1. Block

1.1 什么是Block

  在此之前都是对block的简短实用,这里再一次精晓下。

  代码块Block是苹果在iOS4先导引入的对C语言的壮大,实现匿名函数的特性,Block是一种特有的数据类型,其可以正常定义变量、作为参数、作为重返值,特殊的,block还足以保留一段代码,在需要的时候调用,近年来Block广泛的接纳iOS开发中,常用来GCD、动画、排序及各种回调。

  注:Block的宣示与赋值只是保存了一段代码段,必须调用才能举办内部的代码。  

1.2 Block简单的利用

Block的声明:

Block变量的声明格式为: 返回值类型(^Block名字)(参数列表);

// 声明一个无返回值,参数为两个字符串对象,叫做aBlock的Block
void(^aBlock)(NSString *x, NSString *y);

// 形参变量名称可以省略,只留有变量类型即可
void(^aBlock)(NSString *, NSString *);

 Block的赋值:

Block变量的赋值格式为: Block变量 = ^(参数列表){函数体};

aBlock = ^(NSString *x, NSString *y){
    NSLog(@"%@ love %@", x, y);
};

Block声明并赋值:

int(^myBlock)(int) = ^(int num){
    return num * 7;
};

// 如果没有参数列表,在赋值时参数列表可以省略
void(^aVoidBlock)() = ^{
    NSLog(@"I am a aVoidBlock");
};

Block 变量的调用;

// 调用后控制台输出"Li Lei love Han Meimei"
aBlock(@"Li Lei",@"Han Meimei");

// 调用后控制台输出"result = 63"
NSLog(@"result = %d", myBlock(9));

// 调用后控制台输出"I am a aVoidBlock"
aVoidBlock();

2. Block 数据结构

2.1 Block 数据结构简单认识

block的数据结构定义如下:

图片 1

相应的结构体定义如下:

struct Block_descriptor {
    unsigned long int reserved;
    unsigned long int size;
    void (*copy)(void *dst, void *src);
    void (*dispose)(void *);
};
struct Block_layout {
    void *isa;
    int flags;
    int reserved;
    void (*invoke)(void *, ...);
    struct Block_descriptor *descriptor;
    /* Imported variables. */
};

 通过下面大家得以领会,一个block实例实际上由6部分构成:

  1. isa 指针,所有目标都有该指针,用于落实目的相关的机能。
  2. flags,用于按bit位表示一些block的附加音信,本文前边介绍 block copy
    的贯彻代码可以见到对该变量的选取
  3. reserved 保留变量
  4. invoke 函数指针,指向具体的block 实现的函数调用地址
  5. descriptor 表示该block的叠加描述音信,紧假如size大小,以及 copy 和
    dispose 函数的指针。
  6. variables , capture
    过来的变量,block可以访问它表面的一部分变量,就是因为将这么些变量(或变量的地址)复制到了结构体中。

在 OC 语言中,一共有 3 系列型的 block:

  1. _NSConcreteGlobalBlock 全局的静态 block,不会造访任何外部变量。
  2. _NSConcreteStackBlock 保存在栈中的 block,当函数重临时会被销毁
  3. _NSConcreteMallocBlock 保存在堆中的 block,当引用计数为 0
    时会被灭绝。

遭受一个Block,我们怎么规定这一个Block的仓储地点吗?

a。Block不访问外界变量(包括栈中和堆中的变量)

Block既不在栈又不在堆中,在代码段中,ARC和MRC都是这样,此时为全局块。

b。Block访问外界变量

MRC 环境下:访问外界变量的Block默认存储在栈中。

ARC
环境下:访问外界变量的Block默认存储在堆中(实际是身处栈区,然后ARC情形下活动又拷贝到堆区),自动释放。

2.2 NSConcreteGlobalBlock 类型的 block 的实现

俺们能够新建一个block1.c文件:

#include <stdio.h>
int main()
{
    ^{ printf("Hello, World!\n"); } ();
    return 0;
}

 在极端输入 clang -rewrite-objc block1.c ,就可以在目录中观望 clang
输出了一个 block1.cpp 的公文,这多少个文件就是 block 在 C 语言的实现:

struct __block_impl {
    void *isa;
    int Flags;
    int Reserved;
    void *FuncPtr;
};
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;
    }
};
static void __main_block_func_0(struct __main_block_impl_0 *__cself) {
    printf("Hello, World!\n");
}
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) };
int main()
{
    (void (*)())&__main_block_impl_0((void *)__main_block_func_0, &__main_block_desc_0_DATA) ();
    return 0;
}
  1.   一个block实际就是一个目的,它至关首要由一个 isa 和一个 impl 和一个
    descriptor 组成。
  2. 此地大家看出 isa 指向的如故 _NSConcreteStackBlock,但在 LLVM
    的实现中,开启 ARC 时,block 应该是 _NSConcreteGlobalBlock
    类型。感觉是当一个 block 被声称的时候,它都是一个
    _NSConcreteStackBlock类的对象。
  3. impl 是实际上的函数指针,本例中,它指向 _main_block_func_0。这里的
    impl 相当于事先提到的 invoke 变量,只是 clang
    编译器对变量的命名不一样。
  4. descriptor 是用以描述当前以此 block
    的附加消息的,包括结构体的轻重缓急,需要 捕获 和 处理
    的变量列表等。结构体大小需要保留是因为,每个 block 因为会 捕获
    一些变量,那个变量会加到 __main_block_impl_0
    那个结构体中,让其体积变大。前面相会到相关代码。

2.3 NSConcreteStackBlock 类型的 block 的实现

我们其余新建一个名为 block2.c 的文本,输入一下情节:

#include <stdio.h>
int main() {
    int a = 100;
    void (^block2)(void) = ^{
        printf("%d\n", a);
    };
    block2();
    return 0;
}

 再度利用 clang 工具,转换后的要紧代码如下:

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;
    }
};
static void __main_block_func_0(struct __main_block_impl_0 *__cself) {
    int a = __cself->a; // bound by copy
    printf("%d\n", a);
}
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)};
int main()
{
    int a = 100;
    void (*block2)(void) = (void (*)())&__main_block_impl_0((void *)__main_block_func_0, &__main_block_desc_0_DATA, a);
    ((void (*)(__block_impl *))((__block_impl *)block2)->FuncPtr)((__block_impl *)block2);
    return 0;
}

  在本例中,我们得以看看:

  1. 本例中,isa 指向
    _NSConcreteStackBlock,表明这是一个分配在栈上的实例。
  2. main_block_impl_0
    中加进了一个变量a,在block中援引的变量a实际上是在讲明block时,被复制到
    main_block_impl_0
    结构体中的这一个变量a。y因为这样,大家就能知道,在block内部修改变量a的情节,不会影响外部的骨子里变量a。
  3. main_block_impl_0
    中出于增加了一个变量a,所以结构体的尺寸变了,该结构体大小被写在了
    main_block_desc_0 中。

我们修改下面的代码,在变量前边增添 __block 关键字:

#include <stdio.h>
int main()
{
    __block int i = 1024;
    void (^block1)(void) = ^{
        printf("%d\n", i);
        i = 1023;
    };
    block1();
    return 0;
}

  生成的重大代码如下,可以观望,差距很大:

struct __Block_byref_i_0 {
    void *__isa;
    __Block_byref_i_0 *__forwarding;
    int __flags;
    int __size;
    int i;
};
struct __main_block_impl_0 {
    struct __block_impl impl;
    struct __main_block_desc_0* Desc;
    __Block_byref_i_0 *i; // by ref
    __main_block_impl_0(void *fp, struct __main_block_desc_0 *desc, __Block_byref_i_0 *_i, int flags=0) : i(_i->__forwarding) {
        impl.isa = &_NSConcreteStackBlock;
        impl.Flags = flags;
        impl.FuncPtr = fp;
        Desc = desc;
    }
};
static void __main_block_func_0(struct __main_block_impl_0 *__cself) {
    __Block_byref_i_0 *i = __cself->i; // bound by ref
    printf("%d\n", (i->__forwarding->i));
    (i->__forwarding->i) = 1023;
}
static void __main_block_copy_0(struct __main_block_impl_0*dst, struct __main_block_impl_0*src) {_Block_object_assign((void*)&dst->i, (void*)src->i, 8/*BLOCK_FIELD_IS_BYREF*/);}
static void __main_block_dispose_0(struct __main_block_impl_0*src) {_Block_object_dispose((void*)src->i, 8/*BLOCK_FIELD_IS_BYREF*/);}
static struct __main_block_desc_0 {
    size_t reserved;
    size_t Block_size;
    void (*copy)(struct __main_block_impl_0*, struct __main_block_impl_0*);
    void (*dispose)(struct __main_block_impl_0*);
} __main_block_desc_0_DATA = { 0, sizeof(struct __main_block_impl_0), __main_block_copy_0, __main_block_dispose_0};
int main()
{
    __attribute__((__blocks__(byref))) __Block_byref_i_0 i = {(void*)0,(__Block_byref_i_0 *)&i, 0, sizeof(__Block_byref_i_0), 1024};
    void (*block1)(void) = (void (*)())&__main_block_impl_0((void *)__main_block_func_0, &__main_block_desc_0_DATA, (__Block_byref_i_0 *)&i, 570425344);
    ((void (*)(__block_impl *))((__block_impl *)block1)->FuncPtr)((__block_impl *)block1);
    return 0;
}

  从代码中我们可以看看:

  1. 源码中追加一个名为 __block_byref_i_0 的结构体,用来保存大家要
    捕获 并且修改的变量 i。
  2. main_block_impl_0 引用的是 Block_byref_i_0
    的结构体指针,这样就足以直达修改外部变量的法力。
  3. __Block_byref_i_0 结构体中带有 isa,表达它也是一个对象。
  4. 我们需要承担 Block_byref_i_0 结构体相关的内存管理,所以
    main_block_desc_0 中追加了 copy 和 dispose
    函数指针,对于在调用前后修改响应变量的引用计数。

何以采取__block 修饰的表面变量的值就足以被block修改呢?

大家发现一个有的变量加上 __block
修饰符后竟然跟block一样成为了一个__Block_byref_i_0结构体类型的机动变量实例。此时我们在block内部访问
i 变量则需要通过一个叫 __forwarding 的成员变量来直接访问 i 变量。

__block 变量和 __forwarding

在copy操作之后,既然__block变量也被copy到堆上去了,那么访问该变量是造访栈上仍然堆上的吗?

图片 2

通过__forwarding, 无论是在block中如故 block外访问__block变量,
也不管该变量在栈上或堆上, 都能顺畅地走访同一个__block变量。

2.3 NSConcreteMallocBlock 类型的 block 的实现

NSConcreteMallocBlock 类型的 block
平日不会在源码中直接现身,因为默认它是当一个 block 被 copy
的时候,才会将以此 block 赋值到堆中。以下是一个 block 被copy
时的示范代码,能够看出,在第8步,目的的 block 类型被改动为
_NSConcreteMallocBlock。

static void *_Block_copy_internal(const void *arg, const int flags) {
    struct Block_layout *aBlock;
    const bool wantsOne = (WANTS_ONE & flags) == WANTS_ONE;
    // 1
    if (!arg) return NULL;
    // 2
    aBlock = (struct Block_layout *)arg;
    // 3
    if (aBlock->flags & BLOCK_NEEDS_FREE) {
        // latches on high
        latching_incr_int(&aBlock->flags);
        return aBlock;
    }
    // 4
    else if (aBlock->flags & BLOCK_IS_GLOBAL) {
        return aBlock;
    }
    // 5
    struct Block_layout *result = malloc(aBlock->descriptor->size);
    if (!result) return (void *)0;
    // 6
    memmove(result, aBlock, aBlock->descriptor->size); // bitcopy first
    // 7
    result->flags &= ~(BLOCK_REFCOUNT_MASK);    // XXX not needed
    result->flags |= BLOCK_NEEDS_FREE | 1;
    // 8
    result->isa = _NSConcreteMallocBlock;
    // 9
    if (result->flags & BLOCK_HAS_COPY_DISPOSE) {
        (*aBlock->descriptor->copy)(result, aBlock); // do fixup
    }
    return result;
}

3. 变量的复制

对此 block
外的变量引用,block默认是将其复制到其数据结构中来兑现访问的,也就是说block的机动变量只针对block内部使用的电动变量,不采用则不截获,因为截获的活动变量会储存于block的结构体内部,会招致block体积变大,默认情形下
block 只好访问不可能修改部分变量的值,如下图所示:

图片 3

对于 __block 修饰的外表变量引用,block
是复制其引用地址来落实访问的,block可以修改__block
修饰的外部变量的值,如下图所示:

图片 4

 

4. ARC 对 block 类型的震慑

在 ARC 开启的情景下,将只会有 NSConcreteGlobalBlock 和
NSConcreteMallocBlock 类型的 block。

原先的 NSConcreteStackBlock 的 block 会被 NSConcreteMallocBlock 类型的
block替代。评释形式是以下代码再 XCode 中,会输出
<__NSMallocBlock__: 0x100109960>。

在苹果的官方文档中也波及,当把栈中的block重返时,不需要调用 copy
方法了。

#import <Foundation/Foundation.h>
int main(int argc, const char * argv[])
{
    @autoreleasepool {
        int i = 1024;
        void (^block1)(void) = ^{
            printf("%d\n", i);
        };
        block1();
        NSLog(@"%@", block1);
    }
    return 0;
}

 ARC下,访问外界变量的 Block 为啥要从栈区拷贝到堆区呢?

栈上的Block,假使其所属的变量功能域结束,该Block就被遗弃,如同一般的机关变量。当然,Block中的__block变量也还要被裁撤:

图片 5

为了缓解栈块在其变量功效域停止未来被裁撤(释放)的题材,大家需要把Block复制到堆中,延长其生命周期。开启ARC时,大多数景观下编译器会恰当地开展判定是否有需要将Block从栈复制到堆,假使有,自动生成将Block从栈上复制到堆上的代码。Block的复制操作实施的是copy实例方法。Block只要调用了copy方法,栈块就会成为堆块。

如下图:

图片 6

5. 链式语法的实现

  类似于第三方自动布局 Masonry 的代码:

[view1 mas_makeConstraints:^(MASConstraintMaker *make) {
    make.top.equalTo(superview.mas_top).with.offset(padding.top);
    make.left.equalTo(superview.mas_left).with.offset(padding.left);
    make.bottom.equalTo(superview.mas_bottom).with.offset(-padding.bottom);
    make.right.equalTo(superview.mas_right).with.offset(-padding.right);
}];

5.1 如何兑现

我们举个例子,假若对于一个已有类的实例 classInstance,现在要用句点 .
和小括号 () 的主意连接调用它的”方法”
method1,method2,method3,如下图所示:

图片 7

从图中我们可以精晓,要兑现链式语法,重要包含
点语法、小括号调用、连续走访 三有的:

  • 点语法:在OC中,对于点语法的接纳,最常见于属性的拜访,比如对在措施内部调用
    self.xxx,在类的实例中用 classInstance.xxx;
  • 小括号调用:OC中一般用中括号 [] 来实现形式的调用,而对于 Block
    的调用则仍旧保留使用小括号 ( ) 的办法,因而咱们可以设想用
    Block来实现链式语法中的 ();
  • 哪些贯彻连接访问?:Block可以了然为带有自动变量的匿名函数或函数指针,它也是有重返值的。大家可以把上述类实例每一次方法的调用(实质为
    Block 的调用)的再次回到值都设为当前类实例本身,即
    classInstance.method1() 重临了近日 classInstance
    ,此时才能在其背后继续执行 .method2() 的调用,以此类推。

小结一句话:我们得以定义类的片段只读 Block 类型的习性,并把这么些 Block
的回来值类型设置为眼前类本身,然后实现这么些 Block 属性的 getter 方法。

下边是一个Demo,链式总括器的例证,可以连接地调用总括器的加减乘除进行总括:

@interface Cacluator : NSObject

@property (assign, nonatomic) NSInteger result;

// 下面分别定义加减乘除四个只读block类型的属性
// 设置为只读是为了限制只需要实现 getter方法
// 这里每个 Block 类型的属性携带一个 NSInteger 类型的参数,返回参数是当前类型
@property (copy, nonatomic, readonly) Cacluator *(^add)(NSInteger number);
@property (copy, nonatomic, readonly) Cacluator *(^minus)(NSInteger number);
@property (copy, nonatomic, readonly) Cacluator *(^multiply)(NSInteger number);
@property (copy, nonatomic, readonly) Cacluator *(^divide)(NSInteger number);

@end


@implementation Cacluator

// 此处为 add 属性的 getter方法实现
// 前面声明 add 属性的类型为 block 类型,所以此处 getter 返回一个 block
// 对于返回的 block,返回值类型为 Calculator,所以返回self

-(Cacluator *(^)(NSInteger))add{
    return ^id(NSInteger num){
        self.result += num;
        return self;
    };
}

-(Cacluator *(^)(NSInteger))minus{
    return ^id(NSInteger num){
        self.result -= num;
        return self;
    };
}

-(Cacluator *(^)(NSInteger))multiply{
    return ^id(NSInteger num){
        self.result *= num;
        return self;
    };
}

-(Cacluator *(^)(NSInteger))divide{
    return ^id(NSInteger num){
        NSAssert(num != 0, @"除数不能为0");
        self.result /= num;
        return self;
    };
}

@end

 测试代码:

Calculator *calc = [[Calculator alloc] init]; // 初始化一个计算器类实例

calc.add(8).minus(4).multiply(6).divide(3); // 链式调用

NSLog(@"%d", (int)calc.result); // 输出 8

 分析:

上面 calc.add 访问 calc 的 add 属性会调用 [calc add] 方法,此方法会返回一个Block如下:

^id(NSInteger num){
      self.result += num;
      return self;  
};

在这个Block中,前面已声明其返回值类型为:Caculator,所以在其里面返回了 self,这样当调用该 Block 时,会返回 self (实例本身),流程如下:

1.calc.add 获得一个 Block
2.calc.add(8) Block 的执行,并返回了 self (即实例 calc)
3.于是在 calc.add(8) 后面可继续访问 calc 的其他属性,一路点下去

 5.2 更精简的实现

下边是因而先注脚一层层的Block属性, 再去实现Block属性的getter
方法来落实链式调用,感觉仍旧多少辛劳,我们去看看是不是有更简短的贯彻情势:

图片 8

点语法的本质:

  • 在OC中,点语法实际上只是一种替换手段,对于属性的getter方法,class.xxx
    的写法最终会被编译器替换成 [class xxx];对于setter 方法,即把
    class.xxx 写在等号左侧,class.xxx = value 会被撤换成 [class
    setXxx:value],本质都是艺术调用
  • 哪怕再class中并从未显式表明 xxx 属性,在编译代码时,代码中虽然有
    class.xxx 的写法也会被替换成 [class
    xxx],所以一旦在class中有一个扬言为 xxx
    的模式,即可在代码中任什么地方方写 class.xxx

因此,解决方案是:

  在定义类的头文件的@interface中,直接声明某一艺术名为xxx,该办法的再次来到值是一个Block,而此block的回到值设为此类本身。

@interface Calculator : NSObject

@property (nonatomic, assign) NSInteger result; // 保存计算结果

// 上面的属性声明其实是可以省略的,只要声明下面方法即可;
// 在 Objective-C 中,点语法只是一种替换手段,class.xxx 的写法(写在等号左边除外)最终会被编译器替换成 [class xxx],本质上是方法调用;

// add、minus、multiply、divide 四个方法都会返回一个 Block,
// 这个 Block 有一个 NSInteger 类型的参数,并且其返回值类型为当前 Calculator 类型;
// 下面四个方法的实现与上面 Calculator.m 中的一致。
- (Calculator * (^)(NSInteger num)) add;
- (Calculator * (^)(NSInteger num)) minus;
- (Calculator * (^)(NSInteger num)) multiply;
- (Calculator * (^)(NSInteger num)) divide;

 Masonry
也是如此做的,只阐明了办法,并从未阐明相应的属性。另外,对于梅森(Mason)ry链式语法中的
.and、.with 等写法只是为着让代码读起来更通畅,实现模式为:表明一个名为
and 和 with 的点子,在章程里再次回到self:

- (MASConstraint *)with {
    return self;
}

- (MASConstraint *)and {
    return self;
}

 存在的问题:

当用点语法去访问类的某一个 Block 属性时,Block 后边的参数 Xcode

XXXHTTPManager *http = [XXXHTTPManager manager];

// 下面 .get(...) 里面的参数,Xcode 并不会提示自动补全,需要手动去填写,.success(...) .failure(...) 等也一样,
// 这里不能像传统中括号 [] 方法调用那样,输入方法名就可以自动提示该方法所有的参数并按回车自动补全。
http.get(@"https://kangzubin.cn", nil).success(^(NSURLSessionDataTask *task, id responseObject) {
    // Success TODO
}).failure(^(NSURLSessionDataTask *task, NSError *error) {
    // Failure TODO
}).resume();

 Xcode 中有个有力但未被丰富利用的法力:Code
Snippets(代码块)可以化解。

http://www.imlifengfeng.com/blog/?utm\_medium=email&utm\_source=gank.io&p=457

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