Block 到底啥时候会崩溃

block可以说是OC一项非常好用的功能。block的本质，实际上是『带有自动变量值的匿名函数』。但是在block的使用上，有各种江湖传说，说在某某情况下，block的使用是不安全的，会造成崩溃。于是也有很多面试题喜欢考察block。但是，实际的block的不安全使用，貌似除了循环引用，也没遇到过什么情况啊？我敢说，block在现如今的iOS开发中，99%的崩溃都是因为你没有给block判空。而其他问题，都是因为循环引用。那么block到底啥时候不安全呢？

其实关于block，我们不用那么害怕。

block的数据结构

首先，block的数据结构其实可以通过查看源码来获得。关于block的数据结构和runtime是开源的，可以在llvm项目看到，或者下载苹果的libclosure库的源码来看。苹果也提供了在线的代码查看方式，其中包含了很多示例和文档说明。

所以，block真正的结构，就是这个样子：

struct Block_descriptor_1 {
    uintptr_t reserved;
    uintptr_t size;
};
 
struct Block_layout {
    void *isa;
    volatile int32_t flags; // contains ref count
    int32_t reserved; 
    void (*invoke)(void *, ...);
    struct Block_descriptor_1 *descriptor;
    // imported variables
};

在objc中，根据对象的定义，凡是首地址是*isa的结构体指针，都可以认为是对象(id)。这样在objc中，block实际上就算是对象。

那么既然block是个对象，那么block就应该有Class，那么block的Class是什么呢？

在block runtime中，定义了6种类：

_NSConcreteStackBlock     栈上创建的block

_NSConcreteMallocBlock   堆上创建的block

_NSConcreteGlobalBlock   作为全局变量的block

_NSConcreteWeakBlockVariable

_NSConcreteAutoBlock

_NSConcreteFinalizingBlock

其中我们能接触到的主要是前3种，后三种用于GC不做讨论。

全局block

其实，这三种block类型的情况非常好理解。

首先我们要明确，在编译完成后，block内部的代码将会提取出来，成为一个单独的C函数。创建block时，实际就是在方法中声明一个struct，并且初始化该struct的成员。而执行block时，就是调用那个单独的C函数，并把该struct指针传递过去。block的的实际作用效果，相当于C语言中的匿名函数。

于是，就可以理解_NSConcreteGlobalBlock的使用了。因为全局block是当一个block内部没有捕获任何外部变量时，就会是一个全局block类型。此时，这个block与一个函数无异。所以，那么它就应该有和函数一样的静态特性。而且，我们在调用block的时候，其实和普通C函数的调用很相似，都是名称加括号：block()。

那么有函数一样静态特性的block，显然不需要再取考虑他的生命周期。

栈block

这个类型的block，是在编译器发现block内部引用了外部变量后，会生成的block类型。

在block内部有引用外部变量时，当struct第一次被创建时，它是存在于该函数的栈帧上的，其Class是固定的_NSConcreteStackBlock。其捕获的变量是会赋值到结构体的成员上，所以当block初始化完成后，捕获到的变量不能更改。

当函数返回时，函数的栈帧被销毁，这个block的内存也会被清除。所以在函数结束后仍然需要这个block时，就必须用Block_copy()方法将它拷贝到堆上。这个方法的核心动作很简单：申请内存，将栈数据复制过去，将Class改一下，最后向捕获到的对象发送retain，增加block的引用计数。详细代码可以直接点这里查看。

之所以这样设计，实际上，可以认为成，当block有了外部变量的捕获，那么它就需要持有这个外部变量，就是赋值到结构体成员上。这种捕获，造成了block对应struct结构体大小的动态变化，所以，在设计上适合放在栈上更合理。

堆block

在栈block中，说到过，当函数的栈帧的销毁，那么栈block也会被随之清楚。但是我们一般都需要在函数结束后仍然能使用这个block，所以，需要把栈block拷贝到堆上。在copy时，就把栈block的类型转换成了堆block。

所以在MRC时代，block属性的关键字必须是copy。这样就可以保证在给block属性赋值的时候，能把在栈上的block给copy到堆区。

而讲得再细一点，为什么非要把block放到堆区才安全。

因为你可以这么理解，block就是个匿名函数，只不过我们给了一个变量来引用这个匿名函数，在需要的时候调用。但是,栈block会随着函数栈帧的销毁而销毁，这样一来，我们用之前做引用的变量再去调用这么一块被销毁的内存，就会出现内存崩溃。

所以，只有把block放到由我们来控制生命周期的堆区中，才能安全地使用block。

我们知道，在OC中，对象都会在堆区存储。实际上，此时的堆block，它的确就是一个对象。而且，你还需要对它手动release。

当然，当ARC时代来临，这就又有所不同了。

ARC下的block

首先先看我写的一段测试代码：

这是在ARC下的Command line tools工程。

这段代码中的str是做常量区地址参考的，最后的obj是做堆区地址参考的。

可以看到str的地址是0x1000021f0，obj的地址是0x100406b40。的确符合预期，常量区地址非常小，堆区地址稍微大一些。

全局block

先看gBlock。这个block没有捕获任何外部变量，仅仅是打印一句文字。所以，理所当然，它是一个全局block。通过地址的观察，的确如此，比str常量的地址还小。

堆block和栈block

再看mBlock。这个block是捕获了一个外部变量，打印一个外部声明的字符串。这种情况下，在MRC小中应该是属于栈block。但是这里的执行结果显示，它实际是一个堆block。

实际上，这是因为在ARC下，对block做了大量处理。现在的情况是，只要一个block被赋值给一个strong变量，会自动copy。所以，我们看到mBlock这个地址，和参考对象obj的地址非常接近。

这样一来，实际上在ARC下，很难在写出一个栈block的情况，因为一旦有赋值给strong变量，那么就得到的是堆block。所以，为了写出一个栈block，我使用一个函数，入参是block类型，但是这个block参数没有经过任何一次赋值操作，直接放在了函数参数里。所以，这样就可以再函数体内得到这个栈block类型的参数。

通过地址，可以看到，这个栈block的确地址很大。在给这个栈block进行一次手动copy后，block也变成了堆block。

不过，这里虽然倒弄出来一个栈block，不过这种情况是不会有栈block被提前释放的问题。因为这个栈block作为入参，他的生命周期本身也是跟随这个函数的函数体。函数体栈帧释放，block也被释放，由于函数外并没有对block有引用，所以，这个block也可以被安全的释放。

结论

网上很多关于block的资料，说使用block会造成崩溃，实际都是因为文章太老。现阶段的block是非常安全的。而且LLVM编译器的检查也十分完善，可以提前发现仅有的一些block被提前释放的情况。

所以，在ARC下，你可以大胆地使用block，而不太需要在意block本身的生命周期。因为他实际和我们平常用的其他NSObject对象的表现，并无二致。

Reference

objc 中的 block

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