原创出处:http://www./?p=255引言
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简介(copy一段)
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执行的代码,这是在编译的时候已经生成好的;
- 一个包含
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)。
Block基本语法
基本语法在本文就不赘述了,同学们自学。
Block的类型与内存管理
根据Block在内存中的位置分为三种类型NSGlobalBlock,NSStackBlock, NSMallocBlock。
- NSGlobalBlock:类似函数,位于text段;
- NSStackBlock:位于栈内存,函数返回后Block将无效;
- NSMallocBlock:位于堆内存。
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
Block的copy、retain、release操作 (还是copy一段)
不同于NSObjec的copy、retain、release操作:
- Block_copy与copy等效,Block_release与release等效;
- 对Block不管是retain、copy、release都不会改变引用计数retainCount,retainCount始终是1;
- NSGlobalBlock:retain、copy、release操作都无效;
- NSStackBlock:retain、release操作无效,必须注意的是,NSStackBlock在函数返回后,Block内存将被回收。即使retain也没用。容易犯的错误是[
[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。
- NSMallocBlock支持retain、release,虽然retainCount始终是1,但内存管理器中仍然会增加、减少计数。copy之后不会生成新的对象,只是增加了一次引用,类似retain;
- 尽量不要对Block使用retain操作。
Block对外部变量的存取管理
基本数据类型
1、局部变量
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
}
|
2、static修饰符的全局变量
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
}
|
3、__block修饰的变量
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。
注:Block被另一个Block使用时,另一个Block被copy到堆上时,被使用的Block也会被copy。但作为参数的Block是不会发生copy的
OBJC对象
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
非arc中的变量
先看一段代码(非arc)
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 | @interface MyClass : NSObject {
NSObject * _instanceObj;
}
@end
@implementation MyClass
NSObject * __globalObj = nil ;
- ( id ) init {
if ( self = [ super init]) {
_instanceObj = [[ NSObject alloc] init];
}
return self ;
}
- ( void ) test {
static NSObject * __staticObj = nil ;
__globalObj = [[ NSObject alloc] init];
__staticObj = [[ NSObject alloc] init];
NSObject * localObj = [[ NSObject alloc] init];
__block NSObject * blockObj = [[ NSObject alloc] init];
typedef void (^MyBlock)( void ) ;
MyBlock aBlock = ^{
NSLog ( @"%@" , __globalObj);
NSLog ( @"%@" , __staticObj);
NSLog ( @"%@" , _instanceObj);
NSLog ( @"%@" , localObj);
NSLog ( @"%@" , blockObj);
};
aBlock = [[aBlock copy ] autorelease];
aBlock();
NSLog ( @"%d" , [__globalObj retainCount]);
NSLog ( @"%d" , [__staticObj retainCount]);
NSLog ( @"%d" , [_instanceObj retainCount]);
NSLog ( @"%d" , [localObj retainCount]);
NSLog ( @"%d" , [blockObj retainCount]);
}
@end
int main( int argc, char *argv[]) {
@autoreleasepool {
MyClass* obj = [[[MyClass alloc] init] autorelease];
[obj test];
return 0;
}
}
|
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。
arc中的变量测试
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。
代码片段1(globalObject全局变量)
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 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 | NSString *__globalString = nil ;
- ( void )testGlobalObj
{
__globalString = @"1" ;
void (^TestBlock)( void ) = ^{
NSLog ( @"string is :%@" , __globalString); //string is :(null)
};
__globalString = nil ;
TestBlock();
}
- ( void )testStaticObj
{
static NSString *__staticString = nil ;
__staticString = @"1" ;
printf( "static address: %p\n" , &__staticString); //static address: 0x6a8c
void (^TestBlock)( void ) = ^{
printf( "static address: %p\n" , &__staticString); //static address: 0x6a8c
NSLog ( @"string is : %@" , __staticString); //string is :(null)
};
__staticString = nil ;
TestBlock();
}
- ( void )testLocalObj
{
NSString *__localString = nil ;
__localString = @"1" ;
printf( "local address: %p\n" , &__localString); //local address: 0xbfffd9c0
void (^TestBlock)( void ) = ^{
printf( "local address: %p\n" , &__localString); //local address: 0x71723e4
NSLog ( @"string is : %@" , __localString); //string is : 1
};
__localString = nil ;
TestBlock();
}
- ( void )testBlockObj
{
__block NSString *_blockString = @"1" ;
void (^TestBlock)( void ) = ^{
NSLog ( @"string is : %@" , _blockString); // string is :(null)
};
_blockString = nil ;
TestBlock();
}
- ( void )testWeakObj
{
NSString *__localString = @"1" ;
__weak NSString *weakString = __localString;
printf( "weak address: %p\n" , &weakString); //weak address: 0xbfffd9c4
printf( "weak str address: %p\n" , weakString); //weak str address: 0x684c
void (^TestBlock)( void ) = ^{
printf( "weak address: %p\n" , &weakString); //weak address: 0x7144324
printf( "weak str address: %p\n" , weakString); //weak str address: 0x684c
NSLog ( @"string is : %@" , weakString); //string is :1
};
__localString = nil ;
TestBlock();
}
|
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./blog/2014/04/16/nsstringte-xing-fen-xi-xue-xi/
循环引用retain cycle
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
|