ios Block详解

一. iOS代码块Block

1.1 概述

代码块Block是苹果在iOS4开始引入的对C语言的扩展,用来实现匿名函数的特性,Block是一种特殊的数据类型,其可以正常定义变量、作为参数、作为返回值,特殊地,Block还可以保存一段代码,在需要的时候调用,目前Block已经广泛应用于iOS开发中,常用于GCD、动画、排序及各类回调

注: Block的声明与赋值只是保存了一段代码段,必须调用才能执行内部代码

1.2 Block变量的声明、赋值与调用

#######1.2.1 Block变量的声明

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 *);

#######1.2.2 Block变量的赋值

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);
};

注: Block变量的赋值格式可以是: Block变量 = ^返回值类型(参数列表){函数体};,不过通常情况下都将返回值类型省略,
因为编译器可以从存储代码块的变量中确定返回值的类型

#######1.2.3 声明Block变量的同时进行赋值

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");
};

#######1.2.4 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();

二. 使用typedef定义Block类型

在实际使用Block的过程中,我们可能需要重复地声明多个相同返回值相同参数列表的Block变量,如果总是重复地编写一长串代码来声明变量会非常繁琐,所以我们可以使用typedef来定义Block类型

// 定义一种无返回值无参数列表的Block类型
typedef void(^SayHello)();

// 我们可以像OC中声明变量一样使用Block类型SayHello来声明变量
SayHello hello = ^(){
    NSLog(@"hello");
};

// 调用后控制台输出"hello"
hello();

三. Block作为函数参数

3.1 Block作为C函数参数

// 1.定义一个形参为Block的C函数
void useBlockForC(int(^aBlock)(int, int))
{
    NSLog(@"result = %d", aBlock(300,200));
}

// 2.声明并赋值定义一个Block变量
int(^addBlock)(int, int) = ^(int x, int y){
    return x+y;
};

// 3.以Block作为函数参数,把Block像对象一样传递
useBlockForC(addBlock);

// 将第2点和第3点合并一起,以内联定义的Block作为函数参数
useBlockForC(^(int x, int y) {
    return x+y;
});

3.2 Block作为OC函数参数

// 1.定义一个形参为Block的OC函数
- (void)useBlockForOC:(int(^)(int, int))aBlock
{
    NSLog(@"result = %d", aBlock(300,200));
}

// 2.声明并赋值定义一个Block变量
int(^addBlock)(int, int) = ^(int x, int y){
    return x+y;
};

// 3.以Block作为函数参数,把Block像对象一样传递
[self useBlockForOC:addBlock];

// 将第2点和第3点合并一起,以内联定义的Block作为函数参数
[self useBlockForOC:^(int x, int y){
    return x+y;
}];

3.3 使用typedef简化Block

// 1.使用typedef定义Block类型
typedef int(^MyBlock)(int, int);

// 2.定义一个形参为Block的OC函数
- (void)useBlockForOC:(MyBlock)aBlock
{
    NSLog(@"result = %d", aBlock(300,200));
}

// 3.声明并赋值定义一个Block变量
MyBlock addBlock = ^(int x, int y){
    return x+y;
};

// 4.以Block作为函数参数,把Block像对象一样传递
[self useBlockForOC:addBlock];

// 将第3点和第4点合并一起,以内联定义的Block作为函数参数
[self useBlockForOC:^(int x, int y){
    return x+y;
}];

四 Block内访问局部变量

4.1 在Block中可以访问局部变量

// 声明局部变量global
int global = 100;

void(^myBlock)() = ^{
    NSLog(@"global = %d", global);
};
// 调用后控制台输出"global = 100"
myBlock();

4.2 在声明Block之后、调用Block之前对局部变量进行修改,在调用Block时局部变量值是修改之前的旧值

// 声明局部变量global
int global = 100;

void(^myBlock)() = ^{
    NSLog(@"global = %d", global);
};
global = 101;
// 调用后控制台输出"global = 100"
myBlock();

4.3 在Block中不可以直接修改局部变量

// 声明局部变量global
int global = 100;

void(^myBlock)() = ^{
    global ++; // 这句报错
    NSLog(@"global = %d", global);
};
// 调用后控制台输出"global = 100"
myBlock();

五. Block内访问__block修饰的局部变量

5.1 在局部变量前使用下划线下划线block修饰,在声明Block之后、调用Block之前对局部变量进行修改,在调用Block时局部变量值是修改之后的新值

// 声明局部变量global
__block int global = 100;

void(^myBlock)() = ^{
    NSLog(@"global = %d", global);
};
global = 101;
// 调用后控制台输出"global = 101"
myBlock();

5.2 在局部变量前使用下划线下划线block修饰,在Block中可以直接修改局部变量

// 声明局部变量global
__block int global = 100;

void(^myBlock)() = ^{
    global ++; // 这句正确
    NSLog(@"global = %d", global);
};
// 调用后控制台输出"global = 101"
myBlock();

六. Block内访问全局变量

6.1 在Block中可以访问全局变量

// 声明全局变量global
int global = 100;

void(^myBlock)() = ^{
    NSLog(@"global = %d", global);
};
// 调用后控制台输出"global = 100"
myBlock();

6.2 在声明Block之后、调用Block之前对全局变量进行修改,在调用Block时全局变量值是修改之后的新值

// 声明全局变量global
int global = 100;

void(^myBlock)() = ^{
    NSLog(@"global = %d", global);
};
global = 101;
// 调用后控制台输出"global = 101"
myBlock();

6.3 在Block中可以直接修改全局变量

// 声明全局变量global
int global = 100;

void(^myBlock)() = ^{
    global ++;
    NSLog(@"global = %d", global);
};
// 调用后控制台输出"global = 101"
myBlock();

七. Block内访问静态变量

7.1 在Block中可以访问静态变量

// 声明静态变量global
static int global = 100;

void(^myBlock)() = ^{
    NSLog(@"global = %d", global);
};
// 调用后控制台输出"global = 100"
myBlock();

7.2 在声明Block之后、调用Block之前对静态变量进行修改,在调用Block时静态变量值是修改之后的新值

// 声明静态变量global
static int global = 100;

void(^myBlock)() = ^{
    NSLog(@"global = %d", global);
};
global = 101;
// 调用后控制台输出"global = 101"
myBlock();

7.3 在Block中可以直接修改静态变量

// 声明静态变量global
static int global = 100;

void(^myBlock)() = ^{
    global ++;
    NSLog(@"global = %d", global);
};
// 调用后控制台输出"global = 101"
myBlock();

8. Block在MRC及ARC下的内存管理

8.1 Block在MRC下的内存管理

默认情况下,Block的内存存储在栈中,不需要开发人员对其进行内存管理

// 放Block变量出了作用域,Block的内存会被自动释放
void(^myBlock)() = ^{
    NSLog(@"------");
};
myBlock();

在Block的内存存储在栈中时,如果在Block中引用了外面的对象,不会对所引用的对象进行任何操作

Person *p = [[Person alloc] init];

void(^myBlock)() = ^{
    NSLog(@"------%@", p);
};
myBlock();

[p release]; // Person对象在这里可以正常被释放

如果对Block进行一次copy操作,那么Block的内存会被移动到堆中,这时需要开发人员对其进行release操作来管理内存

void(^myBlock)() = ^{
    NSLog(@"------");
};
myBlock();

Block_copy(myBlock);

// do something ...

Block_release(myBlock);

如果对Block进行一次copy操作,那么Block的内存会被移动到堆中,在Block的内存存储在堆中时,如果在Block中引用了外面的对象,会对所引用的对象进行一次retain操作,即使在Block自身调用了release操作之后,Block也不会对所引用的对象进行一次release操作,这时会造成内存泄漏

Person *p = [[Person alloc] init];

void(^myBlock)() = ^{
    NSLog(@"------%@", p);
};
myBlock();

Block_copy(myBlock);

// do something ...

Block_release(myBlock);

[p release]; // Person对象在这里无法正常被释放,因为其在Block中被进行了一次retain操作

如果对Block进行一次copy操作,那么Block的内存会被移动到堆中,在Block的内存存储在堆中时,如果在Block中引用了外面的对象,会对所引用的对象进行一次retain操作,为了不对所引用的对象进行一次retain操作,可以在对象的前面使用下划线下划线block来修饰

__block Person *p = [[Person alloc] init];

void(^myBlock)() = ^{
    NSLog(@"------%@", p);
};
myBlock();

Block_copy(myBlock);

// do something ...

Block_release(myBlock);

[p release]; // Person对象在这里可以正常被释放

如果对象内部有一个Block属性,而在Block内部又访问了该对象,那么会造成循环引用

• 情况一

@interface Person : NSObject

@property (nonatomic, copy) void(^myBlock)();

@end

@implementation Person

- (void)dealloc
{
    NSLog(@"Person dealloc");

    Block_release(_myBlock);
    [super dealloc];
}

@end

Person *p = [[Person alloc] init];

p.myBlock = ^{
    NSLog(@"------%@", p);
};
p.myBlock();

[p release]; // 因为myBlock作为Person的属性,采用copy修饰符修饰(这样才能保证Block在堆里面,以免Block在栈中被系统释放),所以Block会对Person对象进行一次retain操作,导致循环引用无法释放

• 情况二

@interface Person : NSObject

@property (nonatomic, copy) void(^myBlock)();

- (void)resetBlock;

@end

@implementation Person

- (void)resetBlock
{
    self.myBlock = ^{
        NSLog(@"------%@", self);
    };
}

- (void)dealloc
{
    NSLog(@"Person dealloc");

    Block_release(_myBlock);

    [super dealloc];
}

@end

Person *p = [[Person alloc] init];
[p resetBlock];
[p release]; // Person对象在这里无法正常释放,虽然表面看起来一个alloc对应一个release符合内存管理规则,但是实际在resetBlock方法实现中,Block内部对self进行了一次retain操作,导致循环引用无法释放

如果对象内部有一个Block属性,而在Block内部又访问了该对象,那么会造成循环引用,解决循环引用的办法是在对象的前面使用下划线下划线block来修饰,以避免Block对对象进行retain操作

情况一

@interface Person : NSObject

@property (nonatomic, copy) void(^myBlock)();

@end

@implementation Person

- (void)dealloc
{
    NSLog(@"Person dealloc");

    Block_release(_myBlock);
    [super dealloc];
}

@end

__block Person *p = [[Person alloc] init];

p.myBlock = ^{
    NSLog(@"------%@", p);
};
p.myBlock();

[p release]; // Person对象在这里可以正常被释放

情况二

@interface Person : NSObject

@property (nonatomic, copy) void(^myBlock)();

- (void)resetBlock;

@end

@implementation Person

- (void)resetBlock
{
    // 这里为了通用一点,可以使用__block typeof(self) p = self;
    __block Person *p = self;
    self.myBlock = ^{
        NSLog(@"------%@", p);
    };
}

- (void)dealloc
{
    NSLog(@"Person dealloc");

    Block_release(_myBlock);

    [super dealloc];
}

@end

Person *p = [[Person alloc] init];
[p resetBlock];
[p release]; // Person对象在这里可以正常被释放

九. Block在ARC下的内存管理

9.1 在ARC默认情况下,Block的内存存储在堆中,ARC会自动进行内存管理,程序员只需要避免循环引用即可

// 放Block变量出了作用域,Block的内存会被自动释放
void(^myBlock)() = ^{
    NSLog(@"------");
};
myBlock();

在Block的内存存储在堆中时,如果在Block中引用了外面的对象,会对所引用的对象进行强引用,但是在Block被释放时会自动去掉对该对象的强引用,所以不会造成内存泄漏

Person *p = [[Person alloc] init];

void(^myBlock)() = ^{
    NSLog(@"------%@", p);
};
myBlock();

// Person对象在这里可以正常被释放

9.2

如果对象内部有一个Block属性,而在Block内部又访问了该对象,那么会造成循环引用

情况一

@interface Person : NSObject

@property (nonatomic, copy) void(^myBlock)();

@end

@implementation Person

- (void)dealloc
{
    NSLog(@"Person dealloc");
}

@end

Person *p = [[Person alloc] init];

p.myBlock = ^{
    NSLog(@"------%@", p);
};
p.myBlock();

// 因为myBlock作为Person的属性,采用copy修饰符修饰(这样才能保证Block在堆里面,以免Block在栈中被系统释放),所以Block会对Person对象进行一次强引用,导致循环引用无法释放

情况二

@interface Person : NSObject

@property (nonatomic, copy) void(^myBlock)();

- (void)resetBlock;

@end

@implementation Person

- (void)resetBlock
{
    self.myBlock = ^{
        NSLog(@"------%@", self);
    };
}

- (void)dealloc
{
    NSLog(@"Person dealloc");
}

@end

Person *p = [[Person alloc] init];
[p resetBlock];

// Person对象在这里无法正常释放,在resetBlock方法实现中,Block内部对self进行了一次强引用,导致循环引用

如果对象内部有一个Block属性,而在Block内部又访问了该对象,那么会造成循环引用,解决循环引用的办法是使用一个弱引用的指针指向该对象,然后在Block内部使用该弱引用指针来进行操作,这样避免了Block对对象进行强引用

情况一

@interface Person : NSObject

@property (nonatomic, copy) void(^myBlock)();

@end

@implementation Person

- (void)dealloc
{
    NSLog(@"Person dealloc");
}

@end

Person *p = [[Person alloc] init];
__weak typeof(p) weakP = p;

p.myBlock = ^{
    NSLog(@"------%@", weakP);
};
p.myBlock();

// Person对象在这里可以正常被释放

情况二

@interface Person : NSObject

@property (nonatomic, copy) void(^myBlock)();

- (void)resetBlock;

@end

@implementation Person

- (void)resetBlock
{
    // 这里为了通用一点,可以使用__weak typeof(self) weakP = self;
    __weak Person *weakP = self;
    self.myBlock = ^{
        NSLog(@"------%@", weakP);
    };
}

- (void)dealloc
{
    NSLog(@"Person dealloc");
}

@end

Person *p = [[Person alloc] init];
[p resetBlock];

// Person对象在这里可以正常被释放

十. Block在ARC下的内存管理的官方案例

在MRC中,我们从当前控制器采用模态视图方式present进入MyViewController控制器,在Block中会对myViewController进行一次retain操作,造成循环引用

MyViewController *myController = [[MyViewController alloc] init];
// ...
myController.completionHandler =  ^(NSInteger result) {
   [myController dismissViewControllerAnimated:YES completion:nil];
};
[self presentViewController:myController animated:YES completion:^{
   [myController release];
}];

在MRC中解决循环引用的办法即在变量前使用下划线下划线block修饰,禁止Block对所引用的对象进行retain操作

__block MyViewController *myController = [[MyViewController alloc] init];
// ...
myController.completionHandler =  ^(NSInteger result) {
    [myController dismissViewControllerAnimated:YES completion:nil];
};
[self presentViewController:myController animated:YES completion:^{
   [myController release];
}];

但是上述方法在ARC下行不通,因为下划线下划线block在ARC中并不能禁止Block对所引用的对象进行强引用,解决办法可以是在Block中将myController置空(为了可以修改myController,还是需要使用下划线下划线block对变量进行修饰)

__block MyViewController *myController = [[MyViewController alloc] init];
// ...
myController.completionHandler =  ^(NSInteger result) {
    [myController dismissViewControllerAnimated:YES completion:nil];
    myController = nil;
};
[self presentViewController:myController animated:YES completion:^{}];

上述方法确实可以解决循环引用,但是在ARC中还有更优雅的解决办法,新创建一个弱指针来指向该对象,并将该弱指针放在Block中使用,这样Block便不会造成循环引用

MyViewController *myController = [[MyViewController alloc] init];
// ...
__weak MyViewController *weakMyController = myController;
myController.completionHandler =  ^(NSInteger result) {
    [weakMyController dismissViewControllerAnimated:YES completion:nil];
};
[self presentViewController:myController animated:YES completion:^{}];

虽然解决了循环引用,但是也容易涉及到另一个问题,因为Block是通过弱引用指向了myController对象,那么有可能在调用Block之前myController对象便已经被释放了,所以我们需要在Block内部再定义一个强指针来指向myController对象

MyViewController *myController = [[MyViewController alloc] init];
// ...
__weak MyViewController *weakMyController = myController;
myController.completionHandler =  ^(NSInteger result) {
    MyViewController *strongMyController = weakMyController;
    if (strongMyController)
    {
        [strongMyController dismissViewControllerAnimated:YES completion:nil];
    }
    else
    {
        // Probably nothing...
    }
};
[self presentViewController:myController animated:YES completion:^{}];

这里需要补充一下,在Block内部定义的变量,会在作用域结束时自动释放,Block对其并没有强引用关系,且在ARC中只需要避免循环引用即可,如果只是Block单方面地对外部变量进行强引用,并不会造成内存泄漏

** 注: 关于下划线下划线block关键字在MRC和ARC下的不同 **

__block在MRC下有两个作用
1. 允许在Block中访问和修改局部变量
2. 禁止Block对所引用的对象进行隐式retain操作

__block在ARC下只有一个作用
1. 允许在Block中访问和修改局部变量