揭秘『Blocks』底层原理：深入浅出的 iOS 开发解读（二）

深入『Blocks』底层原理：iOS 开发的内在脉络

在 iOS 开发中，『Blocks』作为一种强大的语言特性，广泛应用于异步编程、事件处理和数据操作等场景。为了深入理解 Blocks 的运作原理，我们不妨跳出 Objective-C 语法的束缚，一探其底层 C++ 源码的奥秘。

栈帧与寄存器：Blocks 的运行舞台

当一个 Block 被创建时，它会在栈上分配一个栈帧，用于存储 Block 的局部变量和捕获变量。这些捕获变量是指 Block 内部引用到的外部变量，例如函数参数或实例变量。

此外，寄存器在 Block 的执行过程中也扮演着至关重要的角色。寄存器是 CPU 中的一小块高速存储区域，用于临时存放经常使用的数据。Block 的执行会涉及多个寄存器，例如用来存储函数指针的寄存器和用来存储 BlockImpl 结构体地址的寄存器。

函数指针：指向执行逻辑的航标

函数指针是一个指向函数入口地址的变量。在 Blocks 的底层实现中，函数指针指向的是一个名为 BlockImpl 的结构体。BlockImpl 结构体包含了 Block 的执行逻辑，即 Block 内部需要执行的代码。

BlockImpl：Blocks 的核心引擎

BlockImpl 结构体是 Blocks 的核心，它定义了 Block 的执行流程。BlockImpl 结构体主要包含以下成员：

• invoke：指向 Block 执行入口的函数指针
• descriptor：指向 BlockDescription 结构体的指针，包含 Block 的元数据信息
• captured variables：存储 Block 捕获变量的区域

BlockDescription：Blocks 的元数据蓝图

BlockDescription 结构体包含了 Block 的元数据信息，例如 Block 的类型签名、捕获变量的类型和数量等。这些元数据信息对于 Blocks 的正确执行至关重要。

Blocks 的执行流程：从语法糖到底层机制

当一个 Block 被调用时，它会经历以下执行流程：

1. 查找 BlockImpl 结构体： 编译器会根据 Block 的语法糖找到对应的 BlockImpl 结构体地址。
2. 压栈 BlockImpl 结构体： BlockImpl 结构体会被压入栈中，其中包含了 Block 的执行逻辑和捕获变量。
3. 调用 BlockImpl 的 invoke 函数： BlockImpl 结构体中的 invoke 函数会被调用，从而执行 Block 内部定义的代码。
4. 访问捕获变量： Block 可以访问栈上存储的捕获变量。
5. 清理栈帧： 当 Block 执行完毕后，栈帧会被清理，释放 Block 占用的内存空间。

结语

通过对 Blocks 底层原理的深入解析，我们揭开了 iOS 开发中这一强大语言特性的内在脉络。理解 Blocks 的底层运作方式对于编写高效、可维护的 iOS 代码至关重要。掌握 Blocks 的原理，不仅可以拓展我们的编程技巧，还可以提升我们对 iOS 开发的整体认知。