OC底层：揭秘Block本质（一、原理）

在Objective-C中，Block是一种非常实用的特性，它允许开发者将代码块作为参数传递给其他函数或方法，从而实现代码的重用性和灵活性。那么，Block在底层是如何实现的呢？本文将从Block的定义入手，逐层探索Block的本质，揭示其内部结构和工作机制，并探讨Block与内存管理、运行时的紧密联系，帮助读者全面理解Block的强大之处。

## Block的定义

typedef struct _NSConcreteGlobalBlock {
void *__isa_NSConcreteGlobalBlock;
int __flags;
int __reserved;
void *invoke;
struct Block_layout *__block_impl;
} *NSConcreteGlobalBlock;

从Block的定义中，我们可以看到Block本质上是一个结构体，其中包含了指向isa指针、标志位、预留位、调用函数的指针和Block布局指针等成员。

## Block的内部结构

Block的内部结构由Block_layout结构体定义，如下：

typedef struct Block_layout {
void __isa_NSBlock_layout;
int __flags;
int __size;
void (__invokingFunctionPointer)(void *);
void *__descriptor;
void *__forwarding;
void *__signature;
void reserved;
void (__invokingBlockInvokeFunctionPointer)(void *);
const char *__blockDescription;
//省略其他成员...
} Block_layout;

Block_layout结构体中包含了许多重要的成员，包括指向isa指针、标志位、Block大小、调用函数的指针、符、转发指针、签名、预留位、调用Block的调用函数指针和Block的字符串等。这些成员共同构成了Block的内部结构，定义了Block的行为和属性。

## Block的工作机制

当创建一个Block时，编译器会为Block生成一个Block_layout结构体，并将Block的代码编译成一个函数。这个函数被称为Block的调用函数。调用函数的地址被存储在Block_layout结构体的__invokingFunctionPointer成员中。

当执行Block时，实际上是调用了Block的调用函数。调用函数会根据Block_layout结构体中的信息，确定Block的签名、参数列表和返回值类型，并执行Block的代码。

## Block与内存管理

Block在内存中是以堆分配的方式存储的。当创建一个Block时，编译器会为Block分配一块内存空间，并将Block的调用函数的地址和Block_layout结构体的内容复制到这块内存空间中。

Block的内存空间在Block执行完成后会被释放。但是，如果Block被捕获，那么Block的内存空间不会被释放，而是会被保留到捕获它的作用域结束时才释放。

## Block与运行时

Block与运行时紧密相关。当执行一个Block时，运行时会根据Block_layout结构体中的信息，查找Block的调用函数并执行它。运行时还负责管理Block的内存空间，并在Block执行完成后释放它。

## 结语

Block是Objective-C中非常实用的特性，它允许开发者将代码块作为参数传递给其他函数或方法，从而实现代码的重用性和灵活性。Block的底层实现非常复杂，涉及到内存管理、运行时等多个方面。但通过本文的剖析，我们已经对Block的本质和工作机制有了深入的了解。