《Objective-C高级编程》读书笔记--2.3.1--Blocks的实质

Blocks的原理，每当自己对知识体系有一定提升之后，再回过头来看一下曾经读过的书籍，会发现对它的理解逐步加深。借着读书笔记活动，立个小目标，把Block彻底搞明白，重读《Objective-C高级编程 iOS与OS X多线程和内存管理》第二章节block原理部分，一方面给自己做个笔记，另一方面加深以下印象。

block实质

block代码：

void (^blk)(void) = ^ {
        printf("Block");
    };
    blk();
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执行 xcrun -sdk iphonesimulator clang -rewrite-objc 源代码文件名 就能将含有Block的代码转换为C++的源代码。我是按照书上的示例，同样转换的main.m文件，转换完之后这里就会多出一个 main.cpp 的文件，打开很恐怖， 六万多行...

实际上和block相关的代码在最后几十行：

struct __main_block_impl_0 {
  struct __block_impl impl;
  struct __main_block_desc_0* Desc;
  __main_block_impl_0(void *fp, struct __main_block_desc_0 *desc, int flags=0) {
    impl.isa = &_NSConcreteStackBlock;
    impl.Flags = flags;
    impl.FuncPtr = fp;
    Desc = desc;
  }
};
static void __main_block_func_0(struct __main_block_impl_0 *__cself) {
        printf("Block");
    }

static struct __main_block_desc_0 {
  size_t reserved;
  size_t Block_size;
} __main_block_desc_0_DATA = { 0, sizeof(struct __main_block_impl_0)};
int main(int argc, char * argv[]) {

    void (*blk)(void) = ((void (*)())&__main_block_impl_0((void *)__main_block_func_0, &__main_block_desc_0_DATA));
    
    ((void (*)(__block_impl *))((__block_impl *)blk)->FuncPtr)((__block_impl *)blk);

    return 0;
}
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这就是我们一直在使用的block，因为都是struct结构看上去有点抽象，不过理解起来并不难。

首先先从 __main_block_func_0 函数开始，因为我们想要执行的回调看源码都是写在这个函数里面的，block使用的匿名函数（也就是我们定义的block）实际上被作为简单的 C语言 函数（ block__main_block_func_0 ）来处理，该函数的参数__cself相当于OC实例方法中指向对象自身的变量self，即__self为指向Block值的变量。__self与OC里面的self相同也是一个结构体指针，是 __main_block_impl_0 结构体的指针，这个结构体声明如下：

struct __main_block_impl_0 {
  struct __block_impl impl;
  struct __main_block_desc_0* Desc;
  __main_block_impl_0(void *fp, struct __main_block_desc_0 *desc, int flags=0) {
    impl.isa = &_NSConcreteStackBlock;
    impl.Flags = flags;
    impl.FuncPtr = fp;
    Desc = desc;
  }
};
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第一个变量是 impl ，也是一个结构体，声明如下：

struct __block_impl {
  void *isa;
  int Flags;
  int Reserved;
  void *FuncPtr;
};
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先看 FuncPrt ，这个就是 block 括号中函数的函数指针，调用它就能执行block括号中的函数，实际上在调用block的时候就是调用的这个函数指针，执行它指向的具体函数实现。 第二个成员变量是 Desc 指针，以下为其 __main_block_desc_0 结构体声明：

static struct __main_block_desc_0 {
  size_t reserved;
  size_t Block_size;
}
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其结构为今后版本升级所需的区域和Block的大小。 实际上 __main_block_impl_0 结构体展开最后就是这样：

struct __main_block_impl_0 {
  void *isa;
  int Flags;
  int Reserved;
  void *FuncPtr;
  struct __main_block_desc_0* Desc;
};
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还定义了一个初始化这个结构体的构造函数：

__main_block_impl_0(void *fp, struct __main_block_desc_0 *desc, int flags=0) {
    impl.isa = &_NSConcreteStackBlock;
    impl.Flags = flags;
    impl.FuncPtr = fp;
    Desc = desc;
  }
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这就是整个 __main_block_impl_0 结构体所包含的，既然定义了这个结构体的初始化函数，那在详细看一下它的初始化过程，实际上该结构体会像下面这样初始化：

isa = &_NSConcreteStackBlock;
Flags = 0;
Reserved = 0；
FuncPtr = __main_block_func_0;
Desc = &__main_block_desc_0_DATA;
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__main_block_func_0 这不就是上面说到的那个指向函数实现的那个函数指针，也就是说只需要调用到结构体里面的 FuncPtr 就能调用到我们的具体实现了。那这个构造函数在哪里初始化的，看上面的源码是在我们定义block的时候：

void (*blk)(void) = ((void (*)())&__main_block_impl_0((void *)__main_block_func_0, &__main_block_desc_0_DATA));
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简化为：

struct __mian_block_impl_0 tmp = __main_block_impl_0(__main_block_func_0, &__main_block_desc_0_DATA);
struct __main_block_impl_0 *blk = &tmp;
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该源代码将 __mian_block_impl_0 结构体类型的自动变量，即栈上生成的 __mian_block_impl_0 结构体实例的指针，赋值给 __mian_block_impl_0 结构体指针类型的变量blk。听起来有点绕，实际上就是我们最开始定义的 blk 为 __main_block_impl_0 结构体指针指向了 __main_block_impl_0 结构体的实例。

接下来看看 __main_block_impl_0 结构体实例的构造参数：

__main_block_impl_0(__main_block_func_0, &__main_block_desc_0_DATA);
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第一个参数为由Block语法转换的C语言函数指针，第二个参数是作为静态全局变量初始化的 __main_block_desc_0 结构体实例指针，以下为 __main_block_desc_0 结构体实例的初始化部分代码：

static struct __main_block_desc_0 __main_block_desc_0_DATA = { 
    0, 
    sizeof(struct __main_block_impl_0)
};
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即 __main_block_impl_0 结构体实例的大小。

接下来看看栈上的 __main_block_impl_0 结构体实例（ 即Block ）是如何根据这些参数进行初始化的。也就是 blk() 的具体实现：

((void (*)(__block_impl *))((__block_impl *)blk)->FuncPtr)((__block_impl *)blk);
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简化以下：

（*blk->impl.FuncPtr)(blk);
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FuncPtr 正是我们初始化 __main_block_desc_0 结构体实例时候传进去的函数指针，这里使用这个函数指针调用了这个函数，正如我们刚才所说的，有block语法转换的__ main_block_func_0 函数的指针被赋值成员变量 FuncPtr 中。 blk 也是作为参数进行传递的，也就是最开始讲到的 __cself 。到此 block 的初始化和调用过程就结束了。

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