iOS底层原理之block（上）：深入剖析三大类型

iOS 开发中的 Block 深入剖析：三大类型、内存管理和常见问题解答

block 概述

block 是 iOS 开发中的核心概念，它将函数指针与状态信息封装在一起，实现异步操作和避免循环引用。与普通函数相比，block 具有以下特性：

• 携带状态信息： block 可以引用外部变量，就像闭包一样。
• 异步执行： block 可以作为参数传递给其他函数，并在合适的时间异步执行。
• 内存管理： block 遵循特定的内存管理规则，可避免循环引用等问题。

block 的三大类型

iOS 中有三种类型的 block：

1. 全局 block（NSGlobalBlock）： 存储在全局数据区，具有最长的生命周期。它一直存在于内存中，直到被显式释放。
2. 栈 block（NSStackBlock）： 存储在栈区，与调用它的函数具有相同的生命周期。当函数返回时，栈 block 将被释放。
3. 堆 block（NSMallocBlock）： 存储在堆区，由开发者负责管理其生命周期。它可以通过 malloc 函数分配，并通过 free 函数释放。

内存管理与 ARC

在 ARC 环境下，全局 block 和栈 block 的内存管理由编译器自动处理。而堆 block 则需要开发者手动释放。

全局 block： 全局 block 的生命周期与程序的整个运行周期一致，需要开发者手动释放。如果全局 block 中引用了外部变量，需要确保外部变量在 block 被释放之前仍然存在。

栈 block： 栈 block 的生命周期与调用它的函数相同。当函数返回时，栈 block 会被自动释放。ARC 会确保栈 block 中的外部变量在 block 被释放前仍然有效。

堆 block： 堆 block 的内存管理由开发者负责，需要通过 malloc 函数分配内存，并通过 free 函数释放。堆 block 中的外部变量可能不会被 ARC 自动管理，需要开发者手动处理。

避免内存泄漏

内存泄漏是 iOS 开发中常见的错误。在使用 block 时，应注意以下几点：

• 避免在全局 block 中引用外部变量，或确保外部变量在 block 被释放前仍然存在。
• 确保堆 block 在不再需要时被释放。
• 考虑使用 __weak 或 __unsafe_unretained 修饰符来管理外部变量的生命周期。

常见问题解答

1. 为什么使用 block？

block 可用于实现异步操作、避免循环引用，并允许在函数之间传递状态信息。

2. block 的生命周期是如何工作的？

block 的生命周期取决于其类型：全局 block 的生命周期最长，栈 block 与调用它的函数具有相同的生命周期，而堆 block 的生命周期由开发者管理。

3. 如何避免使用 block 导致的内存泄漏？

在全局 block 中避免引用外部变量，确保堆 block 在不再需要时被释放，并考虑使用 __weak 或 __unsafe_unretained 修饰符来管理外部变量的生命周期。

4. 哪种类型的 block 最适合我的用例？

全局 block 适用于需要长期存在的任务，如后台处理。栈 block 适用于临时任务，如事件处理。堆 block 可用于管理需要手动释放的内存。

5. 如何在 block 中访问外部变量？

block 可以通过使用 __block 修饰符来引用外部变量，这允许 block 修改外部变量的值。