Object-C高级编程读书笔记（2）——Block的实质

按照OC高级编程书中所说，所谓Block实质就是Object-C对象。

如何理解这句话呢？应该从OC的类对象所拥有的特征入手，如果Block同样拥有这些特征，那么Block当然也就是OC的对象。

Object-C对象

在OC中，我们可以用id类型来统一代表所有的OC对象类型。那OC运行时又是如何知道id所指向的对象类型具体是那种呢？

我们知道，在OC中，基本上所有的类，最终都有一个相同的父类NSObject，查看NSObject定义，发现其只有一个Class类型的变量isa

@interface NSObject <NSObject> {
Class isa  OBJC_ISA_AVAILABILITY;
}

而Class类型则为

/// An opaque type that represents an Objective-C class.
typedef struct objc_class *Class;

通过注释，可得知Class类型就是OC中的一个统一的类类型，及通过isa变量，可以区分不同对象所属的具体的类的类别。

再看objc_class 的定义

struct objc_class {
Class isa  OBJC_ISA_AVAILABILITY;

#if !__OBJC2__
Class super_class                                        OBJC2_UNAVAILABLE;
const char *name                                         OBJC2_UNAVAILABLE;
long version                                             OBJC2_UNAVAILABLE;
long info                                                OBJC2_UNAVAILABLE;
long instance_size                                       OBJC2_UNAVAILABLE;
struct objc_ivar_list *ivars                             OBJC2_UNAVAILABLE;
struct objc_method_list **methodLists                    OBJC2_UNAVAILABLE;
struct objc_cache *cache                                 OBJC2_UNAVAILABLE;
struct objc_protocol_list *protocols                     OBJC2_UNAVAILABLE;
#endif

} OBJC2_UNAVAILABLE;

其中还有个isa， 递归定义，应该是对自己的一个说明。再看其余变量，

<pre name="code" class="objc">  const char *name                                         类名称
long version                                           版本
long info                                              信息

 

long instance_size                                       对象的size
struct objc_ivar_list *ivars                           对象变量列表
struct objc_method_list **methodLists                  对象方法列表
struct objc_cache *cache
struct objc_protocol_list *protocols                   对象遵循的protocol列表

以上这些内容，也能够说明该类是个什么样子了，因此，OC对象通过继承NSObjec的Class类型的isa变量，并在isa变量中填写自身类的相关信息，OC运行时就可以通过OC对象中的isa变量，来辨别该对象属于哪个具体的类了。

那么，反过来说，如果一个对象，具有isa变量，则就可以说是OC对象了。（OC运行时通过isa来辨别该对象的具体类）。

因此，证明Block本质是一个OC对象这个问题，就转换为了Block对象是否含有isa变量这个问题。

从Block的C++代码实现看Block的本质

OC高级编程中，作者通过clang命令，将OC代码编译为C++代码，

原始OC代码

int main(){
void(^blk)(void) = ^{
printf("Block\n");
};
blk();
return 0;
}

转换后的C++代码，

主要看Block类型变量，转换为了__main_block_impl_0的结构体类型,

int main(){
void(*blk)(void) = (void(*)(void))&__main_block_impl_0(__main_block_func_0, __main_block_desc_0_DATA);
}

而__main_block_impl_0的结构体 定义如下

struct __main_block_imp_0{
struct __block_impl imply;
struct __main_block_desc_0 *Desc;
// 构造函数
省略
};

可以看到结构体主要是包含一个结构体变量和一个指向结构体变量的指针，

struct __block_impl imply;

struct __main_block_desc_0 *Desc

从名字就可以看出，imply主要涉及Block的实现相关信息，而Desc指针则是对于block的描述，这里不重要不研究它。

重点再看imply对应得struct类型__block_impl

struct __block_impl
{
void *isa;
int Flags;
int Reserved;
void *FuncPtr;
};

Flags和Reserved分别对应标记位和保留位置，我们不去管它们。
而isa的出现，则说明了Block类型对象，同样含有isa变量，即Block变量同样使用了isa变量来保存其类的信息，即是说明，Block对象，也是一种OC类对象（这点我们稍后证明）。

FuncPtr的作用很明显，就是指向了Block变量所应该执行的函数的地址，运行Block，实际上就是执行Block对象中FuncPtr函数指针所指向的函数。

总结

在这里稍稍总结一下，通过clang，我们将OC代码转换为C++代码，发现Block变量被声明为了__main_block_impl_0结构体，而该结构体包含两个类型的成员变量

struct __block_impl 与 struct __main_block_desc_0*，通过查看struct __block_impl类型，可知其中有两个较为重要的变量

void *isa(证明Block变量是OC类变量的一种), FuncPtr（Block函数实现的机制）。

下面通过代码及断点，观察blk变量的结构，确实也证明了上面的说法。

#import <Foundation/Foundation.h>

int main(int argc, const char * argv[]) {
@autoreleasepool {
void(^blk)(void) = ^{printf("Block\n");};
blk();
}
return 0;
}

可以看到，Block对象blk含有成员变量__isa, _FuncPtr, _flags, _reserved, __descriptor，这和我们上面关于__main_block_impl_0结构体的描述相吻合，同时可以知道，blk变量，在这里是属于__NSGlobalBlock__类的对象。