在調用Block時局部變量值是修改之前的舊值
// 聲明局部變量global
int global = 100;
void(^myBlock)() = ^{
NSLog(@"global = %d", global);
};
global = 101;
// 調用后控制臺輸出"global = 100"
myBlock();
在Block中不可以直接修改局部變量
// 聲明局部變量global
int global = 100;
void(^myBlock)() = ^{
global ++; // 這句報錯
NSLog(@"global = %d", global);
};
// 調用后控制臺輸出"global = 100"
myBlock();
注: 原理解析,通過clang命令將OC轉為C++代碼來查看一下Block底層實現,clang命令使用方式為終端使用cd定位到main.m文件所在文件夾,然后利用clang -rewrite-objc main.m將OC轉為C++,成功后在main.m同目錄下會生成一個main.cpp文件
// OC代碼如下
void(^myBlock)() = ^{
NSLog(@"global = %d", global);
};
// 轉為C++代碼如下
void(*myBlock)() = ((void (*)())&__main_block_impl_0((void *)__main_block_func_0, &__main_block_desc_0_DATA, global));
// 將變量類型精簡之后C++代碼如下,我們發現Block變量實際上就是一個指向結構體__main_block_impl_0的指針,而結構體的第三個元素是局部變量global的值
void(*myBlock)() = &__main_block_impl_0(__main_block_func_0, &__main_block_desc_0_DATA, global);
// 我們看一下結構體__main_block_impl_0的代碼
struct __main_block_impl_0 {
struct __block_impl impl;
struct __main_block_desc_0* Desc;
int global;
__main_block_impl_0(void *fp, struct __main_block_desc_0 *desc, int _global, int flags=0) : global(_global) {
impl.isa = &_NSConcreteStackBlock;
impl.Flags = flags;
impl.FuncPtr = fp;
Desc = desc;
}
};
// 在OC中調用Block的方法轉為C++代碼如下,實際上是指向結構體的指針myBlock訪問其FuncPtr元素,在定義Block時為FuncPtr元素傳進去的__main_block_func_0方法
((void (*)(__block_impl *))((__block_impl *)myBlock)->FuncPtr)((__block_impl *)myBlock);
// __main_block_func_0方法代碼如下,由此可見NSLog的global正是定義Block時為結構體傳進去的局部變量global的值
static void __main_block_func_0(struct __main_block_impl_0 *__cself) {
int global = __cself->global; // bound by copy
NSLog((NSString *)&__NSConstantStringImpl__var_folders_6y_vkd9wnv13pz6lc_h8phss0jw0000gn_T_main_d5d9eb_mi_0, global);
}
// 由此可知,在Block定義時便是將局部變量的值傳給Block變量所指向的結構體,因此在調用Block之前對局部變量進行修改并不會影響Block內部的值,同時內部的值也是不可修改的
Block內訪問__block修飾的局部變量
在局部變量前使用下劃線下劃線block修飾,在聲明Block之后、調用Block之前對局部變量進行修改,在調用Block時局部變量值是修改之后的新值
// 聲明局部變量global
__block int global = 100;
void(^myBlock)() = ^{
NSLog(@"global = %d", global);
};
global = 101;
// 調用后控制臺輸出"global = 101"
myBlock();
在局部變量前使用下劃線下劃線block修飾,在Block中可以直接修改局部變量
// 聲明局部變量global
__block int global = 100;
void(^myBlock)() = ^{
global ++; // 這句正確
NSLog(@"global = %d", global);
};
// 調用后控制臺輸出"global = 101"
myBlock();
注: 原理解析,通過clang命令將OC轉為C++代碼來查看一下Block底層實現
// OC代碼如下
void(^myBlock)() = ^{
NSLog(@"global = %d", global);
};
// 轉為C++代碼如下
void(*myBlock)() = ((void (*)())&__main_block_impl_0((void *)__main_block_func_0, &__main_block_desc_0_DATA, (__Block_byref_global_0 *)&global, 570425344));
// 將變量類型精簡之后C++代碼如下,我們發現Block變量實際上就是一個指向結構體__main_block_impl_0的指針,而結構體的第三個元素是局部變量global的指針
void(*myBlock)() = &__main_block_impl_0(__main_block_func_0, &__main_block_desc_0_DATA, &global, 570425344);
// 由此可知,在局部變量前使用__block修飾,在Block定義時便是將局部變量的指針傳給Block變量所指向的結構體,因此在調用Block之前對局部變量進行修改會影響Block內部的值,同時內部的值也是可以修改的
Block內訪問全局變量
在Block中可以訪問全局變量
// 聲明全局變量global
int global = 100;
void(^myBlock)() = ^{
NSLog(@"global = %d", global);
};
// 調用后控制臺輸出"global = 100"
myBlock();
在聲明Block之后、調用Block之前對全局變量進行修改,在調用Block時全局變量值是修改之后的新值
// 聲明全局變量global
int global = 100;
void(^myBlock)() = ^{
NSLog(@"global = %d", global);
};
global = 101;
// 調用后控制臺輸出"global = 101"
myBlock();
在Block中可以直接修改全局變量
// 聲明全局變量global
int global = 100;
void(^myBlock)() = ^{
global ++;
NSLog(@"global = %d", global);
};
// 調用后控制臺輸出"global = 101"
myBlock();
注: 原理解析,通過clang命令將OC轉為C++代碼來查看一下Block底層實現
// OC代碼如下
void(^myBlock)() = ^{
NSLog(@"global = %d", global);
};
// 轉為C++代碼如下
void(*myBlock)() = ((void (*)())&__main_block_impl_0((void *)__main_block_func_0, &__main_block_desc_0_DATA));
// 將變量類型精簡之后C++代碼如下,我們發現Block變量實際上就是一個指向結構體__main_block_impl_0的指針,而結構體中并未保存全局變量global的值或者指針
void(*myBlock)() = &__main_block_impl_0(__main_block_func_0, &__main_block_desc_0_DATA);
// 我們看一下結構體__main_block_impl_0的代碼
struct __main_block_impl_0 {
struct __block_impl impl;
struct __main_block_desc_0* Desc;
__main_block_impl_0(void *fp, struct __main_block_desc_0 *desc, int flags=0) {
impl.isa = &_NSConcreteStackBlock;
impl.Flags = flags;
impl.FuncPtr = fp;
Desc = desc;
}
};
// 在OC中調用Block的方法轉為C++代碼如下,實際上是指向結構體的指針myBlock訪問其FuncPtr元素,在定義Block時為FuncPtr元素傳進去的__main_block_func_0方法
((void (*)(__block_impl *))((__block_impl *)myBlock)->FuncPtr)((__block_impl *)myBlock);
// __main_block_func_0方法代碼如下,由此可見NSLog的global還是全局變量global的值
static void __main_block_func_0(struct __main_block_impl_0 *__cself) {
NSLog((NSString *)&__NSConstantStringImpl__var_folders_6y_vkd9wnv13pz6lc_h8phss0jw0000gn_T_main_f35954_mi_0, global);
}
// 由此可知,全局變量所占用的內存只有一份,供所有函數共同調用,在Block定義時并未將全局變量的值或者指針傳給Block變量所指向的結構體,因此在調用Block之前對局部變量進行修改會影響Block內部的值,同時內部的值也是可以修改的
Block內訪問靜態變量
在Block中可以訪問靜態變量
// 聲明靜態變量global
static int global = 100;
void(^myBlock)() = ^{
NSLog(@"global = %d", global);
};
// 調用后控制臺輸出"global = 100"
myBlock();
在聲明Block之后、調用Block之前對靜態變量進行修改,在調用Block時靜態變量值是修改之后的新值
// 聲明靜態變量global
static int global = 100;
void(^myBlock)() = ^{
NSLog(@"global = %d", global);
};
global = 101;
// 調用后控制臺輸出"global = 101"
myBlock();
在Block中可以直接修改靜態變量
// 聲明靜態變量global
static int global = 100;
void(^myBlock)() = ^{
global ++;
NSLog(@"global = %d", global);
};
// 調用后控制臺輸出"global = 101"
myBlock();
注: 原理解析,通過clang命令將OC轉為C++代碼來查看一下Block底層實現
// OC代碼如下
void(^myBlock)() = ^{
NSLog(@"global = %d", global);
};
// 轉為C++代碼如下
void(*myBlock)() = ((void (*)())&__main_block_impl_0((void *)__main_block_func_0, &__main_block_desc_0_DATA, &global));
// 將變量類型精簡之后C++代碼如下,我們發現Block變量實際上就是一個指向結構體__main_block_impl_0的指針,而結構體的第三個元素是靜態變量global的指針
void(*myBlock)() = &__main_block_impl_0(__main_block_func_0, &__main_block_desc_0_DATA, &global);
// 我們看一下結構體__main_block_impl_0的代碼
struct __main_block_impl_0 {
struct __block_impl impl;
struct __main_block_desc_0* Desc;
int *global;
__main_block_impl_0(void *fp, struct __main_block_desc_0 *desc, int *_global, int flags=0) : global(_global) {
impl.isa = &_NSConcreteStackBlock;
impl.Flags = flags;
impl.FuncPtr = fp;
Desc = desc;
}
};
// 在OC中調用Block的方法轉為C++代碼如下,實際上是指向結構體的指針myBlock訪問其FuncPtr元素,在定義Block時為FuncPtr元素傳進去的__main_block_func_0方法
((void (*)(__block_impl *))((__block_impl *)myBlock)->FuncPtr)((__block_impl *)myBlock);
// __main_block_func_0方法代碼如下,由此可見NSLog的global正是定義Block時為結構體傳進去的靜態變量global的指針
static void __main_block_func_0(struct __main_block_impl_0 *__cself) {
int *global = __cself->global; // bound by copy
NSLog((NSString *)&__NSConstantStringImpl__var_folders_6y_vkd9wnv13pz6lc_h8phss0jw0000gn_T_main_4d124d_mi_0, (*global));
}
// 由此可知,在Block定義時便是將靜態變量的指針傳給Block變量所指向的結構體,因此在調用Block之前對靜態變量進行修改會影響Block內部的值,同時內部的值也是可以修改的
Block在MRC及ARC下的內存管理
Block在MRC下的內存管理
默認情況下,Block的內存存儲在棧中,不需要開發人員對其進行內存管理
// 當Block變量出了作用域,Block的內存會被自動釋放
void(^myBlock)() = ^{
NSLog(@"------");
};
myBlock();
在Block的內存存儲在棧中時,如果在Block中引用了外面的對象,不會對所引用的對象進行任何操作
Person *p = [[Person alloc] init];
void(^myBlock)() = ^{
NSLog(@"------%@", p);
};
myBlock();
[p release]; // Person對象在這里可以正常被釋放
如果對Block進行一次copy操作,那么Block的內存會被移動到堆中,這時需要開發人員對其進行release操作來管理內存
void(^myBlock)() = ^{
NSLog(@"------");
};
myBlock();
Block_copy(myBlock);
// do something ...
Block_release(myBlock);
如果對Block進行一次copy操作,那么Block的內存會被移動到堆中,在Block的內存存儲在堆中時,如果在Block中引用了外面的對象,會對所引用的對象進行一次retain操作,即使在Block自身調用了release操作之后,Block也不會對所引用的對象進行一次release操作,這時會造成內存泄漏
Person *p = [[Person alloc] init];
void(^myBlock)() = ^{
NSLog(@"------%@", p);
};
myBlock();
Block_copy(myBlock);
// do something ...
Block_release(myBlock);
[p release]; // Person對象在這里無法正常被釋放,因為其在Block中被進行了一次retain操作
如果對Block進行一次copy操作,那么Block的內存會被移動到堆中,在Block的內存存儲在堆中時,如果在Block中引用了外面的對象,會對所引用的對象進行一次retain操作,為了不對所引用的對象進行一次retain操作,可以在對象的前面使用下劃線下劃線block來修飾
__block Person *p = [[Person alloc] init];
void(^myBlock)() = ^{
NSLog(@"------%@", p);
};
myBlock();
Block_copy(myBlock);
// do something ...
Block_release(myBlock);
[p release]; // Person對象在這里可以正常被釋放
如果對象內部有一個Block屬性,而在Block內部又訪問了該對象,那么會造成循環引用
情況一
@interface Person : NSObject
@property (nonatomic, copy) void(^myBlock)();
@end
@implementation Person
- (void)dealloc
{
NSLog(@"Person dealloc");
Block_release(_myBlock);
[super dealloc];
}
@end
Person *p = [[Person alloc] init];
p.myBlock = ^{
NSLog(@"------%@", p);
};
p.myBlock();
[p release]; // 因為myBlock作為Person的屬性,采用copy修飾符修飾(這樣才能保證Block在堆里面,以免Block在棧中被系統釋放),所以Block會對Person對象進行一次retain操作,導致循環引用無法釋放
情況二
@interface Person : NSObject
@property (nonatomic, copy) void(^myBlock)();
- (void)resetBlock;
@end
@implementation Person
- (void)resetBlock
{
self.myBlock = ^{
NSLog(@"------%@", self);
};
}
- (void)dealloc
{
NSLog(@"Person dealloc");
Block_release(_myBlock);
[super dealloc];
}
@end
Person *p = [[Person alloc] init];
[p resetBlock];
[p release]; // Person對象在這里無法正常釋放,雖然表面看起來一個alloc對應一個release符合內存管理規則,但是實際在resetBlock方法實現中,Block內部對self進行了一次retain操作,導致循環引用無法釋放
如果對象內部有一個Block屬性,而在Block內部又訪問了該對象,那么會造成循環引用,解決循環引用的辦法是在對象的前面使用下劃線下劃線block來修飾,以避免Block對對象進行retain操作
情況一
@interface Person : NSObject
@property (nonatomic, copy) void(^myBlock)();
@end
@implementation Person
- (void)dealloc
{
NSLog(@"Person dealloc");
Block_release(_myBlock);
[super dealloc];
}
@end
__block Person *p = [[Person alloc] init];
p.myBlock = ^{
NSLog(@"------%@", p);
};
p.myBlock();
[p release]; // Person對象在這里可以正常被釋放
情況二
@interface Person : NSObject
@property (nonatomic, copy) void(^myBlock)();
- (void)resetBlock;
@end
@implementation Person
- (void)resetBlock
{
// 這里為了通用一點,可以使用__block typeof(self) p = self;
__block Person *p = self;
self.myBlock = ^{
NSLog(@"------%@", p);
};
}
- (void)dealloc
{
NSLog(@"Person dealloc");
Block_release(_myBlock);
[super dealloc];
}
@end
Person *p = [[Person alloc] init];
[p resetBlock];
[p release]; // Person對象在這里可以正常被釋放
Block在ARC下的內存管理
在ARC默認情況下,Block的內存存儲在堆中,ARC會自動進行內存管理,程序員只需要避免循環引用即可
// 當Block變量出了作用域,Block的內存會被自動釋放
void(^myBlock)() = ^{
NSLog(@"------");
};
myBlock();
在Block的內存存儲在堆中時,如果在Block中引用了外面的對象,會對所引用的對象進行強引用,但是在Block被釋放時會自動去掉對該對象的強引用,所以不會造成內存泄漏
Person *p = [[Person alloc] init];
void(^myBlock)() = ^{
NSLog(@"------%@", p);
};
myBlock();
// Person對象在這里可以正常被釋放
如果對象內部有一個Block屬性,而在Block內部又訪問了該對象,那么會造成循環引用
情況一
@interface Person : NSObject
@property (nonatomic, copy) void(^myBlock)();
@end
@implementation Person
- (void)dealloc
{
NSLog(@"Person dealloc");
}
@end
Person *p = [[Person alloc] init];
p.myBlock = ^{
NSLog(@"------%@", p);
};
p.myBlock();
// 因為myBlock作為Person的屬性,采用copy修飾符修飾(這樣才能保證Block在堆里面,以免Block在棧中被系統釋放),所以Block會對Person對象進行一次強引用,導致循環引用無法釋放
情況二
@interface Person : NSObject
@property (nonatomic, copy) void(^myBlock)();
- (void)resetBlock;
@end
@implementation Person
- (void)resetBlock
{
self.myBlock = ^{
NSLog(@"------%@", self);
};
}
- (void)dealloc
{
NSLog(@"Person dealloc");
}
@end
Person *p = [[Person alloc] init];
[p resetBlock];
// Person對象在這里無法正常釋放,在resetBlock方法實現中,Block內部對self進行了一次強引用,導致循環引用無法釋放
如果對象內部有一個Block屬性,而在Block內部又訪問了該對象,那么會造成循環引用,解決循環引用的辦法是使用一個弱引用的指針指向該對象,然后在Block內部使用該弱引用指針來進行操作,這樣避免了Block對對象進行強引用
情況一
@interface Person : NSObject
@property (nonatomic, copy) void(^myBlock)();
@end
@implementation Person
- (void)dealloc
{
NSLog(@"Person dealloc");
}
@end
Person *p = [[Person alloc] init];
__weak typeof(p) weakP = p;
p.myBlock = ^{
NSLog(@"------%@", weakP);
};
p.myBlock();
// Person對象在這里可以正常被釋放
情況二
@interface Person : NSObject
@property (nonatomic, copy) void(^myBlock)();
- (void)resetBlock;
@end
@implementation Person
- (void)resetBlock
{
// 這里為了通用一點,可以使用__weak typeof(self) weakP = self;
__weak Person *weakP = self;
self.myBlock = ^{
NSLog(@"------%@", weakP);
};
}
- (void)dealloc
{
NSLog(@"Person dealloc");
}
@end
Person *p = [[Person alloc] init];
[p resetBlock];
// Person對象在這里可以正常被釋放
Block在ARC下的內存管理的官方案例
在MRC中,我們從當前控制器采用模態視圖方式present進入MyViewController控制器,在Block中會對myViewController進行一次retain操作,造成循環引用
MyViewController *myController = [[MyViewController alloc] init];
// ...
myController.completionHandler =? ^(NSInteger result) {
[myController dismissViewControllerAnimated:YES completion:nil];
};
[self presentViewController:myController animated:YES completion:^{
[myController release];
}];
在MRC中解決循環引用的辦法即在變量前使用下劃線下劃線block修飾,禁止Block對所引用的對象進行retain操作
__block MyViewController *myController = [[MyViewController alloc] init];
// ...
myController.completionHandler =? ^(NSInteger result) {
[myController dismissViewControllerAnimated:YES completion:nil];
};
[self presentViewController:myController animated:YES completion:^{
[myController release];
}];
但是上述方法在ARC下行不通,因為下劃線下劃線block在ARC中并不能禁止Block對所引用的對象進行強引用,解決辦法可以是在Block中將myController置空(為了可以修改myController,還是需要使用下劃線下劃線block對變量進行修飾)
__block MyViewController *myController = [[MyViewController alloc] init];
// ...
myController.completionHandler =? ^(NSInteger result) {
[myController dismissViewControllerAnimated:YES completion:nil];
myController = nil;
};
[self presentViewController:myController animated:YES completion:^{}];
上述方法確實可以解決循環引用,但是在ARC中還有更優雅的解決辦法,新創建一個弱指針來指向該對象,并將該弱指針放在Block中使用,這樣Block便不會造成循環引用
MyViewController *myController = [[MyViewController alloc] init];
// ...
__weak MyViewController *weakMyController = myController;
myController.completionHandler =? ^(NSInteger result) {
[weakMyController dismissViewControllerAnimated:YES completion:nil];
};
[self presentViewController:myController animated:YES completion:^{}];
雖然解決了循環引用,但是也容易涉及到另一個問題,因為Block是通過弱引用指向了myController對象,那么有可能在調用Block之前myController對象便已經被釋放了,所以我們需要在Block內部再定義一個強指針來指向myController對象
MyViewController *myController = [[MyViewController alloc] init];
// ...
__weak MyViewController *weakMyController = myController;
myController.completionHandler =? ^(NSInteger result) {
MyViewController *strongMyController = weakMyController;
if (strongMyController)
{
[strongMyController dismissViewControllerAnimated:YES completion:nil];
}
else
{
// Probably nothing...
}
};
[self presentViewController:myController animated:YES completion:^{}];
這里需要補充一下,在Block內部定義的變量,會在作用域結束時自動釋放,Block對其并沒有強引用關系,且在ARC中只需要避免循環引用即可,如果只是Block單方面地對外部變量進行強引用,并不會造成內存泄漏
注: 關于下劃線下劃線block關鍵字在MRC和ARC下的不同
__block在MRC下有兩個作用
1. 允許在Block中訪問和修改局部變量
2. 禁止Block對所引用的對象進行隱式retain操作
__block在ARC下只有一個作用
1. 允許在Block中訪問和修改局部變量
使用Block進行排序
在開發中,我們一般使用數組的如下兩個方法來進行排序
不可變數組的方法: - (NSArray *)sortedArrayUsingComparator:(NSComparator)cmptr
可變數組的方法 : - (void)sortUsingComparator:(NSComparator)cmptr
其中,NSComparator是利用typedef定義的Block類型
typedef NSComparisonResult (^NSComparator)(id obj1, id obj2);
其中,這個返回值為NSComparisonResult枚舉,這個返回值用來決定Block的兩個參數順序,我們只需在Block中指明不同條件下Block的兩個參數的順序即可,方法內部會將數組中的元素分別利用Block來進行比較并排序
typedef NS_ENUM(NSInteger, NSComparisonResult)
{
NSOrderedAscending = -1L, // 升序,表示左側的字符在右側的字符前邊
NSOrderedSame, // 相等
NSOrderedDescending // 降序,表示左側的字符在右側的字符后邊
};
我們以Person類為例,對Person對象以年齡升序進行排序,具體方法如下
@interface Student : NSObject
@property (nonatomic, assign) int age;
@end
@implementation Student
@end
Student *stu1 = [[Student alloc] init];
stu1.age = 18;
Student *stu2 = [[Student alloc] init];
stu2.age = 28;
Student *stu3 = [[Student alloc] init];
stu3.age = 11;
NSArray *array = @[stu1,stu2,stu3];
array = [array sortedArrayUsingComparator:^NSComparisonResult(id obj1, id obj2) {
Student *stu1 = obj1;
Student *stu2 = obj2;
if (stu1.age > stu2.age)
{
return NSOrderedDescending; // 在這里返回降序,說明在該種條件下,obj1排在obj2的后邊
}
else if (stu1.age < stu2.age)
{
return NSOrderedAscending;
}
else
{
return NSOrderedSame;
}
}];