跳到主要内容

Block

问题​

OC 中 Block 的本质是什么？Block 有几种类型？Block 如何捕获变量？__block 的作用原理？

答案​

Block 的本质​

Block 本质是一个封装了函数调用及其上下文的 OC 对象。编译器会将 Block 转换为一个结构体：

// OC 代码
int multiplier = 3;
int (^block)(int) = ^(int num) {
    return num * multiplier;
};

// 编译后的结构体（简化）
struct __block_impl {
    void *isa;        // 指向类对象，证明 Block 是对象
    int Flags;
    int Reserved;
    void *FuncPtr;    // 指向实际执行的函数
};

struct __main_block_impl {
    struct __block_impl impl;
    int multiplier;   // 捕获的变量（值拷贝）
};

Block 的三种类型​

类型存储区域场景
__NSGlobalBlock__数据段不捕获外部变量
__NSStackBlock__栈捕获外部变量，未 copy
__NSMallocBlock__堆__NSStackBlock__ 被 copy 后
// GlobalBlock：不访问外部变量
void (^globalBlock)(void) = ^{
    NSLog(@"hello");
};
NSLog(@"%@", [globalBlock class]); // __NSGlobalBlock__

// MallocBlock：ARC 下自动 copy 到堆
int x = 10;
void (^mallocBlock)(void) = ^{
    NSLog(@"%d", x);  // 捕获了外部变量
};
NSLog(@"%@", [mallocBlock class]); // __NSMallocBlock__
ARC 自动 copy

在 ARC 环境下，以下场景 Block 会自动从栈拷贝到堆：

  1. 赋值给 __strong 变量
  2. 作为函数返回值
  3. 传入包含 usingBlock 的 Cocoa API
  4. 传入 GCD API

变量捕获​

变量类型捕获方式Block 内可修改
局部变量（基本类型）值拷贝❌
局部变量（对象类型）指针拷贝（强引用）可修改对象属性，不可修改指针
__block 修饰的变量指针引用（包装成结构体）✅
静态局部变量指针引用✅
全局变量不捕获（直接访问）✅
int a = 10;
__block int b = 20;
static int c = 30;

void (^block)(void) = ^{
    // a = 100;   // ❌ 编译错误：值拷贝，不可修改
    b = 200;      // ✅ __block 变量可修改
    c = 300;      // ✅ 静态变量通过指针访问
};

__block 原理​

__block 将变量包装成一个结构体对象，Block 捕获的是结构体的指针：

__block int age = 10;

// 编译后：age 被包装
struct __Block_byref_age {
    void *__isa;
    struct __Block_byref_age *__forwarding;  // 指向自身（copy 后指向堆上的副本）
    int age;  // 实际的值
};

// Block 持有 __Block_byref_age 的指针
// 通过 __forwarding->age 访问，保证栈和堆都能访问到同一个值
__forwarding 指针的作用

当 __block 变量从栈拷贝到堆后：

  • 栈上的 __forwarding → 指向堆上的结构体
  • 堆上的 __forwarding → 指向自身

这样无论通过栈还是堆上的结构体访问，都能拿到堆上的最新值。

Block 循环引用​

// ❌ 循环引用
self.block = ^{
    [self doSomething];  // self → block → self
};

// ✅ __weak 打破
__weak typeof(self) weakSelf = self;
self.block = ^{
    __strong typeof(weakSelf) strongSelf = weakSelf;
    if (!strongSelf) return;
    [strongSelf doSomething];
};

// ✅ __block 打破（需要手动置 nil）
__block ViewController *blockSelf = self;
self.block = ^{
    [blockSelf doSomething];
    blockSelf = nil;  // 执行后打破循环
};

常见面试问题​

Q1: Block 为什么用 copy 修饰？​

答案：

MRC 时代，Block 默认在栈上，赋值给属性时需要 copy 到堆上以延长生命周期。ARC 下 strong 和 copy 效果一样（编译器自动 copy），但用 copy 是历史惯例，也能明确表达语义。

Q2: 在 Block 中修改 NSMutableArray 需要 __block 吗？​

答案：

不需要。__block 用于修改指针本身。对可变集合的 addObject:、removeObject: 等操作是修改对象内容（通过指针调用方法），不需要修改指针，所以不需要 __block。

NSMutableArray *arr = [NSMutableArray array];
void (^block)(void) = ^{
    [arr addObject:@"item"];  // ✅ 不需要 __block
    // arr = [NSMutableArray array]; // ❌ 需要 __block 才能修改指针本身
};

Q3: Block 中使用 weakSelf 后还需要 strongSelf 吗？​

答案：

需要（在异步场景中）。weakSelf 可能在 Block 执行过程中变为 nil，导致后续操作无效甚至崩溃。strongSelf 确保在 Block 执行期间 self 不会被释放。Block 执行完毕后 strongSelf 就是局部变量会自动释放，不会造成循环引用。

相关链接​