iOS 中的 block 是如何持有对象的

424 查看

关注仓库，及时获得更新：iOS-Source-Code-Analyze

Block 是 Objective-C 中笔者最喜欢的特性，它为 Objective-C 这门语言提供了强大的函数式编程能力，而最近苹果推出的很多新的 API 都已经开始原生的支持 block 语法，可见它在 Objective-C 中变得越来越重要。

这篇文章并不会详细介绍 block 在内存中到底是以什么形式存在的，主要会介绍 block 是如何持有并且释放对象的。文章中的代码都出自 Facebook 开源的用于检测循环引用的框架 FBRetainCycleDetector，这是分析该框架文章中的最后一篇，也是笔者觉得最有意思的一部分。

如果你希望了解 FBRetainCycleDetector 的原理可以阅读如何在 iOS 中解决循环引用的问题以及后续文章。

为什么会谈到 block

可能很多读者会有这样的疑问，本文既然是对 FBRetainCycleDetector 解析的文章，为什么会提到 block？原因其实很简单，因为在 iOS 开发中大多数的循环引用都是因为 block 使用不当导致的，由于 block 会 retain 它持有的对象，这样就很容易造成循环引用，最终导致内存泄露。

在 FBRetainCycleDetector 中存在这样一个类 FBObjectiveCBlock，这个类的 - allRetainedObjects 方法就会返回所有 block 持有的强引用，这也是文章需要关注的重点。

- (NSSet *)allRetainedObjects {

NSMutableArray *results = [[[super allRetainedObjects] allObjects] mutableCopy];

__attribute__((objc_precise_lifetime)) id anObject = self.object;

void *blockObjectReference = (__bridge void *)anObject;

NSArray *allRetainedReferences = FBGetBlockStrongReferences(blockObjectReference);

for (id object in allRetainedReferences) {

FBObjectiveCGraphElement *element = FBWrapObjectGraphElement(self, object, self.configuration);

if (element) {

[results addObject:element];

}

return [NSSet setWithArray:results];

}

这部分代码中的大部分都不重要，只是在开头调用父类方法，在最后将获取的对象包装成一个系列 FBObjectiveCGraphElement，最后返回一个数组，也就是当前对象 block 持有的全部强引用了。

Block 是什么？

对 block 稍微有了解的人都知道，block 其实是一个结构体，其结构大概是这样的：

struct BlockLiteral {

void *isa;

int flags;

int reserved;

void (*invoke)(void *, ...);

struct BlockDescriptor *descriptor;

};

struct BlockDescriptor {

unsigned long int reserved;

unsigned long int size;

void (*copy_helper)(void *dst, void *src);

void (*dispose_helper)(void *src);

const char *signature;

};

在 BlockLiteral 结构体中有一个 isa 指针，而对 isa了解的人也都知道，这里的 isa 其实指向了一个类，每一个 block 指向的类可能是 __NSGlobalBlock__、__NSMallocBlock__ 或者 __NSStackBlock__，但是这些 block，它们继承自一个共同的父类，也就是 NSBlock，我们可以使用下面的代码来获取这个类：

static Class _BlockClass() {

static dispatch_once_t onceToken;

static Class blockClass;

dispatch_once(&onceToken, ^{

void (^testBlock)() = [^{} copy];

blockClass = [testBlock class];

while(class_getSuperclass(blockClass) && class_getSuperclass(blockClass) != [NSObject class]) {

blockClass = class_getSuperclass(blockClass);

}

[testBlock release];

});

return blockClass;

}

Objective-C 中的三种 block __NSMallocBlock__、__NSStackBlock__ 和 __NSGlobalBlock__ 会在下面的情况下出现：

	ARC	非 ARC
捕获外部变量	`__NSMallocBlock__` `__NSStackBlock__`	`__NSStackBlock__`
未捕获外部变量	`__NSGlobalBlock__`	`__NSGlobalBlock__`

在 ARC 中，捕获外部了变量的 block 的类会是 __NSMallocBlock__ 或者 __NSStackBlock__，如果 block 被赋值给了某个变量在这个过程中会执行 _Block_copy 将原有的 __NSStackBlock__ 变成 __NSMallocBlock__；但是如果 block 没有被赋值给某个变量，那它的类型就是 __NSStackBlock__；没有捕获外部变量的 block 的类会是 __NSGlobalBlock__ 即不在堆上，也不在栈上，它类似 C 语言函数一样会在代码段中。
在非 ARC 中，捕获了外部变量的 block 的类会是 __NSStackBlock__，放置在栈上，没有捕获外部变量的 block 时与 ARC 环境下情况相同。

如果我们不断打印一个 block 的 superclass 的话最后就会在继承链中找到 NSBlock 的身影：

block-superclass

然后可以通过这种办法来判断当前对象是不是 block：