objective-c block 舊版詳解

Block

 Apple 在C, Objective-C, C++加上Block這個(gè)延申用法。目前只有Mac 10.6 和iOS 4有支援。Block是由一堆可執(zhí)行的程式組成，也可以稱(chēng)做沒(méi)有名字的Function (Anonymous function)。如果是Mac 10.6 或 iOS 4.0 之前的平臺(tái)可以利用 http://code.google.com/p/plblocks/ 這個(gè)project得以支援Block語(yǔ)法。

Apple有一個(gè)叫做GCD(Grand Central Dispach)的新功能，用在同步處理(concurrency)的環(huán)境下有更好的效率。Block語(yǔ)法產(chǎn)生的動(dòng)機(jī)就是來(lái)自於GCD，用Block包好 一個(gè)工作量交給GCD，GCD有一個(gè)宏觀的視野可以來(lái)分配CPU，GPU，Memory的來(lái)下最好的決定。

Block 簡(jiǎn)介

Block其實(shí)行為和Function很像，最大的差別是在可以存取同一個(gè)Scope的變數(shù)值。
Block 實(shí)體會(huì)長(zhǎng)成這樣

^(傳入?yún)?shù)列) {行為主體};

Block實(shí)體開(kāi)頭是"^"，接著是由小括號(hào)所包起來(lái)的參數(shù)列(比如 int a, int b, float c)，行為的主體由大括號(hào)包起來(lái)，專(zhuān)有名詞叫做block literal。行為主體可以用return回傳值，型別會(huì)被compiler自動(dòng)辦識(shí)出來(lái)。如果沒(méi)有參數(shù)列要這樣寫(xiě)(void)。
看個(gè)列子

^(int a) {return a*a;};

這是代表Block會(huì)回傳輸入值的平方值(int a 就是參數(shù)列，return a*a; 就是行為主體)。記得主體裡最後要加";"因?yàn)槭菙⑹?，而整個(gè){}最後也要要加";"因?yàn)锽lock是個(gè)物件實(shí)體。
用法就是

int result = ^(int a) {return a*a;} (5);

很怪吧。後面小括號(hào)裡的5 會(huì)被當(dāng)成a的輸入值然後經(jīng)由Block輸出5*5 = 25指定給result這個(gè)變數(shù)。
有沒(méi)有簡(jiǎn)單一點(diǎn)的方法不然每次都要寫(xiě)這麼長(zhǎng)？有。接下來(lái)要介紹一個(gè)叫Block Pointer的東西來(lái)簡(jiǎn)化我們的寫(xiě)法。

Block Pointer是這樣宣告的

回傳值 (^名字) (參數(shù)列);

直接來(lái)看一個(gè)列子

int (^square) (int);  // 有一個(gè)叫square的Block Pointer，其所指向的Block是有一個(gè)int 輸入和 int 輸出square = ^(int a ) {return a*a ;}; // 將剛剛Block 實(shí)體指定給 square

使用Block Pointer的例子

int result = square(5); // 感覺(jué)上不就是funtion的用法嗎？

也可以把Block Pointer當(dāng)成參數(shù)傳給一個(gè)function，比如說(shuō)

void myFuction( int (^mySquare) (int) ); // function 的宣告，

傳入一個(gè)有一個(gè)int輸入和int輸出的Block 型別的參數(shù)
呼叫這個(gè)myFunction的時(shí)候就是這樣呼叫

int (^mySqaure) (int) = ^(int a) {return a*a;};// 先給好一個(gè)有實(shí)體的block pointer叫mySquare

myFunction( mySqaure ) ; //把mySquare這個(gè)block pointer給myFunction這個(gè)function

或是不用block pointer 直接給一個(gè)block 實(shí)體，就這樣寫(xiě)

 myFunction(  ^(int a) {return a*a} ) ;

當(dāng)成Objective-C method 的傳入值的話(huà)都是要把型別寫(xiě)在變數(shù)前面然後加上小括號(hào)，因些應(yīng)該就要這樣寫(xiě)

-(void) objcMethod:( int (^) (int) ) square; // square 變數(shù)的型別是 int (^) (int)

讀文至此是不是對(duì)Block有基本的認(rèn)識(shí)？ 接下來(lái)我們要談?wù)凚lock相關(guān)的行為和特色
首先是來(lái)看一下在Block裡面存取外部變數(shù)的方法

存取變數(shù)

1. 可以讀取和Block pointer同一個(gè)scope的變數(shù)值：

{
int outA = 8;
int (^myPtr) (int) = ^(int a) {return outA+a;};
// block 裡面可以讀同一個(gè)scope的outA的值
int result = myPtr(3); // result is 11
}

我們?cè)賮?lái)看一個(gè)很有趣的例子

{
int outA = 8;
int (^myPtr) (int) = ^(int a) {return outA+a;};
// block 裡面可以讀同一個(gè)scope的outA的值
outA = 5; // 在呼叫myPtr之前改變outA的值
int result = myPtr(3); // result 的值還是 11並不是 8
}

 事實(shí)上呢，myPtr在其主體用到outA這個(gè)變數(shù)值的時(shí)候是做了一個(gè)copy的動(dòng)作把outA的值copy下來(lái)。所以之後outA即使換了新的值對(duì)於myPtr裡copy的值是沒(méi)有影響到的。
要注意的是，這個(gè)指的值是變數(shù)的值，如果這個(gè)變數(shù)的值是一個(gè)記憶體的位置，換句話(huà)說(shuō)，這個(gè)變數(shù)是個(gè)pointer的話(huà)，它指到的值是可以在block裡被改變的。

{
        NSMutableArray * mutableArray = [NSMutableArray arrayWithObjects:@"one",@"two",@"three",nil];
        int result = ^(int a) { [mutableArray removeLastObject];  return a*a;} (5);

        NSLog(@"test array %@", mutableArray);

}

原本mutableArray的值是{@"one",@"two",@"three"}在block裡被更改mutableArray所指向的物件後，mutableArray的值就會(huì)被成{@"one",@"two"}
2. 直接存取static 的變數(shù) 

{
static int outA = 8;
int (^myPtr) (int) = ^(int a) {return outA+a;};
// block 裡面可以讀同一個(gè)scope的outA的值
outA = 5; // 在呼叫myPtr之前改變outA的值
int result = myPtr(3); // result 的值是 8，因?yàn)閛utA是個(gè)static 變數(shù)會(huì)直接反應(yīng)其值
}

甚至可以在block裡面直接改變outA的值比如這樣寫(xiě)

{
static int outA = 8;
int (^myPtr) (int) = ^(int a) { outA= 5; return outA+a;};
// block 裡面改變outA的值
int result = myPtr(3); // result 的值是 8，因?yàn)閛utA是個(gè)static 變數(shù)會(huì)直接反應(yīng)其值

}

3. Block Variable
在某個(gè)變數(shù)前面如果加上修飾字__block 的話(huà)(注意block前有兩個(gè)下底線(xiàn))，這個(gè)變數(shù)又稱(chēng)為block variable。那麼在block裡就可以任意修改此變數(shù)值，變數(shù)值的改變也可以知道。

{
    __block int num = 5;

    int (^myPtr) (int) = ^(int a) { return num++;};
    int (^myPtr2) (int) = ^(int a) { return num++;};
    int result = myPtr(0);
    result = myPtr2(0);
}

因?yàn)閙yPtr和myPtr2都有用到num這個(gè)block variable，最後result的值就會(huì)是7

生命周期和記憶體管理

因?yàn)閎lock也是繼承自NSObject，所以其生命周期和記憶體的管理也就非常之重要。
block一開(kāi)始都是被放到stack裡，換句話(huà)說(shuō)其生命周期隨著method或function結(jié)束就會(huì)被回收，和一般變數(shù)的生命周期一樣。
關(guān)於記憶體的管理請(qǐng)遵循這幾個(gè)要點(diǎn)
1. block pointer的實(shí)體會(huì)在method或function結(jié)束後就會(huì)被清掉
2. 如果要保存block pointer的實(shí)體要用-copy指令，這樣block pointer就會(huì)被放到heap裡
    2.1 block 主體裡用到的block variable 也會(huì)被搬到heap 而有新的記憶體位置，且一並更新有用到這個(gè)block variable 的block都指到新的位置
    2.2 一般的variable值會(huì)被copy 
    2.3 如果主體裡用到的variable是object的話(huà)，此object會(huì)被retain, block release時(shí)也會(huì)被release
    2.4 __block variable 裡用到的object是不會(huì)被retain的

首先來(lái)看一下這個(gè)例子

typedef int (^MyBlock)(int);

MyBlock genBlock();

int main(){
        MyBlock outBlock = genBlock();
        int result = outBlock(5);

        NSLog(@"result is %d",[outBlock retainCount] ); // segmentation fault
        NSLog(@"result is %d",result  );

        return 0 ;
}
MyBlock genBlock() {
        int a = 3;
        MyBlock inBlock = ^(int n) {
                return n*a;
        };
        return inBlock ;
}

此程式由genBlock裡產(chǎn)生的block再指定給main function的outBlock變數(shù)，執(zhí)行這個(gè)程式會(huì)得到
Segmentation fault
(註：有時(shí)候把 genBlock裡的a 去掉就可以跑出結(jié)果的情形，這是系統(tǒng)cache住記憶體，並不是inBlock真得一直存在，久了還是會(huì)被回收，千萬(wàn)不要以為是對(duì)的寫(xiě)法)
表示我們用到了不該用的記憶體，在這個(gè)例子的情況下是在genBlock裡的inBlock變數(shù)在return的時(shí)候就被回收了，outBlock無(wú)法有一個(gè)合法的記憶體位置-retainCount就沒(méi)意義了。
如果這個(gè)時(shí)候需要保留inBlock的值就要用-copy指令，將genBlock改成

 MyBlock genBlock() {
        int a = 3;
        MyBlock inBlock = ^(int n) {
                return n*a;
        };
        return [inBlock copy]  ;
}

這樣[inBlock copy]的回傳值就會(huì)被放到heap，就可以一直使用(記得要release)
執(zhí)行結(jié)果是
result is 1
result is 15

再次提醒要記得release outBlock。
如果一回傳[inBlock copy]的值就不再需要的時(shí)候可以這樣寫(xiě)

 MyBlock genBlock() {
        int a = 3;
        MyBlock inBlock = ^(int n) {
                return n*a;
        };
        return [[inBlock copy] autorelease] ;
}

-copy指令是為了要把block 從stack搬到heap，autorelease是為了平衝retainCount加到autorelease oop ，回傳之後等到事件結(jié)束就清掉。

接下來(lái)是block存取到的local variable是個(gè)物件的型別，然後做copy 指令時(shí)

MyBlock genBlock() {
        int a = 3;
        NSMutableString * myString = [NSMutableString string];
        MyBlock inBlock = ^(int n) {
                NSLog(@"retain count of string %d",[myString retainCount]);
                return n*a;
        };
        return [inBlock copy] ;
}

結(jié)果會(huì)印出
retain count of string 2
這個(gè)結(jié)果和上面2.3提到的一樣，local variable被retain了
那再來(lái)試試2.4，在local variable前面加上__block

MyBlock genBlock() {
        int a = 3;
        __block NSMutableString * myString = [NSMutableString string];
        MyBlock inBlock = ^(int n) {
                NSLog(@"retain count of string %d",[myString retainCount]);
                return n*a;
        };
        return [inBlock copy] ;
}

執(zhí)行的結(jié)果就是會(huì)
retain count of string 1

Block Copying注意事項(xiàng)

如果在Class method裡面做copying block動(dòng)作的話(huà)
1. 在Block裡如果有直接存取到self，則self會(huì)被retain
2. 在Block裡如果取存到instance variable (無(wú)論直接或是從accessor)，則self會(huì)被retain
3. 取存到local variable所擁有的object時(shí)，這個(gè)object會(huì)被retain

讓我們來(lái)看一個(gè)自訂的Class

@interface MyObject : NSObject {
        NSString * title;
        void (^myLog) (NSString * deco);
}

-(void) logName;
@end

@implementation MyObject
-(id) initWithTitle:(NSString * ) newTitle{
        if(self = [super init]){
                title = newTitle;
                myLog = [^(NSString * deco) { NSLog(@"%@%@%@",deco, title, deco );} copy];
        }
        return self;
}

-(void) logName{

 myLog(@"==");
}

-(void ) dealloc{

        [myLog release];        [title release];
        [super dealloc];
}
@end

在main 裡使用如下

 MyObject * mObj = [[MyObject alloc] initWithTitle:@"Car"];
 NSLog(@"retainCount of MyObject is  %d",[mObj retainCount]  );
 [mObj logName];
其執(zhí)行的結(jié)果為
retainCount of MyObject is  2
==Car==
因?yàn)樵贛yObject的建構(gòu)子裡myLog這個(gè)block pointer用了title這個(gè)instance variable然後就會(huì)retain self也就是MyObject的物件。
盡量不要這樣寫(xiě)，會(huì)造成retain cycle，改善的方法是把建構(gòu)子改成這樣

-(id) initWithTitle:(NSString * ) newTitle{
        if(self = [super init]){
                title = newTitle;
                myLog = [^(NSString * deco) { NSLog(@"%@%@%@",deco, newTitle, deco );} copy];
        }
        return self;
}

在Block主體裡用newTitle這個(gè)變數(shù)而不是title。這樣self就不會(huì)被retain了。
最後談一個(gè)小陷井
void (^myLog) (void); 
BOOL result ;
if(result)
    myLog = ^ {NSLog(@"YES");};

else
    myLog = ^ {NSLog(@"NO");};

myLog();

這樣很可能就會(huì)當(dāng)?shù)袅?，因?yàn)閙yLog 實(shí)體在if 或是else結(jié)束後就被清掉了。要記得。
要用copy來(lái)解決這個(gè)問(wèn)題，但要記得release。