Block 深度剖析：本质、捕获与 __block

1. Block 的本质

Block 本质上是一个 Objective-C 对象，它内部也有 isa 指针。 编译器会将 Block 语法转化为 __main_block_impl_0 结构体。

struct __block_impl {
    void *isa;
    int Flags;
    int Reserved;
    void *FuncPtr; // 指向 Block 内部逻辑的代码块地址
};

struct __main_block_impl_0 {
    struct __block_impl impl;
    struct __main_block_desc_0* Desc;
    // captured variables... (捕获的变量紧跟其后)
};

2. 变量捕获机制 (Capture)

3. __block 原理

为什么加了 __block 就能修改局部变量？

3.1 结构体包装

编译器会将 __block int a = 10; 包装成一个对象结构体：

struct __Block_byref_a_0 {
    void *__isa;
    struct __Block_byref_a_0 *__forwarding; // 关键指针
    int __flags;
    int __size;
    int a; // 真实的值
};

3.2 forwarding 指针的作用

• 在栈上时：__forwarding 指向自己。

• Copy 到堆后：

  • Block 发生 copy 时，捕获的 __block 变量也会被 copy 到堆上。

  • 栈上结构体的 __forwarding 指向 堆上的结构体。

  • 堆上结构体的 __forwarding 指向 自己。

• 修改值时：

  • 代码通过 a->__forwarding->a = 20 进行修改。

  • 无论此时通过栈上的指针还是堆上的指针访问，最终修改的都是堆上的那份数据，保证了数据一致性。

4. Block 的类型

• NSGlobalBlock：没有捕获外部变量（或只捕获全局变量）。位于数据段。

• NSStackBlock：捕获了外部变量，但未进行 copy。位于栈内存（iOS ARC 下很少见，编译器通常会自动 copy）。

• NSMallocBlock：StackBlock 经过 copy 操作后。位于堆内存，引用计数由 Runtime 管理。

Block 循环引用：成因与解决方案

• 对象持有 Block 属性（strong）。

• Block 内部使用 self，默认对捕获的对象进行强引用（retain）。

• 双方互相等待对方释放，导致内存泄漏。

2. 解决方案：Weak-Strong Dance

2.1 标准写法

__weak typeof(self) weakSelf = self; // 1. 打破环
self.block = ^{
    __strong typeof(weakSelf) strongSelf = weakSelf; // 2. 延长生命周期
    
    if (!strongSelf) return; // 3. 判空保护
    
    [strongSelf doSomething];
    // strongSelf 在这里出了作用域，自动释放
};

2.2 为什么需要 __strong？

如果在 Block 执行期间，外部的 self 被释放了（例如多线程环境下），weakSelf 会自动变为 nil。

• 如果没有 strongSelf：代码执行到一半 self 没了，可能导致逻辑错误或 Crash。

• 有了 strongSelf：Block 执行期间强引用 self，保证 Block 执行完之前对象不销毁。Block 执行完后 strongSelf 销毁，引用计数 -1，对象得以正常释放。

3. 检测工具

• 静态分析：Xcode -> Product -> Analyze (Shift+Cmd+B)。

• 运行时检测：Instruments -> Leaks。

• 可视化工具：Xcode Memory Graph Debugger。