Block底层原理

#Block底层原理
##__block的内存管理

• 当block内部引用外部变量，block内部会去拥有这个对象。
• 一旦block从栈上拷贝到堆上，会调用block内部的一个copy函数，而这个copy函数就会调用一个block_object_assgin函数，对内部胸有的这个对象进行一个强引用或者弱引用。
• 当使用weak去访问，block内部修饰符变成weak，而且block依然是有拷贝到堆上的，还是会调用block内部的block_object_assgin函数，对weak修饰的对象进行一个引用操作，这个时候就是一个弱引用。
• 一旦block内部要访问对象的话，block底层结构__mian_block_impl_0里面的Desc就会多两个函数成员，一个copy一个dispose。
• block内部使用未修饰的变量时，里面牵扯不到访问外部的对象所以不需要内存管理相关的函数。
• 一旦加block修饰，block底层就会有多了两个内存管理相关的成员函数，就会调用block_object_assgin这个函数，对结构体里的对象进行操作，结构体内部会对block包装成的对象进行内存管理。
• 当block在栈上时，并不会对__block变量进行强引用。
• 假设blcok的内存如果是在栈上的，它并不会被block捕获到内部的__Block_byref_xx_0这个变量进行强引用。
• 一旦blcok被拷贝到堆上，它会调用blcok内部的mian_block_copy_0函数，内部又会调用block_object_assgin函数，block_object_assgin会对block形成强引用，相当于retain操作。
• block内部有一个捕获的成员变量block_byref_xx_0 *xx，block内部的这个变量的指针就会指向block_byref_xx_0这个结构体，指向__block变量包装成的一个对象，这个引用就是一个强引用，一旦blcok被拷贝到堆上的话，它内部的变量就会对这个对象形成强引用。
• block修饰的局部变量和内部引用外部变量的block，默认情况下是在栈上的。在ARC环境下面，一旦blcok是被强引用引用着的，系统会对栈上的block进行copy操作，这个时候block就会拷贝到堆上去。局部变量正常是在栈上面，那这个时候这个局部变量已经被捕获到了堆上去了，那block包装成的这个结构体对象函数里面的内容还是在栈上，那用堆上的变量去指向栈上的的结构体这样肯定是有问题的。
• 系统会帮我们做这么一个事情，假设有两个block0和block1，这两个block都用到了block变量，一开始他们都是在栈上，加入对block0进行copy操作，肯定会把它copy到堆上去，block0一旦拷贝到堆上会自动将block0内部使用到的block变量的内存也拷贝到堆上去，而且堆上的block0内部会对拷贝过来block变量形成一个强引用。如果block1也复制到堆上，那block1会对它当初内部使用到的block变量也是一个强引用，由于block变量上一次已经被拷贝到堆上面，所以这次block1拷贝到堆上面，block就不会再次拷贝到对上面了。
• 当block从内存中移除时会调用block内部的dispose函数，dispose函数内部又会调用Block_object_dispose函数，将这个对象的结构体传进去进行一次dispose操作，Block_object_dispose函数会自动释放引用的__block变量，相当于release操作。
• 比如说堆上的block强引用着block变量，一旦block销毁从堆中移除了，这个时候就会去释放这个block变量，这个时候两个就都销毁了。还有一种情况，两个block都强引用着一个block变量，那么其中一个block0释放了，那么block变量会做一次release操作，相当于一个强引用释放掉了，但是还有一个block1强引用着这个block变量，所以它并不能完全销毁。但是如果另外一个block1也销毁了，那么没有任何block引用block了，这次再进行一次release操作就可以达到一个完全释放的效果。
• 为什么要这样管理内存呢？首先block内部捕获的成员变量包装成一个对象block_byref_xx_0结构体内部有一个和对象类似的东西isa，这样明摆的就是一个对象，既然是一个对象的话，肯定要对它进行相应的内存管理。为什么block对它进行强引用要block对它进行管理呢？因为block_byref_xx_0这个结构体是直接在block内部使用的，既然是blcok内部使用的，block就要对它内存管理进行负责，所以由blcok决定什么时候把它放到堆上去，什么时候把它从堆中移除，这些都是由block决定的。
• 当blcok内部访问外部自动类型的对象，然后block拷贝到堆上的时候，就是调用block内部的main_blcok_copy_0函数，内部又会调用block_object_assgin函数，如果内部访问的是普通对象，它会根据外部捕获进到block内部的修饰符是strong还是__weak来决定是进行强引用或者弱引用。
• block能不能和weak一起修饰基本数据类型？__weak只应用于OC对象或者block指针类型，不能用来修饰int等基本数据类型。
• block修饰的对象block内部会对它进行强引用，weak修饰的普通对象block内部会根据外部捕获进来的修饰对象决定是强引用还是弱引用。
• block内部引用没有任何修饰的局部变量，会将局部变量的值直接捕获到block内部。block内部引用使用block修饰的局部变量，会将这个局部变量包装成一个结构体对象，block内部就保留引用这个结构体的指针，相当于这个结构体指针会指向这个结构体，这个结构体内部会有这个捕获进来的局部变量的具体值。
  ##对象类型的Aotu变量、block变量
  相同点：
• 当blcok在栈上时都不会对它们产生强引用。
• 当blcok拷贝到堆上时，都会通过block内部的__main_blcok_copy_0函数通过_Block_object_assgin来对他们进行retain操作。
• 当block从堆中移除时，都会通过block内部的__Block_object_dispose函数来对它们进行释放也就release操作。
• 如果是普通对象传进入的值是3，如果是__block变量。
  不同点：（引用上方面）
• 当blcok调用copy_0函数会对对象进行引用，如果传进来的是对象类型的，这取决于当初block内部是如何访问，如果当初内部是通过弱引用访问外部变量的，那么block的_Block_object_assgin函数对它进行的就是弱引用；如果当初内部是通过强引用来访问外部的变量的，那么_Block_object_assgin就会对它进行强引用。
• 如果是block修饰的变量，是不分强引用或者弱引用的。一旦是block修饰的变量的话，_Block_object_assgin函数产生的直接就是强引用，对它进行一次retain操作。
• weak是不存在修饰基本数据类型的。
  ##block的_forwarding指针
• 如果在block内部对外部变量进行赋值操作，block会将这个值赋值到Block_byref_xx_0结构体内部的变量当中去。它是如何进行赋值的呢？它是通过block的Block_byref_xx_0这个指向结构体的指针，相当于利用这个指针拿到结构体里面的。它会利用这个结构体指针拿到它里面的一个forwarding指针，再通过forwarding去拿这个变量的值进行赋值操作。因为forwarding这个指针是指向它自己的，通过forwarding指针拿到自己，再通过自己拿到里面的成员变量来访问这个值。为什么会这样设计呢？block变量可能一开始的时候是存储在栈上的，当block内部访问这个变量会被拷贝到堆上，而block引用的也是堆上的变量，所以一定要保证这个变量是存储在堆上的，为了防止这个变量还是存储在栈上面，那么就可以通过forwarding指针。
• 如果block变量是存储在栈上的，那么forwarding就是指向自己。
• 一旦block复制到堆上去，它会让栈上block变量的forwarding指针指向复制到堆上的block结构体对象，而堆上的block结构体内部的__forwarding指针指向堆上的自己。
• 这样有什么好处？假设这个变量还是再栈上，block内部访问的还是栈上的变量的话，那么通过这个变量的forwarding指针拿到的就是复制到堆上的block，然后再通过堆上的block去访问这个block变量，就能保证这个变量是赋值在堆结构体的内存中。

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