block本质探寻三之block类型
一、oc代码
提示：看本文章之前，最好按顺序来看；
//代码
void test1()
{
int age = 10;
void(^block1)(void) = ^{
nslog(@"block1----");
};
void(^block2)(void) = ^{
nslog(@"block2----%d", age);
};
nslog(@"block1-----\n%@ %@ %@ %@", [block1 class], [[block1 class] superclass], [[[block1 class] superclass] superclass], [[[[block1 class] superclass] superclass] superclass]);
nslog(@"block2-----\n%@ %@ %@ %@", [block2 class], [[block2 class] superclass], [[[block2 class] superclass] superclass], [[[[block2 class] superclass] superclass] superclass]);
nslog(@"block-----\n%@ %@ %@ %@", [^{
nslog(@"block----%d", age);
} class], [[^{
nslog(@"block----%d", age);
} class] superclass], [[[^{
nslog(@"block----%d", age);
} class] superclass] superclass], [[[[^{
nslog(@"block----%d", age);
} class] superclass] superclass] superclass]);
}
//打印
2019-01-10 14:36:04.290317+0800 mj_test[3446:174827] block1----- __nsglobalblock__ __nsglobalblock nsblock nsobject 2019-01-10 14:36:04.290608+0800 mj_test[3446:174827] block2----- __nsmallocblock__ __nsmallocblock nsblock nsobject 2019-01-10 14:36:04.290652+0800 mj_test[3446:174827] block----- __nsstackblock__ __nsstackblock nsblock nsobject program ended with exit code: 0
分析：
1）三个block的类型分别为：__nsglobalblock__、__nsmallocblock__、__nsstackblock__，什么原因，往下看；
2）上述三种类型最终都是继承自nsblock，而nsblock又是继承自nsobject：此处又进一步说明block其实就是一个oc对象（前面的文章已经证明过）；
说明：上述结果是在arc模式下打印的结果，现在我们看看mrc的打印情况
//设置
//打印
2019-01-10 15:05:50.667948+0800 mj_test[3576:189745] block1----- __nsglobalblock__ __nsglobalblock nsblock nsobject 2019-01-10 15:05:50.668257+0800 mj_test[3576:189745] block2----- __nsstackblock__ __nsstackblock nsblock nsobject 2019-01-10 15:05:50.668279+0800 mj_test[3576:189745] block----- __nsstackblock__ __nsstackblock nsblock nsobject program ended with exit code: 0
分析：发现mrc模式下，三种block类型：__nsglobalblock__、__nsstackblock__、__nsstackblock__，为什么中间的类型由malloc变成了stack？这是因为arc系统做了很多工作，导致不能正确的反应block类型（具体哪些工作，我就不清楚了）；
补充一下：clang成c++代码，我们看下
struct __test1_block_impl_0 {
struct __block_impl impl;
struct __test1_block_desc_0* desc;
__test1_block_impl_0(void *fp, struct __test1_block_desc_0 *desc, int flags=0) {
impl.isa = &_nsconcretestackblock;
impl.flags = flags;
impl.funcptr = fp;
desc = desc;
}
};
struct __test1_block_impl_1 {
struct __block_impl impl;
struct __test1_block_desc_1* desc;
int age;
__test1_block_impl_1(void *fp, struct __test1_block_desc_1 *desc, int _age, int flags=0) : age(_age) {
impl.isa = &_nsconcretestackblock;
impl.flags = flags;
impl.funcptr = fp;
desc = desc;
}
};
struct __test1_block_impl_2 {
struct __block_impl impl;
struct __test1_block_desc_2* desc;
int age;
__test1_block_impl_2(void *fp, struct __test1_block_desc_2 *desc, int _age, int flags=0) : age(_age) {
impl.isa = &_nsconcretestackblock;
impl.flags = flags;
impl.funcptr = fp;
desc = desc;
}
};
分析：发现都是_nsconcretestackblock类型，也不能正确反应block的实质类型，也是有问题的（据说是llvm编译器版本的问题，而clang又是llvm的一部分）；
二、原因分析
1）程序内存结构
<1>首先，程序的内存结构分为：程序区（代码区）、数据区（全局区）、堆区、栈区；
<2>全局变量、static类型的局部变量存放在数据区，内存直到程序结束才自动释放；auto类型的局部变量、参数（形/实参）存放在栈区，离其最近的大阔结束时自动内存自动被释放；通过malloc\alloc\copy等手动开辟内存的，则存放在堆区，需要程序员手动予以释放；程序区可以看成非变量区，除变量外，程序的一些其他代码即常量存放在该区；
说明：
<1>除了堆区需要程序员手动管理内存外，其他区都由系统自动管理；
<2>等号左右：
{
//等号左边：auto形局部变量，存放在栈区；等号右边：常量，存放在数据区；
int age = 10;
//等号左边：auto形局部变量（指针），存放在栈区；等号右边：auto形局部变量地址，存放在栈区；
int *ageptr = &age;
//等号左边：auto形局部变量（指针），存放在栈区；等号右边：alloc开辟的对象，存放在堆区；
nsobject *objc = [[nsobject alloc] init];
}
2）block类型
<1>三种block类型（global、malloc、stack），从字面理解，可以推断依次存放在数据区、堆区、栈区；
<2>我们发现，blcok1没有访问任何变量，后两个block都访问量变量age，而age是一个auto类型的局部变量；似乎block的类型跟访问的变量有关系？往下看；
//代码
int weight = 20;
void test2()
{
static int age = 10;
void(^block1)(void) = ^{
nslog(@"-----%d", age);
};
void(^block2)(void) = ^{
nslog(@"-----%d", weight);
};
nslog(@"%@ %@", [block1 class], [block2 class]);
}
//打印
2019-01-10 15:52:56.366509+0800 mj_test[3852:215571] __nsglobalblock__ __nsglobalblock__ program ended with exit code: 0
分析：
<1>如果age是static修饰的局部变量，或者访问全局变量，则block的类型都是__nsglobalblock__，那么我们基本上可以肯定，block的类型取决于其访问的变量的属性；
<2>这里带来了一个新的问题：
因为auto类型的局部变量是存放在栈区的，而block要访问该变量，经前述文章分析，block会讲该变量捕获到block结构体内部，即重新开辟内存来存放该局部变量（相当于copy操作，但不是copy），那么此时的block自己是存放在哪个区呢？
前面说了，auto类型的局部变量一定是存放在栈区的，这点毋庸置疑，而block虽然新开辟内存来存放该变量，但改变不了该变量是一个auto类型的局部变量的属性，因此此时的block也只能存放在栈区；
既然存放在栈区，则访问的变量作用域仅限于离其最近的大括号范围内，超出则被自动释放，我们来验证下
//代码
void(^block)(void);
void test3()
{
int age = 10;
block = ^{
nslog(@"----%d", age);
};
}
int main(int argc, const char * argv[]) {
@autoreleasepool {
// test1();
// test2();
test3();
block();
}
return 0;
}
//打印
2019-01-10 16:09:19.489782+0800 mj_test[3939:224126] -----272632456 program ended with exit code: 0
分析：
<1>age是一个auto类型的局部变量，作用域仅限于test3()函数，该函数一旦调用完毕，age则被自动释放（变成垃圾内存，值不确定）；
<2>根据打印结果，age的值不是10而是一堆乱码，说明age已经被自动释放，block再次调用时，访问的是被废弃的内存；
那么如何才能不被自动释放？往下看
//代码
void test4()
{
int age = 10;
block = [^{
nslog(@"----%d", age);
} copy];
//错误写法
// [block copy];
}
int main(int argc, const char * argv[]) {
@autoreleasepool {
// test1();
// test2();
// test3();
test4();
block();
}
return 0;
}
//打印
2019-01-10 16:18:54.102162+0800 mj_test[4004:229566] ----10 program ended with exit code: 0
分析：
<1>通过copy操作能达到auto类型的局部变量的值正确，为什么？因为copy是把age的值直接拷贝到了一块新的内存区域，而我们知道copy操作开辟的内存必定是在堆区；
<2>因此，防止一个auto类型的局部变量自动释放的方法，就是将其copy到堆区进行手动管理，达到对其生命周期可控的目的（所以记得要释放block）；
说明：block此处的copy是深拷贝还是浅拷贝，以及深拷贝和浅拷贝的区别——后面文章会写到！
三、结论
blcok的类型取决于其访问的变量的类型；
【1】global：没有访问auto类型局部变量——包括：没有访问任何变量、访问了static类型的局部变量、访问了全局变量（包括static和auto类型）；
【2】stack：访问了auto类型的局部变量；
【3】malloc：对block进行了copy操作；