[iOS] Block 的使用

前言

在做 Spotify 项目时在网络请求部分用到了很多的回调相关的知识，当时在 Block 上面有很多的疑问，以这篇博客做一个系统的学习 Block 相关的知识的回顾。

一、什么是 Block

一句话总结：Blocks 是带有 局部变量 的 匿名函数（不带名称的函数）。

Blocks 也被称作闭包、代码块。展开来讲，Blocks 就是一个代码块，把你想要执行的代码封装在这个代码块里，等到需要的时候再去调用。

二、Block 的基本语法

objc 复制代码

// 1. 最简单的无参数无返回值的 Block
^ { 
    NSLog(@"Hello Block");
};

// 2. 有参数有返回值的 Block
^int (int a, int b) { 
    return a + b; 
};

// 3. 简化写法（省略返回值类型，编译器会自动推导）
^(int a, int b) { 
    return a + b; 
};

// 4. 如果没有参数，括号可以省略
^ {
    NSLog(@"无参数 Block");
};

这就是 Block 的几种形式

然后下面是 Block 的几种类型

objc 复制代码

// 1. NSGlobalBlock（全局区）
^ { NSLog(@"全局 Block"); } 

// 2. NSStackBlock（栈上）------ 只在没捕获外部变量且没被强引用时存在
void (^stackBlock)(void) = ^{
    NSLog(@"我是栈 Block");
};

// 3. NSMallocBlock（堆上）------ 被 copy 后就会变成这个
__block int a = 10;
void (^mallocBlock)(void) = ^{
    NSLog(@"捕获了变量 a = %d", a);
};

但一般情况下只关心 NSMallocBlock，因为只有它才能在超出作用域后继续存活。

下面是 Block 的声明定义还有 typedef

objc 复制代码

// 声明一个返回 void，参数为 int 的 Block 类型
typedef void (^MyBlock)(int);

// 使用
MyBlock block = ^(int count) {
    NSLog(@"count = %d", count);
};
block(100);

// 更复杂的例子
typedef NSString * _Nullable (^StringTransformBlock)(NSString * _Nonnull input);

StringTransformBlock transform = ^NSString *(NSString *input) {
    return [input stringByAppendingString:@"!!!"];  
};

三、Block 捕获外部的变量

下面就是 Block 外部变量相关的图表

外部变量类型	默认捕获方式	是否能在 Block 内修改	说明
普通局部变量 (int a)	值捕获（copy）	不能直接修改	只能读
static 变量	指针捕获	可以修改	因为本身在数据区
全局变量	不捕获，直接访问	可以修改	全局可见
__block 修饰的变量	指针捕获（特殊对象）	可以在 Block 内修改	必须加 __block
对象类型（NSString*）	强引用捕获（copy）	不能改变指针指向，但能调用方法	想改指针要加 __block

objc 复制代码

int val = 100;
__block int blockVal = 200;
NSString *str = @"origin";
__block NSString *blockStr = @"block";

void (^testBlock)(void) = ^{
    NSLog(@"val = %d", val);           // 100，值捕获
    // val = 300; // 编译错误，不能改
    
    blockVal = 999;                    
    NSLog(@"blockVal = %d", blockVal); // 999
    
    NSLog(@"str = %@", str);          
    // str = @"new"; // 编译错误
    NSLog(@"blockStr = %@", blockStr); 
    
    blockStr = @"changed";             // 可以实现，因为加了 __block
};

testBlock();

下面就是打印结果

四、Block 的循环引用相关的知识

在这里我们会介绍到三个修饰符，分别是__ weak, __ __ strong , block。

__ weak

__ weak ,这个修饰符只能在ARC 模式下使用，他只能修饰对象，比如NSString 等，不能修饰基本的数据类型，同时__ weak 修饰的 Block 不可被重新赋值。

objc 复制代码

self.block = ^{
    NSLog(@"%@", self.title); // self -> block -> self
};

这就是一个典型的循环引用现象，你可能会好奇他为什么会是循环引用，不就是读取了一个属性值吗？

下面是详细的解释

在这里self.block 肯定是一个属性，他的声明方式肯定是长这个样子的

objc 复制代码

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

然后因为他是 copy 属性，所以当我们开始执行这行代码的时候

objc 复制代码

self.block = ^ {...};

他等价于

objc 复制代码

self->_block = [^{...} copy];   // Block 从栈 copy 到堆

Block 被 copy 到堆上的同时，会把外部用到的对象（这里是 self）强引用一次（因为对象默认是按值捕获，也就是强引用捕获）。

所以现在的情况是：

self 强引用了 block（因为 self 有一个 copy 属性的 ivar 指向这个 Block）
block 也强引用了 self（因为 Block 内部捕获了 self）

形成了一个环形强引用

这样就会导致一个现象就是两个对象互相强引用，谁都释放不了导致内存泄漏。

所以这时我们就有一个方法来防止内存泄露

那就是用__ __weak__修饰符来修饰 self

objc 复制代码

__weak typeof(self) weakSelf = self;

这样就可以防止强引用。

__ strong

__ strong ,这个修饰符有一个特点他一般要和__ weak__一起使用，因为他要先用 __weak__打破循环，然后再局部强引用防止被释放。

objc 复制代码

__weak typeof(self) weakSelf = self;           // 第1步：打破 retain cycle
self.block = ^{
    __strong typeof(weakSelf) strongSelf = weakSelf;  // 第2步：局部强引用
    if (!strongSelf) return;
    // 安全使用 strongSelf
};

weakSelf 是为了block不持有self，避免Retain Circle循环引用。在 Block 内如果需要访问 self 的方法、变量，建议使用 weakSelf。

strongSelf的目的是因为一旦进入block执行，假设不允许self在这个执行过程中释放，就需要加入strongSelf。block执行完后这个strongSelf 会自动释放，不会存在循环引用问题。如果在 Block 内需要多次访问 self，则需要使用 strongSelf。

__ block

__ block__是一个和 strong__还有 __weak__完全不一样的修饰词。他主要专注于外部就比如下面的这个例子

objc 复制代码

// 例子1：累加器
__block int count = 0;
void (^counter)(void) = ^{
    count++;
    NSLog(@"第 %d 次", count);
};
counter(); // 1
counter(); // 2

加了 __block：变量变成一个"包装对象"，Block 和外面拿的是同一个对象变成了可以改的。

小结

这篇博客只是对 Block 浅尝辄止的了解，还有很多深层次的底层原理没有了解到位，后续的博客都会进行完善的。