block 解析 - block变量

block变量

上一篇 讲的是block静态变量的特性，这里我们来看一下_block变量。引用官方：

You can specify that an imported variable be mutable—that is, read-write— by applying the __block storage type modifier. __blockstorage is similar to, but mutually exclusive of, the register, auto, and static storage types for local variables.

通过指定__block存储类型修饰符,可以读写。__block存储是类似的，但相互排斥的，寄存器，自动变量，和局部变量和静态变量类型（后面这句不太理解）。 
我们来写个例子，用__block修饰局部变量（对于全局变量是无效的，没有任何作用，全局变量成员变量本身就可以在block内部修改，详细看这一篇 ）：

void main1()
{
    __block char *_para1="a";
    printf("init _para1:%s,%p,%p\n",_para1,_para1,&_para1);
    void(^testBlock)(void)=^{
        printf("exute _para1:%s,%p,%p\n",_para1,_para1,&_para1);
    };
    _para1="b";
    printf("before _para1:%s,%p,%p\n",_para1,_para1,&_para1);
    testBlock();
    printf("after _para1:%s,%p,%p\n",_para1,_para1,&_para1);
}

执行后输出如下:
init _para1:a,0x47f4,0xbfffc9c0
before _para1:b,0x4829,0x8da4580
exute _para1:b,0x4829,0x8da4580
after _para1:b,0x4829,0x8da4580

这里加了__block修饰符。通过日志可以看出，block内部_para1的地址、值和执行前的_para1一样，在block初始化后，对变量_para1的修改，可以同步到block内，block内并不是截获了变量的值。我们可以看下通过clang 转换后的后的cpp代码:

//block 的实现函数的对象

struct __block_impl {
  void *isa;
  int Flags;
  int Reserved;
  void *FuncPtr;
};

//block 引用的参数对象（每一个参数生成一个结构体）

struct __Block_byref__para1_0 {
  void *__isa;
__Block_byref__para1_0 *__forwarding;
 int __flags;
 int __size;
 char *_para1;
};

//block对象

struct __main1_block_impl_0 {
  struct __block_impl impl;
  struct __main1_block_desc_0* Desc;
  __Block_byref__para1_0 *_para1; // by ref
  __main1_block_impl_0(void *fp, struct __main1_block_desc_0 *desc, __Block_byref__para1_0 *__para1, int flags=) : _para1(__para1->__forwarding) {
    impl.isa = &_NSConcreteStackBlock;
    impl.Flags = flags;
    impl.FuncPtr = fp;
    Desc = desc;
  }
};

//block 的实现

static void __main1_block_func_0(struct __main1_block_impl_0 *__cself) {
  __Block_byref__para1_0 *_para1 = __cself->_para1; // bound by ref

        printf("exute _para1:%s,%p,%p\n",(_para1->__forwarding->_para1),(_para1->__forwarding->_para1),&(_para1->__forwarding->_para1));
    }

//其他函数（copy、dispose：为了管理_Block_byref__para1_0 结构体变量的内存）

static void __main1_block_copy_0(struct __main1_block_impl_0*dst, struct __main1_block_impl_0*src) {_Block_object_assign((void*)&dst->_para1, (void*)src->_para1, /*BLOCK_FIELD_IS_BYREF*/);}

static void __main1_block_dispose_0(struct __main1_block_impl_0*src) {_Block_object_dispose((void*)src->_para1, /*BLOCK_FIELD_IS_BYREF*/);}

static struct __main1_block_desc_0 {
  size_t reserved;
  size_t Block_size;
  void (*copy)(struct __main1_block_impl_0*, struct __main1_block_impl_0*);
  void (*dispose)(struct __main1_block_impl_0*);
} __main1_block_desc_0_DATA = { , sizeof(struct __main1_block_impl_0), __main1_block_copy_0, __main1_block_dispose_0};

//这是我们的测试函数

void main1()
{
    __attribute__((__blocks__(byref))) __Block_byref__para1_0 _para1 = {(void*),(__Block_byref__para1_0 *)&_para1, , sizeof(__Block_byref__para1_0), "a"};
    printf("init _para1:%s,%p,%p\n",(_para1.__forwarding->_para1),(_para1.__forwarding->_para1),&(_para1.__forwarding->_para1));
    void(*testBlock)(void)=(void (*)())&__main1_block_impl_0((void *)__main1_block_func_0, &__main1_block_desc_0_DATA, (__Block_byref__para1_0 *)&_para1, );
    (_para1.__forwarding->_para1)="b";
    printf("before _para1:%s,%p,%p\n",(_para1.__forwarding->_para1),(_para1.__forwarding->_para1),&(_para1.__forwarding->_para1));
    ((void (*)(__block_impl *))((__block_impl *)testBlock)->FuncPtr)((__block_impl *)testBlock);
    printf("after _para1:%s,%p,%p\n",(_para1.__forwarding->_para1),(_para1.__forwarding->_para1),&(_para1.__forwarding->_para1));
}

发现和不加__block不太一样，多了一个结构体(_Block_byref__para1_0)

struct __Block_byref__para1_0 {
  void *__isa;
__Block_byref__para1_0 *__forwarding;
 int __flags;
 int __size;
 char *_para1;
};

这个结构体就是用__block 声明的变量，声明__block变量_para1 转换后的代码如下：

__attribute__((__blocks__(byref))) __Block_byref__para1_0 _para1 = {(void*),(__Block_byref__para1_0 *)&_para1, , sizeof(__Block_byref__para1_0), "a"};

其实就是生成一个_Block_byref__para1_0对象，__forwarding 指针指向变量结构体自己

void(*testBlock)(void)=(void (*)())&__main1_block_impl_0((void *)__main1_block_func_0, &__main1_block_desc_0_DATA, (__Block_byref__para1_0 *)&_para1, );

初始化block，传递结构体变量_para1、函数地址、描述信息等参数，block对象的成员 _para1 引用了_para1结构体的地址，这样就可以修改_para1,而且外界对_para1结构体的修改都可以同步到block对象的成员_para1中，修改代码如下：

(_para1.__forwarding->_para1)="b";

直接通过__Block_byref__para1_0 结构体的成员__forwarding（指向自己）取得_para1成员的地址，然后就可以读写，达到了修改变量的目的。

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

执行block，依然是通过调用函数指针 FuncPtr 实现，并传递block自身。函数体代码如下：

static void __main1_block_func_0(struct __main1_block_impl_0 *__cself) {
  __Block_byref__para1_0 *_para1 = __cself->_para1; // bound by ref

        printf("exute _para1:%s,%p,%p\n",(_para1->__forwarding->_para1),(_para1->__forwarding->_para1),&(_para1->__forwarding->_para1));
    }

在函数体内，通过block对象的成员_para1（__Block_byref__para1_0）的指针，再通过自身的成员__forwarding指针来获取_para1。

我的理解就是指针引用的关系，不知道为什么要加一个__forwarding指针 ，直接去引用自身的成员 _para1难道不行吗？希望大神赐教。