OC中的block

block是我在项目中比较常用，也比较爱用的一项技术。原因有两点：

• 使代码更紧凑，可读性更强
• 可capture上下文中的变量

当然，block使用不恰当的话，也会引起一些难以发现和追踪的问题：

• 循环引用，以及
• 会延长其capture的上下文中的变量的生命周期。

至于其他的，比如代码紧凑带来的代码增长，这些就见仁见智了。

一直以为针对block的使用和理解没什么问题，最近在看一篇技术博文时发现仍有些细节不太清楚，趁此机会学习和研究了block在编译器内部的实现方式，便有了此文。

block的内部实现数据结构

本质上block就是一段代码，再加上它所访问的上下文中的变量。clang中block的结构是类似于这样的：

struct \_\_main\_block\_impl\_0 { 
    struct \_\_block_impl impl; 
    struct \_\_main\_block\_desc\_0* Desc; 
    int a; 
    \_\_main_block_impl_0(void *fp, struct \_\_main\_block\_desc\_0 *desc, int \_a, int flags=0) : a(\_a) { 
        impl.isa = &_NSConcreteStackBlock; 
        impl.Flags = flags; 
        impl.FuncPtr = fp; 
        Desc = desc; 
    } 
}; 

其中，impl代表的是block的实现。具体结构如下：

struct __block\_impl { 
    void *isa; 
    int Flags; 
    int Reserved; 
    void *FuncPtr; 
}; 

Desc是block的描述。具体结构如下：

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) }

a是block capture的上下文变量。
_main_block_impl_0()函数具体显示了block被创建时是如何capture 变量的。本例中为按值拷贝到_main_block_impl_0结构体中的那个变量a. 因此，在block内部修改是不能修改外部a的值的。

block如何存储

block分成三种类型：

• NSGlobalBlock, 既不在stack上也不在heap上，而是代码片段。 没有capture上下文变量的block为此类型
• NSStackBlock， 存储在stack上。 capture上下文变量的block默认为次类型。当对NSStackBlock发生Block_Copy时，拷贝将为NSMallocBlock类型。
• NSMallocBlock， 存储在heap上

顺便说下什么是stack和heap。可以这么理解，stack是内存中用于存储local variables的区域；每个线程有自己的一个stack。每当有函数调用时，就在调用线程的stack上分配一个栈帧，用来存储函数的局部数据；函数调用结束时弹栈。 heap则可以简单理解为内存中其他数据的存储区域。oc对象都是存放在heap上的（block除外，可以存放在stack上）。详见mikeash的博客
关于block的存储，有一个有意思的测试

block如何capture上下文中的变量

当capture的上下文变量用__block来修饰时， 表示它是可以被block修改的。从clang编译后的结果可以看出，block是复制变量的引用地址来使用的。对于未用block修饰的变量，block是复制变量的值来使用的（复制的是block被创建时变量的值)

另外，当block被拷贝时，它会retain所capture的对象。当用__block来修饰对象时（OC对象或者OC++对象），block将不再retain该对象（仅针对于MRC, 对于ARC不管用; ARC下应该使用__weak修饰符）

__block变量被保存到block storage中，可以被变量所在的lexical scope, 以及该scope内创建的所有block共享。block storage可能在stack上，也可能在heap上。

使用block需要注意的点

• arc下不存在NSStackBlock类型的block， 而是NSMallocBlock类型。这大概是因为arc下的变量默认为strong的。arc下使用block会简单很多。这个测试很可以说明这个问题
• 避免retain cycle。 MRC下可以使用__block来避免block对其capture的object variable进行retain操作； arc下可以使用__weak来避免

本文的参考：

1. http://blog.devtang.com/blog/2013/07/28/a-look-inside-blocks/
2. https://developer.apple.com/library/ios/documentation/Cocoa/Conceptual/Blocks/Articles/00_Introduction.html#//apple_ref/doc/uid/TP40007502-CH1-SW1
3. http://stackoverflow.com/questions/7853915/how-do-i-avoid-capturing-self-in-blocks-when-implementing-an-api?rq=1