ObjectiveC中block为什么不能修改变量

2017-08-25 12:04

几乎每一个iOS开发者都知道，在block中无法修改非静态局部变量的值，也知道解决方案是用__block来修饰一下变量。

但是，有没有深入地思考挖掘过呢？比如：

1.为什么block中无法修改非静态局部变量呢？

第一反应是变量是值传递到block中的，故无法修改。为什么对待非静态局部变量不能像对待静态局部变量那样，直接用指针传递呢？说到这就不得不说，静态局部变量和非静态局部变量的区别了，静态变量存在于应用程序的整个生命周期，而非静态局部变量，仅仅是存在于一个局部的上下文中。如果block执行过程中其所指向的非静态局部变量还没有被栈回收的话，这样执行是ok，然后绝大多数情况下，block都是延后执行的，故这样非常不妥。

在谈为什么加__block可以解决此问题之前，我们先讨论一个问题，为什么需要我们手动的去添加__block呢，编译器不能默认都给加上__block呢？如果编译器这么干了，那么block中所用到的非静态全局变量在block中都是可以修改的，其实block就是一个匿名函数，而非静态变量相对于block而言就是外部变量，这就是典型的在函数内修改外部变量，造成了副作用啊。此外，这么干也是有违非静态变量的初衷，造成了极大的混乱。所以，编译器默认都加上__block修饰符是不妥的，只能将这个决定权交给开发者自己去决定是加__block还是不加。

2.加__block后是什么鬼？

通过clang 重写源代码可以发现用__block修饰后，原来的变量已经被替换成一个与之相对应的struct变量（新变量），比如，定义一个

__block NSMutableArray *array = ［NSMutableArray new］; 会变成

__Block_byref_array_1 array = {0，&array， 33554432， size， copyFunc， disposeFunc，［NSMutableArray new］ };（经删除修改）

__Block_byref_array_1的结构体如下所示，

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9　　struct __Block_byref_array_1 {

void *__isa;

__Block_byref_array_1 *__forwarding;

int __flags;

int __size;

void （*__Block_byref_id_object_copy）（void*， void*）;

void （*__Block_byref_id_object_dispose）（void*）;

NSMutableArray *array;

};

通过分析发现，结构体中有一个__forwarding指针，初始化时此指针指向转换后变量本身；结构体中也有一个原变量一样类型的变量。

同时，此后代码中涉及到原变量的地方，都会转换成新变量-》__forwarding-》原变量同类型变量，其实关于这一点很少有书籍或者文章中提及，如果不能意识到这一点，对于很多问题理解起来会觉得很诧异！

3.__block为什么可行？

通过上面的分析，如果在block中直接修改变量的值，它实质上会转化成新变量-》__forwarding-》原变量同类型变量。 所以最终修改的其实是结构体中原变量同类型变量，而这个变量明显已经不属于block的外部变量了，所以是在block中是可以修改的。

此时，分析到这里，还是有两个疑问：

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这个新变量也是非静态局部变量，block执行的时候，新变量可能已经被栈回收

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如果block执行时，新变量也已经被释放的话，程序是会crash的，其实就算用了__block也不能解决这个问题，或者说__block 和这种情况似乎也没有什么联系吧！

日常开发中，好像很少遇到这种crash啊？因为实际开发中遇到的block大多数都已经copy到了堆上面，block在copy的时候，也会触发这个__block变量的copy，会将变量从栈空间copy 到堆空间，所以block在执行的时候，使用的是堆空间上相应的变量，因而不会产生crash！

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__forwarding的作用是啥？为什么要这么设计？

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__forwarding有什么用？ 哪些地方会涉及到呢？

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从代码层面上分析，如前文，在使用__block变量时经转换后，其实都是通过其__forwarding来访问的

从现象结果来看，如果在block中修改了__block变量，block外修改亦有效，其实这也是__forwarding的功效

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编译器是怎么用的？这样用有什么好处？