Blocks篇：2.Blocks的调用过程及其对象本质
- Blocks实际上是通过支持Block的编译器，将其转换为标准的C代码进行编译。
- 我们可以使用clang的“-rewrite-objc”命令，将包含Block的源代码转换为C++代码，帮助理解。
1. Blocks的调用过程
多说无用，来个最简单的栗子说明吧：
// main.m
int main(int argc, const char * argv[]) {
@autoreleasepool {
// 声明并赋值myBlock
void (^myBlock)(void) = ^{
printf("Hello Block~\n");
};
// 调用myBlock
myBlock();
}
return 0;
}
- 使用"clang -rewrite-objc main.m"转换后的代码为：
// main.cpp
/** Block结构体 */
struct __block_impl {
/** 类型指针 */
void *isa;
int Flags;
int Reserved;
/** 函数指针 */
void *FuncPtr;
};
/** Block变量完整结构体声明 */
struct __main_block_impl_0 {
/** Block结构体实例 */
struct __block_impl impl;
/** 描述信息对象指针 */
struct __main_block_desc_0* Desc;
/** 本结构体的构造函数 */
__main_block_impl_0(void *fp, struct __main_block_desc_0 *desc, int flags=0) {
impl.isa = &_NSConcreteStackBlock; // isa指针赋值，即证明了Block是“对象”（由于默认clang没有开启ARC，ARC下这里是__NSGlobalBlock__，即_NSConcreteGlobalBlock）
impl.Flags = flags;
impl.FuncPtr = fp; // 函数指针赋值
Desc = desc; // 描述信息指针赋值
}
};
/** Block中真正的函数体 */
static void __main_block_func_0(struct __main_block_impl_0 *__cself) {
printf("Hello Block~\n");
}
/** Block描述结构体声明，并实例化 */
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)};
// 原main函数
int main(int argc, const char * argv[]) {
/* @autoreleasepool */
{
__AtAutoreleasePool __autoreleasepool;
// 声明了myBlock的C函数指针
// 指向了__main_block_impl_0的结构体实例
void (*myBlock)(void) = ((void (*)())&__main_block_impl_0((void *)__main_block_func_0, &__main_block_desc_0_DATA));
// 使用__block_impl实例中的函数指针FuncPtr进行函数调用（传入__block_impl实例的指针作为参数）
// 即为原 myBlock()
((void (*)(__block_impl *))((__block_impl *)myBlock)->FuncPtr)((__block_impl *)myBlock);
}
return 0;
}
- 以上代码中，在main函数中，简化后的myBlock声明为：
// 创建 __main_block_impl_0结构体实例
struct __main_block_impl_0 tmp = __main_block_impl_0(__main_block_func_0, &__main_block_desc_0_DATA);
// 赋值给__main_block_impl_0结构体的指针
struct __main_block_impl_0 *myBlock = &tmp;
- 简化后的myBlock调用为：
// 获取结构体实例中的myImpl成员
__block_impl myImpl = (*myBlock).impl;
// myImpl的FuncPtr成员即为真正的函数指针，直接进行调用并传参
(myImpl.FuncPtr)(*myBlock);
由此，在编译期间，我们了解了Blocks的声明和整个调用过程：
- 系统在原声明Block的生命周期外，生成静态的相关Block结构体、描述信息结构体和执行函数等。
- 在原声明Block的生命周期内部，使用相关结构体创建并生成Block的实例。
- 根据生成的Block实例，找到其中的C函数指针，进行调用。
2.Blocks是对象
对于Block变量的本质，上面代码中可以看出：
- 在Block的结构体__block_impl中，包含了isa成员变量，是（void *）类型；
- isa变量在初始化Block时，赋值的是_NSConcreteStackBlock的地址；
2.1 isa
我们知道，isa标识的是OC对象的类型。在objc-private.h中可以找到声明：
// objc_object
struct objc_object {
private:
isa_t isa;
public:
...
}
// isa_t
union isa_t {
...
// 指向的是对应的Class
Class cls;
...
}
/** id是objc_object结构体指针（id即为OC对象）*/
typedef struct objc_object *id;
/** Class是objc_class结构体指针 */
typedef struct objc_class *Class;
// objc_class
struct objc_class : objc_object {
// Class ISA;
Class superclass;
...
}
在以上代码中可以看到：
- id（我们说的OC对象），即objc_object结构体指针，其类型的实质，就是isa联合体的cls成员，也就是指向的Class；
- 由于objc_class“继承”了objc_object结构体，故其中也包含了isa成员，即“类”也标识了自己所属的类（metaclass，说多了...）。
2.2 _NSConcreteStackBlock类型
- 对于_NSConcreteStackBlock，我们可以在main.cpp中找到其声明：
// Runtime copy/destroy helper functions (from Block_private.h)
#ifdef __OBJC_EXPORT_BLOCKS
...
extern "C" __declspec(dllexport) void *_NSConcreteGlobalBlock[32];
extern "C" __declspec(dllexport) void *_NSConcreteStackBlock[32];
#else
...
__OBJC_RW_DLLIMPORT void *_NSConcreteGlobalBlock[32];
__OBJC_RW_DLLIMPORT void *_NSConcreteStackBlock[32];
#endif
可以看到，_NSConcreteStackBlock声明的是一个数组的指针。
- 而在GNUStep的开源版本中，我们找到了直接支持”Block是对象“的证据：
struct objc_class _NSConcreteGlobalBlock;
struct objc_class _NSConcreteStackBlock;
struct objc_class _NSConcreteMallocBlock;
故我们可以将Block看做是OC对象。