iOS源码解析：Block的本质

Block在iOS开发中的用途非常广，今天我们就来一起探索一下Block的底层结构。

1. Block的底层结构

下面是一个没有参数和返回值的简单的Block：

int main(int argc, char * argv[]) {    @autoreleasepool {        
        void (^block)(void) = ^{
            
            NSLog(@"Hello World!");
        };
        
        block();        
        return 0;
    }
}

为了探索Block的底层结构，我们将main.m文件转化为C++的源码、我们打开命令行。cd到包含main.m文件的文件夹，然后输入: clang -rewrite-objc main.m ，这个时候在该文件夹的目录下会生成main.cpp文件。

这个文件非常长，我们直接拉到文件的最下面，找到main函数：

int main(int argc, char * argv[]) {    /* @autoreleasepool */ { __AtAutoreleasePool __autoreleasepool; 
         //定义block
        void (*block)(void) = ((void (*)())&__main_block_impl_0((void *)__main_block_func_0, &__main_block_desc_0_DATA));         //调用block
        ((void (*)(__block_impl *))((__block_impl *)block)->FuncPtr)((__block_impl *)block);        return 0;
    }
}

这第一行代码是定义一个block变量，第二行代码是调用block。这两行代码看起来非常复杂。但是我们可以去简化一下，怎么简化呢？

变量前面的()一般是做强制类型转换的，比如在调用block这一行， block 前面有一个()是(__block_impl *)，这就是进行了一个强制类型转换，将其转换为一个 _block_impl 类型的结构体指针，那像这样的强制类型转换非常妨碍我们理解代码，我们可以暂时将这些强制类型转换去掉，这样可以帮助我们理解代码。

化简后的代码如下：

//定义blockvoid (*block)(void) = &__main_block_impl_0(__main_block_func_0, &__main_block_desc_0_DATA);//调用blockblock->FuncPtr(block);

这样化简后的代码就要清爽多了。我们一句一句的看，先看第一句：

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

这句代码的意思好像就是调用 _main_block_impl_0 这个函数，给这个函数传进两个参数 _main_block_func_0 和 &_main_block_desc_0_DATA ,然后得到这个函数的返回值，取函数返回值的地址，赋值给block这个指针。

我们在稍微上一点的位置可以找到 _main_block_impl_0 这个结构：

struct __main_block_impl_0 {
  struct __block_impl impl;
  struct __main_block_desc_0* Desc;//构造函数，类似于OC的init方法
  __main_block_impl_0(void *fp, struct __main_block_desc_0 *desc, int flags=0) {
    impl.isa = &_NSConcreteStackBlock;
    impl.Flags = flags;
    impl.FuncPtr = fp;
    Desc = desc;
  }
};

__block_impl这个结构体的结构我们可以command+f在main.cpp文件中搜索得到：

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

_main_block_desc_0结构体的结构在main.cpp文件的最下面可以找到：

static struct __main_block_desc_0 {
  size_t reserved;  size_t Block_size;
} __main_block_desc_0_DATA = { 0, sizeof(struct __main_block_impl_0)};

这是一个C++的结构体。而且在这个结构体内还包含一个函数，这个函数的函数名和结构体名称一致，这在 C语言 中是没有的，这是C++特有的。

在C++的结构体包含的函数称为结构体的构造函数，它就相当于是OC中的init方法，用来初始化结构体。OC中的init方法返回的是对象本身，C++的结构体中的构造方法返回的也是结构体对象。

那么我们就知道了， __main_block_impl_0(__main_block_func_0, &__main_block_desc_0_DATA); 返回的就是 _main_block_impl_0 这个结构体对象，然后取结构体对象的地址赋值给block指针。换句话说，block指向的就是初始化后的 _main_block_impl_0 结构体对象。

我们再看一下初始化 _main_block_impl_0 结构体传进去的参数：

• 第一个参数是 _main_block_func_0 ，这个参数的结构在上面一点的位置也能找到：

static void __main_block_func_0(struct __main_block_impl_0 *__cself) {  NSLog((NSString *)&__NSConstantStringImpl__var_folders_74_wk04zv690mz36wn0g18r5nxm0000gn_T_main_3b803f_mi_0);
 }

这个函数其实就是把我们Block中要执行的代码封装到这个函数内部了。我们可以看到这个函数内部就一行代码，就是一个NSlog函数，这也就是 NSLog(@"Hello World!"); 这句代码。

把这个函数指针传给 _main_block_impl_0 的构造函数的第一个参数，然后用这个函数指针去初始化 _main_block_impl_0 这个结构体的第一个成员变量 impl 的成员变量 FuncPtr 。也就是说 FuncPtr 这个指针指向 _main_block_func_0 这个函数。

• 第二个参数是 &_main_block_desc_0_DATA 。

  我们看一下这个结构：

static struct __main_block_desc_0 {
  size_t reserved;  size_t Block_size;
} __main_block_desc_0_DATA = { 0, sizeof(struct __main_block_impl_0)};

在结构体的构造函数中，0赋值给了reserved， sizeof(struct __main_block_impl_0) 是赋值给了Block_size，可以看出这个结构体存放的是 _main_block_impl_0 这个结构体的信息。在 _main_block_impl_0 的构造函数中我们可以看到， _main_block_desc_0 这个结构体的地址被赋值给了 _main_block_impl_0 的第二个成员变量 Desc 这个结构体指针。也就是说Desc这个结构体指针指向 _main_block_desc_0_DATA 这个结构体。

那么我们总结一下：