李洪强经典面试题52-Block

李洪强经典面试题52-Block

 

Block

Block底层原理实现

• 首先我们来看四个函数

void test1()
{
    int a = 10;

    void (^block)() = ^{
        NSLog(@"a is %d", a);
    };

    a = 20;

    block(); // 10
}

void test2()
{
    __block int a = 10;

    void (^block)() = ^{
        NSLog(@"a is %d", a);
    };

    a = 20;

    block(); // 20
}

void test3()
{
    static int a = 10;

    void (^block)() = ^{
        NSLog(@"a is %d", a);
    };

    a = 20;

    block(); // 20
}

int a = 10;
void test4()
{
    void (^block)() = ^{
        NSLog(@"a is %d", a);
    };

    a = 20;

    block();//20
}

• 造成这样的原因是：传值和传址。为什么说会有传值和传址，把.m编译成c++代码。得到.cpp文件，我们来到文件的最后，看到如下代码

struct __test1_block_impl_0 {
    struct __block_impl impl;
    struct __test1_block_desc_0* Desc;
    int a;
    __test1_block_impl_0(void *fp,struct __test1_block_desc_0* Desc,int _a,int flag=0): a(_a){
    impl.isa = &_NSConcreteStackBlock;
    impl.Flags = flags;
    impl.FuncPtr = fp;
    Desc = desc;
    }
};

static void __test1_block_func_0(struct __test1_block_imp_0 *__cself)
{
    int a = __cself->a;
    NSLog(a);//这里就是打印a的值，代码太长，而且没意义，我就不敲出来了。
}

void test1()
{
    int a = 10;
    void (*block)() = (void (*)())&__test1_block_impl_0((void *))__test1_block_func_0,&__test1_block_desc_0_DATA,a);

    a = 20;
    ((void (*)(__block_impl *))((__block_ipml *)block)->FuncPtr)((_block_impl *)block);
}

int main(int argc, const char * argv[])
{
    /* @autoreleasepool */ { __AtAutoreleasePool __autoreleasepool;         
       test1();
    }
    return 0;
}
static struct IMAGE_INFO { unsigned version; unsigned flag; } _OBJC_IMAGE_INFO = { 0, 2 };

• 我们看到void test1()中，void (*block)() 右边最后面 ，把a传进去了，也就是把10这个值传进去了.

• 而且对void (block)()简化分析，void (block)() = &__test1_block_impl_0();所以block就是指向结构体的指针。

• 10传入block后，代码最上面创建的__test1_block_impl_0结构体中，a = 10；

• 对void test1()中最下面的函数进行简化分析，得到(block)->FuncPtr)(block)，我们在回到刚才test1_block_impl_0这个结构体中，impl.FuncPtr = fp;而fp又是传入结构体的第一个参数，而在void (*block)()中，传入结构体的第一个参数为test1_block_func_0，也就是说(block)->FuncPtr)(block) =》__test1_block_func_0(block);

• 上一步相当于调用test1_block_func_0（）这个函数，我们来看这个函数，有这样一段代码：int a = cself->a;访问block中的a值，传递给a；所以是10.这种就是传值！！！

=====

• 我们再来看test2( );添加了__block会发送什么变化呢

void test2()
{
    __attribute__((_blocks__(byref))) __Block_byref_a_0 a = {(void*)0,(__Block_byref_a_0 *)&a,0,sizeof(__Block_byref_a_0),10};

    void(*block)() =  (void (*)())&__test2_block_impl_0((void *))__test2_block_func_0,&__test2_block_desc_0_DATA,(__Block_byref_a_0 *)&a,570425344);

    (a.__forwarding->a) = 20;

    ((void (*)(__block_impl *))((__block_ipml *)block)->FuncPtr)((_block_impl *)block);
}

int main(int argc, const char * argv[])
{
    /* @autoreleasepool */ { __AtAutoreleasePool __autoreleasepool;         
       test2();
    }
    return 0;
}
static struct IMAGE_INFO { unsigned version; unsigned flag; } _OBJC_IMAGE_INFO = { 0, 2 };

• 代码虽然很多看着很复杂，但是我们只需要看我们想要知道的，睁大你的眼睛，看到void(*block)()这个函数的最后面，有个&a,天啊，这里传的是a的地址。从test2到test4，都是传址，所以a的值发生改变，block打印出来的是a的最终值。
• 总结：只有普通局部变量是传值，其他情况都是传址。

block的定义

// 无参无返回
void(^block)();
// 无参有返回
int(^block1)();
// 有参有返回
int(^block1)(int number);

也可以直接打入inline来自动生成block格式

<#returnType#>(^<#blockName#>)(<#parameterTypes#>) = ^(<#parameters#>) {
    <#statements#>
};

block的内存管理

• 无论当前环境是ARC还是MRC,只要block没有访问外部变量,block始终在全局区
• MRC情况下
  • block如果访问外部变量,block在栈里
  • 不能对block使用retain,否则不能保存在堆里
  • 只有使用copy,才能放到堆里
• ARC情况下
  • block如果访问外部变量,block在堆里
  • block可以使用copy和strong,并且block是一个对象

block的循环引用

• 如果要在block中直接使用外部强指针会发生错误,使用以下代码在block外部实现可以解决

  __weak typeof(self) weakSelf = self;

• 但是如果在block内部使用延时操作还使用弱指针的话会取不到该弱指针,需要在block内部再将弱指针强引用一下

  __strong typeof(self) strongSelf = weakSelf;

描述一个你遇到过的retain cycle例子。

block中的循环引用：一个viewController
@property (nonatomic,strong)HttpRequestHandler * handler;    

@property (nonatomic,strong)NSData  *data;    
 _handler = [httpRequestHandler sharedManager];   
  [ downloadData:^(id responseData){     
_data = responseData;  
   }];
self 拥有_handler, _handler 拥有block, block拥有self（因为使用了self的_data属性，block会copy 一份self） 
解决方法：
__weak typedof(self)weakSelf = self  
 [ downloadData:^(id responseData){    
     weakSelf.data = responseData;

block中的weak self，是任何时候都需要加的么？

• 不是什么任何时候都需要添加的，不过任何时候都添加似乎总是好的。只要出现像self->block->self.property/self->_ivar这样的结构链时，才会出现循环引用问题。好好分析一下，就可以推断出是否会有循环引用问题。

通过block来传值

• 在控制器间传值可以使用代理或者block,使用block相对来说简洁

• 在前一个控制器的touchesBegan:方法内实现如下代码

    ModalViewController *modalVc = [[ModalViewController alloc] init];
  
    modalVc.valueBlcok = ^(NSString *str){
  
    NSLog(@"ViewController拿到%@",str);
    };
  
    [self presentViewController:modalVc animated:YES completion:nil];

• 在ModalViewController控制器的.h文件中声明一个block属性 @property (nonatomic ,strong) void(^valueBlcok)(NSString *str);

• 并在.m文件中实现方法

    -(void)touchesBegan:(NSSet<UITouch *> *)touches withEvent:(UIEvent *)event
    {
        // 传值:调用block
        if (_valueBlcok) {
        _valueBlcok(@"123");
        }
    }

• 这样在ModalViewController回到上一个控制器的时候,上一个控制器的label就能显示ModalViewController传过来的字符串

block作为一个参数使用

• 新建一个类,在.h文件中声明一个方法- (void)calculator:(int(^)(int result))block;

• 并在.m文件中实现该方法

    -(void)calculator:(int (^)(int))block
    {
    self.result = block(self.result);
    }

• 在其他类中调用该方法

     CalculatorManager *mgr = [[CalculatorManager alloc] init];
    [mgr calculator:^(int result){
    result += 5;
    return result;
    }];

block作为返回值使用

• 在masonry框架中我们可以看到如下用法make.top.equalTo(superview.mas_top).with.offset(padding.top); 这个方法实现就是将block作为返回值来使用

• 来分析一下这段代码：其实可以将这段代码看成make.top,make.equalTo,make.with,make.offset,所以可以得出一个结论是make.top返回了一个make,才能实现make.top.equalTo

• 那来模仿一下这种功能的实现

• 新建一个类,在.h文件中声明一个方法- (CalculatorManager *(^)(int a))add;

• 在.m文件中实现方法

    -(CalculatorManager * (^)(int a))add
    {
        return ^(int a){
            _result += a;
        return self;
    };
    }

• 这样就可以在别的类中实现上面代码的用法

     mgr.add(1).add(2).add(3);

block的变量传递

• 如果block访问的外部变量是局部变量,那么就是值传递,外界改了,不会影响里面
• 如果block访问的外部变量是__block或者static修饰,或者是全局变量,那么就是指针传递,block里面的值和外界同一个变量,外界改变,里面也会改变
• 验证一下是不是这样
• 通过Clang来将main.m文件编译为C++
• 在终端输入如下命令clang -rewrite-objc main.m

    void(*block)() = ((void (*)())&__main_block_impl_0((void *)__main_block_func_0,         &__main_block_desc_0_DATA, (__Block_byref_a_0 *)&a, 570425344));
    void(*block)() = ((void (*)())&__main_block_impl_0((void *)__main_block_func_0,         &__main_block_desc_0_DATA, a));

• 可以看到在编译后的代码最后可以发现被__block修饰过得变量使用的是&a,而局部变量是a

block的注意点

• 在block内部使用外部指针且会造成循环引用情况下,需要用__weak修饰外部指针

    __weak typeof(self) weakSelf = self;

• 在block内部如果调用了延时函数还使用弱指针会取不到该指针,因为已经被销毁了,需要在block内部再将弱指针重新强引用一下

     __strong typeof(self) strongSelf = weakSelf;

• 如果需要在block内部改变外部变量的话,需要在用__block修饰外部变量

使用block有什么好处？使用NSTimer写出一个使用block显示（在UILabel上）秒表的代码。

说到block的好处，最直接的就是代码紧凑，传值、回调都很方便，省去了写代理的很多代码。
对于这里根本没有必要使用block来刷新UILabel显示，因为都是直接赋值。当然，笔者觉得这是在考验应聘者如何将NSTimer写成一个通用用的Block版本。
NSTimer封装成Block版: http://www.henishuo.com/nstimer-block/
使用起来像这样：
NSTimer *timer = [NSTimer scheduledTimerWithTimeInterval:1.0
                                    repeats:YES
                                   callback:^() {
  weakSelf.secondsLabel.text = ...
}
[[NSRunLoop currentRunLoop] addTimer:timer forMode:NSRunLoopCommonModes];

block跟函数很像：

• 可以保存代码
• 有返回值
• 有形参
• 调用方式一样

使用系统的某些block api（如UIView的block版本写动画时），是否也考虑引用循环问题？

系统的某些block api中，UIView的block版本写动画时不需要考虑，但也有一些api需要考虑。所谓“引用循环”是指双向的强引用，
所以那些“单向的强引用”（block 强引用 self ）没有问题，比如这些：

[UIView animateWithDuration:duration animations:^{ [self.superview layoutIfNeeded]; }]; 
[[NSOperationQueue mainQueue] addOperationWithBlock:^{ self.someProperty = xyz; }]; 
[[NSNotificationCenter defaultCenter] addObserverForName:@"someNotification" 
                           object:nil 
                           queue:[NSOperationQueue mainQueue]
                           usingBlock:^(NSNotification * notification) {
                           self.someProperty = xyz; 
                                                    }];

这些情况不需要考虑“引用循环”。
但如果你使用一些参数中可能含有成员变量的系统api，如GCD、NSNotificationCenter就要小心一点。比如GCD内部如果引用了 self，而且GCD的其他参数是成员变量，则要考虑到循环引用：

__weak __typeof(self) weakSelf = self;
dispatch_group_async(_operationsGroup, _operationsQueue, ^{
    __typeof__(self) strongSelf = weakSelf;
    [strongSelf doSomething];
    [strongSelf doSomethingElse];
});

类似的：

__weak __typeof(self) weakSelf = self;
_observer = [[NSNotificationCenter defaultCenter] addObserverForName:@"testKey"
                                                            object:nil
                                                             queue:nil
                                                        usingBlock:^(NSNotification *note) {
  __typeof__(self) strongSelf = weakSelf;
  [strongSelf dismissModalViewControllerAnimated:YES];
}];
self –> _observer –> block –> self 显然这也是一个循环引用。

谈谈对Block 的理解?并写出一个使用Block执行UIVew动画?

• Block是可以获取其他函数局部变量的匿名函数，其不但方便开发，并且可以大幅提高应用的执行效率(多核心CPU可直接处理Block指令)

[UIView transitionWithView:self.view duration:0.2
                                      ptions:UIViewAnimationOptionTransitionFlipFromLeft
                                      animations:^{ [[blueViewController view] removeFromSuperview]; [[self view] insertSubview:yellowViewController.view atIndex:0]; }
                                       completion:NULL];

写出上面代码的Block的定义。

• typedef void(^animations) (void);

• typedef void(^completion) (BOOL finished);

什么是block

• 对于闭包(block),有很多定义，其中闭包就是获取其它函数局部变量的匿名函数，这个定义即接近本质又较好理解。

• 对于刚接触Block的同学，会觉得有些绕，因为我们习惯写这样的程序main(){ funA();} funA(){funB();} funB(){…..}; 就是函数main调用函数A，函数A调用函数B… 函数们依次顺序执行，但现实中不全是这样的，例如项目经理M，手下有3个程序员A、B、C，当他给程序员A安排实现功能F1时，他并不等着A完成之后，再去安排B去实现F2，而是安排给A功能F1，B功能F2，C功能F3，然后可能去写技术文档，而当A遇到问题时，他会来找项目经理M，当B做完时，会通知M，这就是一个异步执行的例子。

• 在这种情形下，Block便可大显身手，因为在项目经理M，给A安排工作时，同时会告诉A若果遇到困难，如何能找到他报告问题(例如打他手机号)，这就是项目经理M给A的一个回调接口，要回掉的操作，比如接到电话，百度查询后，返回网页内容给A，这就是一个Block，在M交待工作时，已经定义好，并且取得了F1的任务号(局部变量)，却是在当A遇到问题时，才调用执行，跨函数在项目经理M查询百度，获得结果后回调该block。

block 实现原理

• Objective-C是对C语言的扩展，block的实现是基于指针和函数指针。
• 从计算语言的发展，最早的goto，高级语言的指针，到面向对象语言的block，从机器的思维，一步步接近人的思维，以方便开发人员更为高效、直接的描述出现实的逻辑(需求)。
• 使用实例:cocoaTouch框架下动画效果的Block的调用

使用typed声明block
typedef void(^didFinishBlock) (NSObject *ob);
这就声明了一个didFinishBlock类型的block，
然后便可用
@property (nonatomic,copy) didFinishBlock finishBlock;
声明一个blokc对象，注意对象属性设置为copy，接到block 参数时，便会自动复制一份。
__block是一种特殊类型，
使用该关键字声明的局部变量，可以被block所改变，并且其在原函数中的值会被改变。

关于block

答: 面试时，面试官会先问一些，是否了解block，是否使用过block，这些问题相当于开场白，往往是下面一系列问题的开始，所以一定要如实根据自己的情况回答。

1). 使用block和使用delegate完成委托模式有什么优点?

首先要了解什么是委托模式，委托模式在iOS中大量应用，其在设计模式中是适配器模式中的对象适配器，Objective-C中使用id类型指向一切对象，使委托模式更为简洁。了解委托模式的细节：

iOS设计模式—-委托模式

使用block实现委托模式，其优点是回调的block代码块定义在委托对象函数内部，使代码更为紧凑;

适配对象不再需要实现具体某个protocol，代码更为简洁。

2). 多线程与block

GCD与Block

使用 dispatch_async 系列方法，可以以指定的方式执行block

GCD编程实例

dispatch_async的完整定义

void dispatch_async(

dispatch_queue_t queue,

dispatch_block_t block);

功能：在指定的队列里提交一个异步执行的block，不阻塞当前线程

通过queue来控制block执行的线程。主线程执行前文定义的 finishBlock对象

dispatch_async(dispatch_get_main_queue(),^(void){finishBlock();});

解释以下代码的内存泄漏原因

@implementation HJTestViewController

- (UITableViewCell *)tableView:(UITableView *)tableView cellForRowAtIndexPath:(NSIndexPath *)indexPath {       
    HJTestCell *cell = [tableView dequeueReusableCellWithIdentifier:@"TestCell" forIndexPath:indexPath];
    [cell setTouchBlock:^(HJTestCell *cell) {
        [self refreshData];
    }];       
   return cell;
}

原因：

[cell setTouchBlock:^(HJTestCell *cell) {
    [self refreshData];
}];

产生内存泄露的原因是因为循环引用

在给cell设置的TouchBlock中，使用了__strong修饰的self，由于Block的原理，当touchBlock从栈复制到堆中时，self会一同复制到堆中，retain一次，被touchBlock持有，而touchBlock又是被cell持有的，cell又被tableView持有，tableView又被self持有，因此形成了循环引用：self间接持有touchBlock，touchBlock持有self

一旦产生了循环引用，由于两个object都被强引用，所以retainCount始终不能为0，无发释放，产生内存泄漏

解决办法：
使用weakSelf解除touchBlock对self的强引用

__weak __typeof__(self) weakSelf = self;
[cell setTouchBlock:^(HJTestCell *cell) {
    [weakSelf refreshData];
}];