揭秘iOS Block的底层结构，探究二

2024-02-11 14:51:46

在上一篇文章中，我们对iOS Block的底层结构进行了一些初步的了解，包括Block的定义、语法、基本原理和调用方式。在本篇文章中，我们将继续深入探讨Block的底层结构，重点关注Block在编译过程中的转换以及在ARC环境下的内存管理机制。

Block的编译过程

Block在编译过程中，会经历一系列复杂的转换过程，最终生成高效的C++代码。让我们以一个简单的Block为例，如下所示：

int main() {
    int (^block)(int) = ^(int x) {
        return x + 1;
    };
    int result = block(5);
    printf("%d\n", result);
    return 0;
}

当我们使用命令clang -rewrite-objc main.m -o main.cpp将这段代码编译成C++文件时，会生成如下代码：

int main() {
    struct __main_block_impl_0 {
        struct __block_impl impl;
        struct __main_block_desc_0* Desc;
        int x;
    };
    static struct __main_block_desc_0 {
        size_t reserved;
        size_t Block_size;
    } __main_block_desc_0_DATA = { 0, sizeof(struct __main_block_impl_0) };
    void *block_storage = alloca(sizeof(struct __main_block_impl_0));
    struct __main_block_impl_0* block = (struct __main_block_impl_0*)block_storage;
    block->impl.isa = &_NSConcreteGlobalBlock;
    block->impl.Flags = 0;
    block->impl.FuncPtr = (void*)__main_block_func_0;
    block->Desc = &__main_block_desc_0_DATA;
    block->x = 5;
    int result = __main_block_func_0(block, 5);
    printf("%d\n", result);
    return 0;
}

从这段代码中，我们可以看到Block是如何在编译过程中被转换为C++结构体的。首先，编译器会为Block创建一个结构体，这个结构体包含了Block的实现细节，包括Block的函数指针、捕获变量等信息。然后，编译器会将Block的调用转换为对这个结构体的调用。在上面的例子中，Block的调用block(5)被转换为__main_block_func_0(block, 5)。

Block的内存管理

在ARC环境下，Block的内存管理机制与普通对象类似。当一个Block被创建时，系统会自动为其分配内存。当Block不再被使用时，系统会自动释放其占用的内存。然而，在某些情况下，需要手动管理Block的内存。例如，当Block被存储在全局变量或静态变量中时，需要在Block不再被使用时手动释放其占用的内存。

以下是一些手动管理Block内存的示例代码：

// 在全局变量中存储Block
void (^globalBlock)(int) = ^(int x) {
    return x + 1;
};

// 在函数中手动释放Block的内存
void someFunction() {
    void (^block)(int) = ^(int x) {
        return x + 1;
    };
    // 使用__block修饰符表明block在函数中被修改，需要在函数结束时释放其内存
    __block void (^block)(int) = ^(int x) {
        return x + 1;
    };
    // 手动释放block的内存
    Block_release(block);
}

在上面的示例代码中，我们首先定义了一个全局Block变量globalBlock。然后，在函数someFunction中，我们定义了一个局部Block变量block。由于block在函数中被修改，因此需要在函数结束时释放其占用的内存。我们可以使用__block修饰符表明block在函数中被修改，然后使用Block_release函数手动释放其占用的内存。