从零直击iOS底层之block详解

揭开block的神秘面纱

在iOS开发中，block作为一种强大的匿名函数，经常被用来实现各种复杂的逻辑处理。然而，大多数开发者对block的底层原理却知之甚少。本文将带你一起深入探索block的内部机制，揭开它的神秘面纱。

block的结构体

通过查看block的源码，我们可以发现block本质上是一个结构体，名为__block_impl。该结构体包含了许多成员变量，其中最重要的两个是isa指针和function pointer。isa指针指向block的真实类型，而function pointer则指向block的实现函数。

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

block的构造函数

当我们创建一个block时，系统会自动调用block的构造函数来初始化block的成员变量。block的构造函数位于__main_block_impl_0函数中。在这个函数中，系统首先会将isa指针指向_NSConcreteStackBlock类型的地址，然后将function pointer指向block的实现函数。

__attribute__((noinline)) static id __main_block_impl_0(void *fp, const char *name, const char *signature, const char *generic) {
    __block_impl *result = (__block_impl *)__builtin_alloca(sizeof(struct __block_impl));
    result->isa = &_NSConcreteStackBlock;
    result->Flags = 0;
    result->Reserved = 0;
    result->FuncPtr = fp;
    return result;
}

block的isa指针

isa指针是block结构体中最重要的成员变量之一。它指向block的真实类型。在iOS中，block的真实类型可以是_NSConcreteStackBlock或_NSConcreteGlobalBlock。

• _NSConcreteStackBlock： 栈block。当block在栈上分配内存时，它的真实类型为_NSConcreteStackBlock。栈block的特点是生命周期与函数调用栈相关，当函数调用栈销毁时，栈block也会随之销毁。
• _NSConcreteGlobalBlock： 堆block。当block在堆上分配内存时，它的真实类型为_NSConcreteGlobalBlock。堆block的特点是生命周期与对象的生命周期相关，当对象销毁时，堆block也会随之销毁。

block的存储方式

block可以在栈上或堆上分配内存。当block在栈上分配内存时，它被称为栈block。当block在堆上分配内存时，它被称为堆block。

• 栈block： 栈block的存储方式与普通函数类似，它直接存储在函数调用栈中。栈block的特点是生命周期与函数调用栈相关，当函数调用栈销毁时，栈block也会随之销毁。
• 堆block： 堆block的存储方式与普通对象类似，它存储在堆内存中。堆block的特点是生命周期与对象的生命周期相关，当对象销毁时，堆block也会随之销毁。

block的执行机制

当block被调用时，系统会首先检查block的isa指针，然后根据block的isa指针来确定block的真实类型。如果block的真实类型是_NSConcreteStackBlock，则系统会直接调用block的实现函数。如果block的真实类型是_NSConcreteGlobalBlock，则系统会先将block的实现函数拷贝到栈上，然后再调用block的实现函数。

结语

通过本文的学习，我们对block的底层原理有了更深入的理解。我们了解到block本质上是一个结构体，名为__block_impl。我们还了解到block的构造函数位于__main_block_impl_0函数中，在这个函数中，系统会将isa指针指向block的真实类型，然后将function pointer指向block的实现函数。我们还了解到block的isa指针指向block的真实类型，block的存储方式可以是栈上或堆上，block的执行机制根据block的isa指针来确定block的真实类型，然后根据block的真实类型来调用block的实现函数。