使用block已经有一段时间了,感觉自己了解的还行,但是几天前看到CocoaChina上一个关于block的小测试主题 : 【小测试】你真的知道blocks在Objective-C中是怎么工作的吗?,发现竟然做错了几道, 才知道自己想当然的理解是错误的,所以抽时间学习了下,并且通过一些测试代码进行测试,产生这篇博客。
Block作为C语言的扩展,并不是高新技术,和其他语言的闭包或lambda表达式是一回事。需要注意的是由于Objective-C在iOS中不支持GC机制,使用Block必须自己管理内存,而内存管理正是使用Block坑最多的地方,错误的内存管理 要么导致return cycle内存泄漏要么内存被提前释放导致crash。 Block的使用很像函数指针,不过与函数最大的不同是:Block可以访问函数以外、词法作用域以内的外部变量的值。换句话说,Block不仅 实现函数的功能,还能携带函数的执行环境。
可以这样理解,Block其实包含两个部分内容
Block执行时需要的所有外部变量值
的数据结构。 Block将使用到的、作用域附近到的变量的值
建立一份快照拷贝到栈上。Block与函数另一个不同是,Block类似ObjC的对象,可以使用自动释放池管理内存(但Block并不完全等同于ObjC对象,后面将详细说明)。
基本语法在本文就不赘述了,同学们自学。
根据Block在内存中的位置分为三种类型NSGlobalBlock,NSStackBlock, NSMallocBlock。
1、NSGlobalBlock如下,我们可以通过是否引用外部变量识别,未引用外部变量即为NSGlobalBlock,可以当做函数使用。
1 2 3 4 5 6 7 8 9 | { //create a NSGlobalBlock float (^sum)( float , float ) = ^( float a, float b){ return a + b; }; NSLog ( @"block is %@" , sum); //block is <__NSGlobalBlock__: 0x47d0> } |
2、NSStackBlock如下:
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 | { NSArray *testArr = @[ @"1" , @"2" ]; void (^TestBlock)( void ) = ^{ NSLog ( @"testArr :%@" , testArr); }; NSLog ( @"block is %@" , ^{ NSLog ( @"test Arr :%@" , testArr); }); //block is <__NSStackBlock__: 0xbfffdac0> //打印可看出block是一个 NSStackBlock, 即在栈上, 当函数返回时block将无效 NSLog ( @"block is %@" , TestBlock); //block is <__NSMallocBlock__: 0x75425a0> //上面这句在非arc中打印是 NSStackBlock, 但是在arc中就是NSMallocBlock //即在arc中默认会将block从栈复制到堆上,而在非arc中,则需要手动copy. } |
3、NSMallocBlock只需要对NSStackBlock进行copy操作就可以获取,但是retain操作就不行,会在下面说明
不同于NSObjec的copy、retain、release操作:
[mutableAarry addObject:stackBlock]
,(补:在arc中不用担心此问题,因为arc中会默认将实例化的block拷贝到堆上)在函数出栈后,从mutableAarry中取到的stackBlock已经被回收,变成了野指针。正确的做法是先将stackBlock copy到堆上,然后加入数组:[mutableAarry addObject:[[stackBlock copy] autorelease]]
。支持copy,copy之后生成新的NSMallocBlock类型对象。局部自动变量,在Block中只读。Block定义时copy变量的值,在Block中作为常量使用,所以即使变量的值在Block外改变,也不影响他在Block中的值。
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 | { int base = 100; long (^sum)( int , int ) = ^ long ( int a, int b) { return base + a + b; }; base = 0; printf( "%ld\n" ,sum(1,2)); // 这里输出是103,而不是3, 因为块内base为拷贝的常量 100 } |
因为全局变量或静态变量在内存中的地址是固定的,Block在读取该变量值的时候是直接从其所在内存读出,获取到的是最新值,而不是在定义时copy的常量.
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 | { static int base = 100; long (^sum)( int , int ) = ^ long ( int a, int b) { base++; return base + a + b; }; base = 0; printf( "%ld\n" ,sum(1,2)); // 这里输出是4,而不是103, 因为base被设置为了0 printf( "%d\n" , base); // 这里输出1, 因为sum中将base++了 } |
Block变量,被__block修饰的变量称作Block变量。 基本类型的Block变量等效于全局变量、或静态变量。
block对于objc对象的内存管理较为复杂,这里要分static global local block变量分析、还要分非arc和arc分析
先看一段代码(非arc)
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执行结果为1 1 1 2 1。
__globalObj和__staticObj在内存中的位置是确定的,所以Block copy时不会retain对象。
_instanceObj在Block copy时也没有直接retain _instanceObj对象本身,但会retain self。所以在Block中可以直接读写_instanceObj变量。
localObj在Block copy时,系统自动retain对象,增加其引用计数。
blockObj在Block copy时也不会retain。
由于arc中没有retain,retainCount的概念。只有强引用和弱引用的概念。当一个变量没有__strong的指针指向它时,就会被系统释放。因此我们可以通过下面的代码来测试。
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由以上几个测试我们可以得出:
1、只有在使用local变量时,block会复制指针,且强引用指针指向的对象一次。其它如全局变量、static变量、block变量等,block不会拷贝指针,只会强引用指针指向的对象一次。
2、即时标记了为__weak或__unsafe_unretained的local变量。block仍会强引用指针对象一次。(这个不太明白,因为这种写法可在后面避免循环引用的问题)这个问题已经知道了,因为我例子中用的是NSString, 而NSString特性有些特殊,可以参考我的另外一篇博客 http://blog.cnbluebox.com/blog/2014/04/16/nsstringte-xing-fen-xi-xue-xi/
循环引用指两个对象相互强引用了对方,即retain了对方,从而导致谁也释放不了谁的内存泄露问题。如声明一个delegate时一般用assign而不能用retain或strong,因为你一旦那么做了,很大可能引起循环引用。在以往的项目中,我几次用动态内存检查发现了循环引用导致的内存泄露。
这里讲的是block的循环引用问题,因为block在拷贝到堆上的时候,会retain其引用的外部变量,那么如果block中如果引用了他的宿主对象,那很有可能引起循环引用,如:
1 2 3 4 | self .myblock = ^{ [ self doSomething]; }; |
为测试循环引用,写了些测试代码用于避免循环引用的方法,如下,(只有arc的,懒得做非arc测试了)
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 | - ( void )dealloc { NSLog ( @"no cycle retain" ); } - ( id )init { self = [ super init]; if ( self ) { #if TestCycleRetainCase1 //会循环引用 self .myblock = ^{ [ self doSomething]; }; #elif TestCycleRetainCase2 //会循环引用 __block TestCycleRetain *weakSelf = self ; self .myblock = ^{ [weakSelf doSomething]; }; #elif TestCycleRetainCase3 //不会循环引用 __weak TestCycleRetain *weakSelf = self ; self .myblock = ^{ [weakSelf doSomething]; }; #elif TestCycleRetainCase4 //不会循环引用 __unsafe_unretained TestCycleRetain *weakSelf = self ; self .myblock = ^{ [weakSelf doSomething]; }; #endif NSLog ( @"myblock is %@" , self .myblock); } return self ; } - ( void )doSomething { NSLog ( @"do Something" ); } int main( int argc, char *argv[]) { @autoreleasepool { TestCycleRetain* obj = [[TestCycleRetain alloc] init]; obj = nil ; return 0; } } |
经过上面的测试发现,在加了__weak和__unsafe_unretained的变量引入后,TestCycleRetain方法可以正常执行dealloc方法,而不转换和用__block转换的变量都会引起循环引用。
因此防止循环引用的方法如下:
__unsafe_unretained TestCycleRetain *weakSelf = self;
end
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