iOS 技术篇:从使用到了解block底层原理 (二)

block实质

序言

上篇文章中主要通过简单的demo展示了block的使用场景，本篇将基于上篇文章iOS 技术篇:从使用到了解block底层原理 (一)进一步了解block底层的实现原理。

block作为一种"带有自动变量值的匿名函数"，在实际编译时，我们无法转换成我们能够理解的源代码，但clang(LLVM编译器)具有转化为我们可读源代码的功能。终端输入如下命令行，可获取.cpp文件。

    clang -rewrite-objc 源代码文件名

在main.m中实现如下

int main(int argc, const char * argv[]) {
    @autoreleasepool {
        void(^myBlock)(void)=^{
            NSLog(@"testtest");
        };
        myBlock();
    }
    return 0;
}

通过clang我们获取到main.cpp 文件，打开文件我们可以看到大约10w行代码，当然我们不用从头到尾细细分析每块的功能。我们只需要看最后几行然后步步分析就可以。

int main(int argc, const char * argv[]) {
    /* @autoreleasepool */ { __AtAutoreleasePool __autoreleasepool; 
        void(*myBlock)(void)=((void (*)())&__main_block_impl_0((void *)__main_block_func_0, &__main_block_desc_0_DATA));
        ((void (*)(__block_impl *))((__block_impl *)myBlock)->FuncPtr)((__block_impl *)myBlock);
    }
    return 0;
}

在main函数入口这里我们可以看到我们原实现block被转化为了另一种方式展示。不要着急看不到，从这里开始一步步分析。

void(*myBlock)(void)=((void (*)())&__main_block_impl_0((void *)__main_block_func_0, &__main_block_desc_0_DATA));

通过全局搜索可以看到__main_block_impl_0的内部结构是：

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;
  }
};

这里包含了两个结构体block_impl和main_block_desc_0，

struct __block_impl {
  void *isa;
  int Flags;
  int Reserved;
  void *FuncPtr;
};

static struct __main_block_desc_0 {
  size_t reserved;
  size_t Block_size;
} __main_block_desc_0_DATA = { 0, sizeof(struct __main_block_impl_0)};

//__main_block_impl_0 结构声明
__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;
  }

不难看出： 1.main_block_impl_0就是block的一个C++的实现，_0代表是main中的第几个block，里面包含了保留值reserved和大小Block_size。 2.block_impl 就是block的内部实现。其中包含了 isa指针、flags标示、reserved保留值和funcPtr定义类型 （ps：_NSConcreteStackBlock相当于class_t结构体实例 想知道可以自己了解下）。

从这里我们可以大概看出main_block_impl_0就是传了两个值main_block_func_0和&main_block_desc_0_DATA。一个是func结构体，另一个是desc指针。 以上就是初始化main_block_impl_0结构体成员的源代码。 接下来，将我们原来看到不太容易理解的__main_block_impl_0通过以上分析可以将

 void(*myBlock)(void)=((void (*)())&__main_block_impl_0((void *)__main_block_func_0, &__main_block_desc_0_DATA));

转化为：

    struct __main_block_impl_0 tmp = __main_block_impl_0(__main_block_func_0, &__main_block_desc_0_DATA);
    struct __main_block_impl_0*myBlock = &tmp;

这样就容易理解了，该源代码将main_block_impl_0 结构体类型的自动变量，即栈上生成的main_block_impl_0结构体实例的指针，赋值给__main_block_impl_0结构体指针类型的变量myBlock。 而
myBlock();的底层实现如下：

((void (*)(__block_impl *))((__block_impl *)myBlock)->FuncPtr)((__block_impl *)myBlock);

转化之后就是

(*myBlock->impl.FuncPtr)(myBlock);

这就是简单的函数指针调用函数。

可以理解为：有block语法转化的__main_block_func_0函数的指针被赋值成员变量FuncPtr中。

到此也就了解了block的实质。