objective-c block 详解

Block

Apple 在C, Objective-C,C++加上Block這個延申用法。目前只有Mac 10.6 和iOS4有支援。Block是由一堆可執行的程式組成，也可以稱做沒有名字的Function (Anonymous function)。如果是Mac10.6 或 iOS 4.0 之前的平台可以利用 http://code.google.com/p/plblocks/這個project得以支援Block語法。

Apple有一個叫做GCD(GrandCentralDispach)的新功能，用在同步處理(concurrency)的環境下有更好的效率。Block語法產生的動機就是來自於GCD，用Block包好一個工作量交給GCD，GCD有一個宏觀的視野可以來分配CPU，GPU，Memory的來下最好的決定。

Block 簡介

Block其實行為和Function很像，最大的差別是在可以存取同一個Scope的變數值。

Block 實體會長成這樣^(傳入參數列) {行為主體};

Block實體開頭是"^"，接著是由小括號所包起來的參數列(比如inta,intb,floatc)，行為的主體由大括號包起來，專有名詞叫做blockliteral。行為主體可以用return回傳值，型別會被compiler自動辦識出來。如果沒有參數列要這樣寫(void)。

看個列子^(int a) {return a*a;};

這是代表Block會回傳輸入值的平方值(int a 就是參數列，return a*a; 就是行為主體)。記得主體裡最後要加";"因為是敘述，而整個{}最後也要要加";"因為Block是個物件實體。用法就是

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

很怪吧。後面小括號裡的5 會被當成a的輸入值然後經由Block輸出5*5 = 25指定給result這個變數。

有沒有簡單一點的方法不然每次都要寫這麼長？有。接下來要介紹一個叫BlockPointer的東西來簡化我們的寫法。

Block Pointer是這樣宣告的回傳值 (^名字) (參數列);

直接來看一個列子

int (^square) (int);

// 有一個叫square的Block Pointer，其所指向的Block是有一個int 輸入和 int 輸出

square = ^(int a ) {return a*a ;}; // 將剛剛Block 實體指定給 square

使用Block Pointer的例子

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

也可以把Block Pointer當成參數傳給一個function，比如說

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

傳入一個有一個int輸入和int輸出的Block 型別的參數呼叫這個myFunction的時候就是這樣呼叫

int (^mySqaure) (int) = ^(int a) {return a*a;}; // 先給好一個有實體的block pointer叫mySquaremyFunction( mySqaure ) ; //把mySquare這個block pointer給myFunction這個function

或是不用block pointer 直接給一個block 實體，就這樣寫

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

當成Objective-C method 的傳入值的話都是要把型別寫在變數前面然後加上小括號，因些應該就要這樣寫

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

讀文至此是不是對Block有基本的認識？接下來我們要談談Block相關的行為和特色

首先是來看一下在Block裡面存取外部變數的方法

存取變數

1. 可以讀取和Block pointer同一個scope的變數值：

{

intoutA=8;

int(^myPtr)(int)=^(inta){returnoutA+a;};

//block裡面可以讀同一個scope的outA的值

intresult=myPtr(3);//resultis11

}

我們再來看一個很有趣的例子

{

intoutA=8;

int(^myPtr)(int)=^(inta){returnoutA+a;};

//block裡面可以讀同一個scope的outA的值

outA=5;//在呼叫myPtr之前改變outA的值

intresult=myPtr(3);//result的值還是11並不是8

}

事實上呢，myPtr在其主體用到outA這個變數值的時候是做了一個copy的動作把outA的值copy下來。所以之後outA即使換了新的值對於myPtr裡copy的值是沒有影響到的。要注意的是，這個指的值是變數的值，如果這個變數的值是一個記憶體的位置，換句話說，這個變數是個pointer的話，它指到的值是可以在block裡被改變的。

{

NSMutableArray*mutableArray=[NSMutableArrayarrayWithObjects:@"one",@"two",@"three",nil];

intresult=^(inta){[mutableArrayremoveLastObject];returna*a;}(5);

NSLog(@"testarray%@",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的值就會被成{@"one",@"two"} 2. 直接存取static 的變數

{

staticintoutA=8;

int(^myPtr)(int)=^(inta){returnoutA+a;};

//block裡面可以讀同一個scope的outA的值

outA=5;//在呼叫myPtr之前改變outA的值

intresult=myPtr(3);//result的值是8，因為outA是個static變數會直接反應其值

}

甚至可以在block裡面直接改變outA的值比如這樣寫

{

staticintoutA=8;

int(^myPtr)(int)=^(inta){outA=5;returnoutA+a;};

//block裡面改變outA的值

intresult=myPtr(3);//result的值是8，因為outA是個static變數會直接反應其值

}

3. Block Variable 在某個變數前面如果加上修飾字__block 的話(注意block前有兩個下底線)，這個變數又稱為block variable。那麼在block裡就可以任意修改此變數值，變數值的改變也可以知道。

{

__blockintnum=5;

int(^myPtr)(int)=^(inta){returnnum++;};

int(^myPtr2)(int)=^(inta){returnnum++;};

intresult=myPtr(0);

result=myPtr2(0);

}

因為myPtr和myPtr2都有用到num這個block variable，最後result的值就會是7

生命周期和記憶體管理

因為block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一開始都是被放到stack裡，換句話說其生命周期隨著method或function結束就會被回收，和一般變數的生命周期一樣。

關於記憶體的管理請遵循這幾個要點

1.blockpointer的實體會在method或function結束後就會被清掉

2.如果要保存blockpointer的實體要用-copy指令，這樣blockpointer就會被放到heap裡

2.1block主體裡用到的blockvariable也會被搬到heap而有新的記憶體位置，且一並更新有用到這個blockvariable的block都指到新的位置

2.2一般的variable值會被copy

2.3如果主體裡用到的variable是object的話，此object會被retain,blockrelease時也會被release

2.4__blockvariable裡用到的object是不會被retain的

首先來看一下這個例子

typedef int (^MyBlock)(int);

MyBlockgenBlock();

intmain(){

MyBlockoutBlock=genBlock();

intresult=outBlock(5);

NSLog(@"resultis%d",[outBlockretainCount]);//segmentationfault

NSLog(@"resultis%d",result);

return0;

}

MyBlockgenBlock(){

inta=3;

MyBlockinBlock=^(intn){

returnn*a;

};

returninBlock;

}

此程式由genBlock裡產生的block再指定給main function的outBlock變數，執行這個程式會得到

Segmentationfault

(註：有時候把genBlock裡的a去掉就可以跑出結果的情形，這是系統cache住記憶體，並不是inBlock真得一直存在，久了還是會被回收，千萬不要以為是對的寫法)

表示我們用到了不該用的記憶體，在這個例子的情況下是在genBlock裡的inBlock變數在return的時候就被回收了，outBlock無法有一個合法的記憶體位置-retainCount就沒意義了。

如果這個時候需要保留inBlock的值就要用-copy指令，將genBlock改成 MyBlock genBlock() {

inta=3;

MyBlockinBlock=^(intn){

returnn*a;

};

return[inBlockcopy];

}

這樣[inBlock copy]的回傳值就會被放到heap，就可以一直使用(記得要release)

執行結果是

resultis1

resultis15

再次提醒要記得releaseoutBlock。

如果一回傳[inBlock copy]的值就不再需要的時候可以這樣寫 MyBlock genBlock() {

inta=3;

MyBlockinBlock=^(intn){

returnn*a;

};

return[[inBlockcopy]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束就清掉。接下來是block存取到的local variable是個物件的型別，然後做copy 指令時

MyBlock genBlock() {

inta=3;

NSMutableString*myString=[NSMutableStringstring];

MyBlockinBlock=^(intn){

NSLog(@"retaincountofstring%d",[myStringretainCount]);

returnn*a;

};

return[inBlockcopy];

}

結果會印出

retaincountofstring2

這個結果和上面2.3提到的一樣，localvariable被retain了

那再來試試2.4，在local variable前面加上__blockMyBlock genBlock() {

inta=3;

__blockNSMutableString*myString=[NSMutableStringstring];

MyBlockinBlock=^(intn){

NSLog(@"retaincountofstring%d",[myStringretainCount]);

returnn*a;

};

return[inBlockcopy];

}

執行的結果就是會

retaincountofstring1

Block Copying注意事項

如果在Class method裡面做copying block動作的話

1.在Block裡如果有直接存取到self，則self會被retain

2.在Block裡如果取存到instancevariable(無論直接或是從accessor)，則self會被retain

3.取存到localvariable所擁有的object時，這個object會被retain

讓我們來看一個自訂的Class@interface MyObject : NSObject {

NSString*title;

void(^myLog)(NSString*deco);

}

-(void)logName;

@end

@implementationMyObject

-(id)initWithTitle:(NSString*)newTitle{

if(self=[superinit]){

title=newTitle;

myLog=[^(NSString*deco){NSLog(@"%@%@%@",deco,title,deco);}copy];

}

returnself;

}

-(void)logName{

myLog(@"==");

}

-(void)dealloc{

[myLog release]; [title release];

[superdealloc];

}

@end

在main 裡使用如下

MyObject*mObj=[[MyObjectalloc]initWithTitle:@"Car"];

NSLog(@"retainCountofMyObjectis%d",[mObjretainCount]);

[mObjlogName];

其執行的結果為

retainCountofMyObjectis2

==Car==

因為在MyObject的建構子裡myLog這個blockpointer用了title這個instancevariable然後就會retainself也就是MyObject的物件。

盡量不要這樣寫，會造成retain cycle，改善的方法是把建構子改成這樣-(id) initWithTitle:(NSString * ) newTitle{

if(self=[superinit]){

title=newTitle;

myLog=[^(NSString*deco){NSLog(@"%@%@%@",deco,newTitle,deco);}copy];

}

returnself;

}

在Block主體裡用newTitle這個變數而不是title。這樣self就不會被retain了。

最後談一個小陷井

void(^myLog)(void);

BOOLresult;

if(result)

myLog=^{NSLog(@"YES");};

else

myLog=^{NSLog(@"NO");};

myLog();

這樣很可能就會當掉了，因為myLog實體在if或是else結束後就被清掉了。要記得。

要用copy來解決這個問題，但要記得release。

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