深度圍觀block 三

blocks1

本文由破船

譯自galloway

本文是深度圍觀block的第三篇文章，也是最後一篇。希望讀者閱讀了之後，對block有更加深入的理解，同時也希望之前對組合語言恐懼或者陌生的讀者轉變看法，其實只要你用心去看，去學，很容易就搞懂的。

。本文話費了很長時間才出爐。實際上，幾個月之前就已經打好草稿了，只不過一直忙於寫我的這本書:effective objective-c 2.0

，所以沒有時間完成本文。

接著之前的兩篇文章：深度圍觀block：第一集

和深度圍觀block：第二集

，本文將更進一步了解當block被拷貝時發生了什麼。可能你已經聽過這樣的說辭「block開始於棧」，以及「如果你希望將block儲存下來，以便後續使用，那麼必須對block進行拷貝」。那麼，這是為什麼呢？而在拷貝過程中實際又會發生什麼情況？我一直在思考拷貝block時是利用了什麼機制。就如之前介紹的block在進行值拷貝時發生了什麼。本文我將揭曉這些疑問。

通過第一集

和第二集

block_layout

在第二集

中，我們也知道了當block初始化的時候，會在棧中建立像上圖這樣的乙個結構。由於這個結構是在棧上，而在棧空間是會被重複使用的。那麼如果我們想要在以後繼續使用該block，就必須要對block進行拷貝操作。拷貝操作需要呼叫block_copy()

函式，或者可以理解為給block傳送乙個copy

訊息(因為block可以看成乙個objective-c物件)，這也會呼叫block_copy()

函式。下面我們就來看看block_copy()函式都做了什麼。

我們首先來看看block.h

檔案，在這裡面可以看到如下定義：

#define block_copy(...) ((__typeof(__va_args__))_block_copy((const void *)(__va_args__)))
void *_block_copy(const void *arg);

可以看出，block_copy()

實際上就是乙個巨集定義(#define

)，該巨集定義將傳入的引數(const void *

)做強制型別轉換，然後再傳給_block_copy()

。我們也可以在實現檔案runtime.c

中找到_block_copy()

的原型：

void *_block_copy(const void *arg)

上面的方法呼叫了_block_copy_internal()

函式，並傳入block本身(arg)以及wants_one

。要弄白具體意思，需要檢視_block_copy_internal方法的實現，該方法也是在runtime.c

static void *_block_copy_internal(const void *arg, const int flags) 
// 4
else if (ablock->flags & block_is_global) 
// 5
struct block_layout *result = malloc(ablock>descriptor->size);
if (!result) return (void *)0;
// 6
memmove(result, ablock, ablock->descriptor->size); // bitcopy first
// 7
result->flags &= ~(block_refcount_mask); // *** not needed
result->flags |= block_needs_free | 1;
// 8
result->isa = _nsconcretemallocblock;
// 9
if (result->flags & block_has_copy_dispose) 
return result;
}

下面來看看該方法都做了些什麼事情：

1、如果傳入的引數是null

則直接返回null

。這樣可以保證傳入乙個null

block時函式的安全性。

2、將引數強制轉換為乙個指標，該指標指向乙個block_layout

結構物件。實際上在第一集

中就介紹了block_layout結構：這是乙個內部使用的資料結構，該結構組成乙個block，其中包含乙個block的實現函式，以及另外幾個元資料。

3、如果block的flags包含block_needs_free，說明這是乙個堆block(a heap block)。這種情況下，需要做的事情就是增加引用計數(reference count)，然後將同乙個的block返回。

4、如果block是乙個全域性block(參考第一集

)，那麼不用做任何事情，直接返回同乙個block即可——因為全域性block是乙個單例(singleton)。

5、如果到這一步了，可以肯定該block肯定被分配在棧上。這種情況，需要將block拷貝到堆上。這也是最有趣的一部分。首先是利用malloc()函式在堆上建立block對應size大小的記憶體空間。如果失敗了，就返回null

，否則繼續往下執行。

6、利用memmove()

函式將分配在棧中的block按位拷貝至剛剛在堆上分配的空間中。按位拷貝可以確保block中的所有元資料都能準確的進行拷貝，例如block的descriptor。

7、接著需要更新一下block的flags。第一行**是確保引用計數被設定為0。後面緊跟的注釋表示這不是必須的——估計此時引用計數已經是0了。我猜測這行**的作用是為了防止潛在的bug，會引起引用計數不為0的情況。第二行**是設定block_needs_free

標誌，這標示該block是乙個堆block，當引用計數變為0時，需要free

掉。後面緊跟的| 1

是將block的引用計數設定為1。

8、將block的isa

指標設定為 _nsconcretemallocblock，這就意味著該block是乙個堆block。

9、最後，如果block有乙個拷貝輔助函式(a copy helper function)，那麼就呼叫它。如果有必要的話，表一起會生成乙個拷貝輔助函式。例如block需要拷貝物件的時候，拷貝輔助函式會retain住已經拷貝的物件。

思路很清晰吧！現在你應該知道當block被拷貝時會發什麼了！下面還需要了解一下當release時又回發生什麼？

與block_copy對應的是block_release()。同樣，block_release()也是乙個巨集定義，如下所示：

#define block_release(...) _block_release((const void *)(__va_args__))

實際上，跟block_copy()

類似，block_release()

會為我們把引數進行強制型別轉換。這樣開發者就不用親自來處理轉換的事情了。

下面我們來看看_block_release()

void _block_release(void *arg) 
// 5
else if (ablock->flags & block_is_global) 
// 6
else 
}

來看看他們都做了些什麼：

1、首先將引數強制轉換為block_layout

結構。如果傳入的是null

，那麼為了函式的安全起見，將直接返回。

2、將block的引用計數標誌位減1(還記得block_copy()

中將這個引用計數標誌位設定為1嗎？)。

3、如果newcount大於0，說明還有別的物件引用了這個block，所以並不需要立即釋放block，只需簡單的返回即可。

4、否則，如果flags中包含block_needs_free

，那麼說明這個block是分配到堆上的，並且如果引用計數為0，那麼需要釋放這個block。首先是呼叫了block的dispose輔助函式，該函式跟copy輔助函式相反，負責做相反的操作，例如釋放掉所有在block中拷貝的變數等。最後使用_block_deallocator

函式釋放掉block，如果你去runtime.c

檔案中看看，會發現該函式的尾部是乙個指向free

的函式指標，也就是釋放掉malloc

分配的記憶體。

5、如果block是全域性的，那麼什麼事情也不用做。

6、如果**執行到這裡了，會發生一些奇怪的事情：因為正在嘗試將棧上的block釋放掉，所以這行**是為了提醒開發者的。在程式實際執行過程中，永遠不會看到這裡的提示。

coool！就是這些了，沒有更多，也沒有再複雜的東西了！

本文也是我深度圍觀block的最後一篇。其中有一些內容也可也在我的這本書中找到：effective objective-c 2.0

。這一系列文章介紹了如何有效的使用block，並且如果你對block感興趣的話，這系列的內容也可以幫助你更加深入的了解block。

本文由破船

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