Block 在 ARC 下的拷贝

前言

现在有一种说法，是开启arc选项时，已经没有栈上的block了，所以所有的block都不需要copy来拷贝到堆上了。那么这个说法正确与否呢？
结论是这个说法必须是错误的，首先的一点就是arc只是编译器帮助我们给对象自动增加retain，release方法，我们不需要手动的去管理这些成对出现的内存计数方法，其本质上与mrc是一脉相承的，所以arc下必然还是有stack block的。
再次可以简单的写一个例子（就举参考1的要点3）：

	1	-(id) getBlockArray{  
	2	    int val =10;  
	3	    return [NSArray arrayWithObjects:  
	4	        ^{NSLog(@"blk0:%d",val);},  
	5	        ^{NSLog(@"blk1:%d",val);},nil];  
	6	}  
	7	// Other Method  
	8	id obj = getBlockArray();  
	9	typedef void (^blk_t)(void);  
	10	blk_t blk = (blk_t){obj objectAtIndex:0};  
	11	blk();  

这段代码会异常，但是作者解释的不正确。首先我们可以打印一下这个Array，会发现第一个是NSMallocBlock，第二个是NSStackBlock。所以这段代码说明了arc下也是有stack block的。其次这段代码异常是因为array释放的时候，第二个block是栈上面的，对其释放必然会引发异常。

为什么会这样呢，我们接着往下看。

一、NSArray 的生成

1. + (instancetype)arrayWithObjects:(ObjectType)firstObj, ...

- (void)show
{
    id obj = [self getBlockArray];
    typedef void (^blk_t)(void);
    blk_t blk = (blk_t)[obj objectAtIndex:0];
    blk();
    blk = (blk_t)[obj objectAtIndex:1];
    blk();
}

-(id) getBlockArray{
    int val =10;

    NSArray* a = [NSArray arrayWithObjects:^{NSLog(@"blk0:%d",val);},^{NSLog(@"blk1:%d",val);}, nil];
    
    return a;
}

通过 clang rewrite 看看得到的c++代码，关键地方如下:

static id _I_BlockTest_getBlockArray(BlockTest * self, SEL _cmd) {
    int val =10;
    NSArray* a = ((NSArray *(*)(id, SEL, ObjectType, ...))(void *)objc_msgSend)((id)objc_getClass("NSArray"), sel_registerName("arrayWithObjects:"), (id)((void (*)())&__BlockTest__getBlockArray_block_impl_0((void *)__BlockTest__getBlockArray_block_func_0, &__BlockTest__getBlockArray_block_desc_0_DATA, val)), ((void (*)())&__BlockTest__getBlockArray_block_impl_1((void *)__BlockTest__getBlockArray_block_func_1, &__BlockTest__getBlockArray_block_desc_1_DATA, val)), __null);
    return a;
}

第一个 block 强转成 id 类型，第二个 block 没有。首先 block 在赋值给 id 类型或者 block 类型的成员变量时，block 会拷贝到堆上，所以第一个 block 变成了堆上的 block，但是第二个还是栈上的内存。
整个 getBlockArray 方法在 show 方法中调用，所以用的是同一个 runloop 中带过来的 autoreleasepool，getBlockArray 中的 NSArray* a = [NSArray arrayWithObjects:^{NSLog(@"blk0:%d",val);},^{NSLog(@"blk1:%d",val);}, nil]; 会往这个 autoreleasepool 中添加两个 NSArray (赋值给 a 是添加一次，show 中得到返回值时添加一次)，这两个NSArray 不会立即释放，而会在 这个 runloop 结束的时候释放，这个时机会在show的结束设置更外层的调用。而这个时机已经超过了 getBlockArray 的区域，超过这个区域去访问栈内存，所以会crash。

2.一些其他的 NSArray 生成方法说明

+ (instancetype)arrayWithArray:(NSArray<ObjectType> *)array;
效果同上

- (instancetype)initWithArray:(NSArray<ObjectType> *)array;
效果同上

+ (instancetype)arrayWithObject:(ObjectType)anObject;
rewrite后代码参考上面，这个方法的block会转成 id，所以生成 NSArray 中的 block 是堆上的 block。

- (instancetype)initWithArray:(NSArray<ObjectType> *)array copyItems:(BOOL)flag;
不管flag 是 true 还是 false，都会crash

另外 - (void)addObject:(ObjectType)anObject; 也是因为会转成 id，所以添加的都是堆上的 block。

二、AutoReleasePool

现在给 getBlockArray 加上一个autoreleasepool，看看会发生什么

     -(id) getBlockArray{
         int val =10;

         NSArray* a = nil;
         @autoreleasepool {
             a = [NSArray arrayWithObjects:^{NSLog(@"blk0:%d",val);},^{NSLog(@"blk1:%d",val);}, nil];
         }

         return [[NSArray alloc] initWithArray:a copyItems:YES];
     }
     

此时并不会crash，正确的运行了，clang rewrite 一下看看

     static id _I_BlockTest_getBlockArray(BlockTest * self, SEL _cmd) {
         int val =10;
         NSArray* a = __null;
         /* @autoreleasepool */ { __AtAutoreleasePool __autoreleasepool; 
             a = ((NSArray *(*)(id, SEL, ObjectType, ...))(void *)objc_msgSend)((id)objc_getClass("NSArray"), sel_registerName("arrayWithObjects:"), (id)((void (*)())&__BlockTest__getBlockArray_block_impl_0((void *)__BlockTest__getBlockArray_block_func_0, &__BlockTest__getBlockArray_block_desc_0_DATA, val)), ((void (*)())&__BlockTest__getBlockArray_block_impl_1((void *)__BlockTest__getBlockArray_block_func_1, &__BlockTest__getBlockArray_block_desc_1_DATA, val)), __null);
         }
         return ((NSArray *(*)(id, SEL, NSArray<ObjectType> *, BOOL))(void *)objc_msgSend)((id)((NSArray *(*)(id, SEL))(void *)objc_msgSend)((id)objc_getClass("NSArray"), sel_registerName("alloc")), sel_registerName("initWithArray:copyItems:"), (NSArray *)a, ((bool)1));

     }

其实并没有多出来什么特殊的处理，我们可以分析分析。

getBlockArray 给 a 赋值的数组，加入到了我们添加的autoreleasepool中，在这个作用域外面，他已经被释放了，其中的栈上的 block 在自己的作用域内释放，没有任何问题。而 a 默认是一个 strong 修饰的变量，在不在使用的时候，编译器会帮我们添加上 release 而释放，所以在函数结束的时候，他也释放了。
另外 copyItem 是 YES，他会往 withArray 的每个 item 都发送 copy 消息，所以函数返回的 NSArray 中每个 item 都是堆上的 block，所以这一次并不会 crash。但是如果 copyItem 是 NO，那么就会出现超过作用域访问栈上 block 的问题，就会 crash 了。

三、字面量

还有一种生成 NSArray 的方式是：

      NSArray* a = @[^{NSLog(@"blk0:%d",val);},^{NSLog(@"blk1:%d",val);}];

看看对应的 rewrite 代码是什么样的：

      static id _I_BlockTest_getBlockArray(BlockTest * self, SEL _cmd) {
          int val =10;
          NSArray* a = __null;
    
              a = ((NSArray *(*)(Class, SEL, const ObjectType *, NSUInteger))(void *)objc_msgSend)(objc_getClass("NSArray"), sel_registerName("arrayWithObjects:count:"), (const id *)__NSContainer_literal(2U, ((void (*)())&__BlockTest__getBlockArray_block_impl_0((void *)__BlockTest__getBlockArray_block_func_0, &__BlockTest__getBlockArray_block_desc_0_DATA, val)), ((void (*)())&__BlockTest__getBlockArray_block_impl_1((void *)__BlockTest__getBlockArray_block_func_1, &__BlockTest__getBlockArray_block_desc_1_DATA, val))).arr, 2U);
          return a;
}

这里我们看到有 __NSContainer_literal 这个函数，他做了些什么呢？看下他的定义：

struct __NSContainer_literal {
  void * *arr;
  __NSContainer_literal (unsigned int count, ...) {
	va_list marker;
	va_start(marker, count);
	arr = new void *[count];
	for (unsigned i = 0; i < count; i++)
	  arr[i] = va_arg(marker, void *);
	va_end( marker );
  };
  ~__NSContainer_literal() {
	delete[] arr;
  }
};

多个栈上的 block 作为参数传进去，然后在内部赋值给数组，当 block 作为返回值返回的时候，会被拷贝到堆上，所以，这个数组里面的每个元素都是堆上的 block，所以不会crash。

四、NSDictionary

由于 NSDictionary 会 copy key 但是不 copy object，所以也会出现上面类似的crash情况。

参考1.http://blog.csdn.net/hherima/article/details/38620175
参考2.https://stackoverflow.com/questions/4010578/nsdictionary-dont-copy-values