在iOS底层：揭秘block的神秘原理

2024-02-11 23:23:33

引言

在iOS开发中，block作为一种强大而灵活的工具，被广泛应用于异步处理、事件监听和内存管理等场景。然而，其底层的实现原理却鲜为人知。本文将深入剖析block的类型、循环引用问题及解决方法，并结合clang和源码层面解读其底层机制，为开发者揭开block的神秘面纱。

block的类型

block根据其捕获上下文变量的不同可分为以下类型：

全局block： 不捕获任何上下文变量，通常用于全局作用域内。
栈block： 捕获局部变量，其生命周期与所属函数一致。
堆block： 捕获堆对象，必须手动管理其生命周期。

循环引用问题及解决

当一个block捕获了对自身对象的强引用时，就会产生循环引用问题。这会导致对象无法被释放，造成内存泄露。解决方法有：

弱引用： 使用__weak声明被捕获对象，以避免循环引用。
显式释放： 在block执行完毕后，手动释放被捕获对象。

clang和源码解析

clang作为LLVM的C语言前端，负责将C/C++代码编译成LLVM中间语言。我们通过clang编译block代码，可以得到相应的LLVM IR。

void testBlock() {
  int a = 10;
  void (^block)(void) = ^{
    NSLog(@"a: %d", a);
  };
}

编译后得到的LLVM IR：

%class.TestBlock = type { i32, %block_descriptor }

%block_descriptor = type { i32, i32, i8*, %class.TestBlock* }

define internal void @testBlock() {
  %a = alloca i32, align 4
  store i32 10, %a
  %block = alloca %class.TestBlock, align 8
  %0 = getelementptr inbounds %class.TestBlock, %class.TestBlock* %block, i32 0, i32 0
  store i32 %a, %0
  %1 = getelementptr inbounds %class.TestBlock, %class.TestBlock* %block, i32 0, i32 1
  %2 = bitcast %block_descriptor* %1 to void ()*
  call void %_block_func_impl(void ()* %2)
  ret void
}

从IR中可以看出，block被存储在%block变量中，其包含一个i32类型的变量a和一个%block_descriptor类型的结构体。结构体中包含三个字段，分别是block的Flags、isa和Functions。Functions指向一个函数指针，该函数指针指向block的实现。