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Objective-C之Blocks(二)

January 28, 2017 • Read: 215 • iOS

前言

Objective-C之Blocks(一)中,说明了Block的一些用法和特性。其中讲到Block的三种特性:

  • 截获自动变量
  • __block说明符
  • 截获的自动变量

但是我们还是不知道Block的实质和这些特性是如何实现的。本文将介绍Block的本质。

Block本质

想要了解Block的本质,我们就需要利用clang(LLVM编译器)将代码转换为C++代码阅读。我们先在终端中进入main.m文件路径,在终端中输入

clang -rewrite-objc main.m(文件名字)

转换后的文件变得很长,是因为编译器对头文件的处理,我们可以忽略不看,直接在文件里面搜索int main,我们可以看到转换过后的main函数,和Block的实现。
int main函数%
分析main函数,我们可以看到一个Block类型变量,其值是一个__main_block_impl_0结构体,在调用该结构体构造函数的时候,传入了两个参数__main_block_func_0函数指针和__main_block_desc_0_DATA结构体。

__main_block_func_0函数

观察__main_block_func_0函数
__main_block_func_0函数
在函数中参数:__cself和OC中的self相同。
观察函数我们发现,其中有NSLog。由此我们可以推测出,__main_block_func_0函数是我们自己定义的函数主体。我们将Block中的代码块更改成for循环来验证我们的猜想。
main函数
转换后的__main_block_func_0函数
转换后的<code>__main_block_func_0</code>函数
猜想正确,所以,__main_block_func_0函数代表了Block中,我们自己定义的代码块。Block通过将此函数指针传递给__main_block_impl_0结构体指针来实现调用代码块。

__main_block_desc_0_DATA结构体

观察__main_block_desc_0_DATA结构体
__main_block_desc_0_DATA函数
其中有2个成员变量,一个是reserved,它代表今后版本升级所需要的区域;还有一个是Block_size,它代表Block大小。而Block的大小是__main_block_impl_0结构体的大小。

__main_block_impl_0结构体

观察__main_block_impl_0结构体
__main_block_impl_0结构体
该结构体中写入了其构造函数,所以看起来比较复杂。去掉构造函数后,其声明如下:

struct __main_block_impl_0 {
  struct __block_impl impl;
  struct __main_block_desc_0* Desc;
};

第一个成员变量是__block_impl结构体;第二个成员变量是__main_block_desc_0结构体指针,此结构体前文已经说明过,不再赘述。
关于__main_block_impl_0结构体的构造函数,传入的三个参数:fpdescflags分别代表函数指针(此函数指针即为我们自已定义的代码块)__main_block_desc_0结构体指针一个标志位(一般为0)

__block_impl结构体

下面我们着重来看__block_impl结构体,在cpp文件中搜索__block_impl
__block_impl结构体
此结构体中有4个成员变量:

  • isa指针 : 指向一个类对象
  • Flags : 某种标志
  • Reserved : 今后版本升级所需的区域
  • FuncPtr : 函数指针,指向我们自己的代码块

了解了__block_impl结构体,所以我们可以将__main_block_impl_0结构体写成如下形式:

struct __main_block_impl_0 {
  void *isa;
  int Flags;
  int Reserved;
  void *FuncPtr;
  struct __main_block_desc_0* Desc;
};

该结构体根据构造函数会像下面这样初始化:

isa = &_NSConcreateStackBlck;
Flags = 0;
Reserved = 0;
FuncPtr = __main_block_func_0;
Desc = &__main_block_desc_0_DATA;

其中_NSConcreateStackBlck代表一个对象,具体的在下一部分中讲解。

Block的使用

Block的使用为:

blk();

可转换为以下形式:

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

去掉转换部分:

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

这是简单的使用函数指针调用函数,传递的参数为block本身,也证明的前文所述__cself和OC中的self相同。

总结

  • 在我们创建Block的时候,会生成__main_block_impl_0结构体变量赋值给Block变量。由于该结构体中存在isa指针,所以使block成为了OC对象,即该结构体相当于基于objc_object结构体的OC类对象结构体。(关于isa指针请参见:关于oc运行时 isa指针详解我们以__main_block_func_0函数指针(其指向我们自定义的代码块所在函数)和__main_block_desc_0_DATA结构体(其保存了今后升级所需区域和Block大小)来初始化__main_block_impl_0结构体。通过过函数指针的调用,我们就实现了Block的使用。
  • 本文重点讲述Block的本质,关于Block的特性,请参见Objective-C之Blocks(三)
Tags: iOS开发
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