[iOS]Block系列探究一|[iOS]Block系列探究一 - 初探 [iOS]Block系列探究一-初探

一直搞不懂OC的Block和Java的Lambda，特意研究了一下OC的Block。如果有理解不对或者不到位的地方，欢迎指正。
这一篇我们先梳理一下Block从声明到调用的大致流程。
前言我们在开发中，声明变量的形式一般如下：

NSInteger number; UIView *view;

可是蛋疼的Block声明形式却是：

void (^block)(int number);

为什么不是这种形式：

void (^)(int number) block;

带着疑问，我们往下看。
一、C语言函数指针首先，我想让大家看一段代码：

int main(int argc, char * argv[]) { // funcPtr为指针变量 int (*funcPtr)(int count); // 指针变量指向函数的地址 funcPtr = &func; int count = 10; // 调用方法 (*funcPtr)(count); }// 函数实现 int func(int count) { int result = count++; NSLog(@"count = %d，地址:%p", count, &count); printf("result = %d\n", result); return result; }

上面代码中的funcPtr并不是函数名，而是一个指针变量，它指向了func函数的地址。
我们再来看一下Block的声明和实现：

- (void)block { // 声明block void (^block)(int count); int count = 10; // block的实现 block = ^void (int count) { count++; NSLog(@"count = %d，地址:%p", count, &count); }; // block的调用 block(count); NSLog(@"count = %d，地址:%p", count, &count); }

我们可以发现，函数指针的声明和Block的声明格式很相似。仅有两点不同：

Block没有函数名
Block带有"^"(插入记号)：因为macOS和iOS的APP源代码中大量使用Block，插入记号便于查找
那么我们可以猜测一下，block的底层实现可能是C语言的函数指针？

二、Block声明的底层实现 【[iOS]Block系列探究一|[iOS]Block系列探究一 - 初探】block的底层实现可能是C语言的函数指针？我们来验证一下。
首先我们新建一个macOS的命令行项目，然后在main.m函数中声明并调用一个block，代码如下：

int main(int argc, const char * argv[]) { @autoreleasepool { // 声明block void (^block)(int count); int count = 10; // block的实现 block = ^void (int count) { count++; NSLog(@"count = %d，地址:%p", count, &count); }; // block的调用 block(count); NSLog(@"count = %d，地址:%p", count, &count); } return 0; }

在终端中cd到main.m所在的目录，利用clang(LLVM编译器)，把OC代码转换成C/C++代码：

clang -rewrite-objc main.m

在main.m所在的文件夹会创建出main.cpp文件，在文件的最下面，找到了我们需要的代码：

// __block_imp结构体 struct __block_impl { void *isa; int Flags; int Reserved; void *FuncPtr; }; // __main_block_desc_0结构体 static struct __main_block_desc_0 { size_t reserved; size_t Block_size; } __main_block_desc_0_DATA = https://www.it610.com/article/{ 0, sizeof(struct __main_block_impl_0)}; // __main_block_impl_0结构体 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; } }; // __main_block_func_0函数 static void __main_block_func_0(struct __main_block_impl_0 *__cself, int count) {count++; NSLog((NSString *)&__NSConstantStringImpl__var_folders_0r_hkkmpct143n4wd3xxk0l1j8c0000gn_T_main_3c0991_mi_0, count, &count); }int main(int argc, const char * argv[]) { /* @autoreleasepool */ { __AtAutoreleasePool __autoreleasepool; void (*block)(int count); int count = 10; // block的实现 block = ((void (*)(int))&__main_block_impl_0((void *)__main_block_func_0, &__main_block_desc_0_DATA)); // block的调用 ((void (*)(__block_impl *, int))((__block_impl *)block)->FuncPtr)((__block_impl *)block, count); // 打印count NSLog((NSString *)&__NSConstantStringImpl__var_folders_0r_hkkmpct143n4wd3xxk0l1j8c0000gn_T_main_3c0991_mi_1, count, &count); } return 0; }

接下来，我们会分析上面代码中的各个结构体。
2.1 __block_impl结构体

// __block_imp结构体 struct __block_impl { void *isa; int Flags; int Reserved; void *FuncPtr; };

__block_imp可以理解为block类对象的结构体。下面我会介绍一下该结构体中每一个成员。
isa指针表示block是由_NSConcreteStackBlock、_NSConcreteGlobalBlock或者_NSConcreteMallocBlock实例化的。所以，block对象有以上三种基类。关于这三种基类，之后的文章我会详细说明，敬请期待。
Flags标识符，默认为0。Reserved为保留字段。FuncPtr指针变量，它是一个函数指针，指向实现block闭包内自定义的代码__main_block_func_0 函数。
2.2 __main_block_desc_0结构体

// __main_block_desc_0结构体 static struct __main_block_desc_0 { size_t reserved; size_t Block_size; } __main_block_desc_0_DATA = https://www.it610.com/article/{ 0, sizeof(struct __main_block_impl_0)};

reserved为保留字段，目前用不到，以后可能会用上。Block_size表示该结构体占据了多少空间。
2.3 __main_block_impl_0结构体

// __main_block_impl_0结构体 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; } };

__main_block_impl_0结构体有两个成员，分别是__block_impl结构体和__main_block_desc_0结构体的指针。
我们来看下__main_block_impl_0结构体的创建函数：

__main_block_impl_0(void *fp, struct __main_block_desc_0 *desc, int flags=0)

我们可以看到需要传fp指针和desc结构体，fp是一个函数指针，用来赋值给impl成员的FuncPtr变量。fp指向的是__main_block_func_0 函数。
2.4 __main_block_func_0函数

// __main_block_func_0函数 static void __main_block_func_0(struct __main_block_impl_0 *__cself, int count) {count++; NSLog((NSString *)&__NSConstantStringImpl__var_folders_0r_hkkmpct143n4wd3xxk0l1j8c0000gn_T_main_3c0991_mi_0, count, &count); }

__main_block_func_0函数是用户写在block闭包内部的代码。
上面几部分是block的声明和实现转换成c/c++语言。
下面我们看一下main()函数里面block的调用。
三、Block调用的底层

int main(int argc, const char * argv[]) { /* @autoreleasepool */ { __AtAutoreleasePool __autoreleasepool; void (*block)(int count); int count = 10; // block的赋值 block = ((void (*)(int))&__main_block_impl_0((void *)__main_block_func_0, &__main_block_desc_0_DATA)); // block的调用 ((void (*)(__block_impl *, int))((__block_impl *)block)->FuncPtr)((__block_impl *)block, count); // 打印count NSLog((NSString *)&__NSConstantStringImpl__var_folders_0r_hkkmpct143n4wd3xxk0l1j8c0000gn_T_main_3c0991_mi_1, count, &count); } return 0; }

接下来我们着重看一下上面main()函数。
3.1 Block的赋值

// block的赋值 block = ((void (*)(int))&__main_block_impl_0((void *)__main_block_func_0, &__main_block_desc_0_DATA));

((void (*)(int))&__main_block_impl_0((void *)__main_block_func_0, &__main_block_desc_0_DATA));

这句代码就是__main_block_impl_0结构体的创建，传入__main_block_func_0和__main_block_desc_0_DATA两个参数。然后使用取地址符&获取结构体的地址，并且进行强转((void (*)(int))，强转为声明block的数据类型

void (^block)(int count);

。这里就是函数指针的应用。
3.2 Block的调用

// block的调用 ((void (*)(__block_impl *, int))((__block_impl *)block)->FuncPtr)((__block_impl *)block, count);

需要注意的是上面代码中的block是个指针变量，这句代码其实就是调用了__block_impl *类型的block的FuncPtr函数__main_block_func_0，__main_block_func_0函数需要传入__block_impl *类型的block和

void (^block)(int count);

中的count。
以上就是block在main()函数中的调用。
四、梳理流程接下来我们把block从声明到调用的流程梳理一下。
总结一下，block，其实就是C语言的函数指针，只不过多了一些结构体用来表示OC对象。
整体的流程为：
step1: 声明函数指针

void (*block)(int count);

step2: 创建__main_block_impl_0结构体，其实FuncPtr指向__main_block_func_0函数，step1中的block指针变量指向__main_block_impl_0的地址
step3: 调用block(__main_block_impl_0)中的FuncPtr(__main_block_func_0)函数。
以上三步对比第一章中C语言的函数指针：