block-變量的捕獲(capture)

爲了能夠保證block正常訪問外部的變量，block有個變量捕獲機制，如下圖

auto:自動變量，平時我們定義int age = 10,前面有個auto，auto int age = 10，系統幫我們默認的加上了一個auto。—–值傳遞—–
static:靜態變量 —–指針傳遞—–
全局變量 —–直接訪問—–

根據上面結論，我們一個個展開討論和分析。

一、自動變量auto修飾的變量，auto int age = 10；

int main(int argc, const char * argv[]) {
    @autoreleasepool {
        // insert code here...
        auto int age = 10;

        void (^block)(void) = ^() {
            NSLog(@"age = %d,",age);
        };

        age = 20;
        block();
    }
    return 0;
}

此main函數中的block，是我們常見的OC代碼，那我們從聲明 int age = 10;到將age的值改變age = 20,最後block輸出的age會等於20嗎
帶着這個疑問，我們來分析一下底層代碼的實現，OC–>C++的轉換過程：cd到程序main.m的目錄下，執行命令xcrun -sdk iphoneos clang -arch arm64 -rewrite-objc main.m，可以得到一個main.cpp文件，拖到工程目錄中。

struct __main_block_impl_0 {
  struct __block_impl impl;
  struct __main_block_desc_0* Desc;
  int age;
  __main_block_impl_0(void *fp, struct __main_block_desc_0 *desc, int _age, int flags=0) : age(_age) {
    impl.isa = &_NSConcreteStackBlock;
    impl.Flags = flags;
    impl.FuncPtr = fp;
    Desc = desc;
  }
};
static void __main_block_func_0(struct __main_block_impl_0 *__cself) {
  int age = __cself->age; // bound by copy

            NSLog((NSString *)&__NSConstantStringImpl__var_folders_5l_0xn052bn6dgb9z7pfk8bbg740000gn_T_main_6a0dd1_mi_0,age);
        }

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)};
int main(int argc, const char * argv[]) {
    /* @autoreleasepool */ { __AtAutoreleasePool __autoreleasepool; 

        int age = 10;

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

        age = 20;
        ((void (*)(__block_impl *))((__block_impl *)block)->FuncPtr)((__block_impl *)block);
    }
    return 0;
}

這堆代碼，大家都很熟悉了吧，從上一章節講block-底層數據結構就分析過的，看看定義了int age = 10 的區別
從上圖中的源碼中，我們可以留意到外部聲明的int age = 10在block裏使用做的事情
爲了能夠保證block正常訪問外部的變量，block有個變量捕獲機制，那什麼類型會捕獲到block內部，什麼類型不會捕獲呢，我們來探討一下

• 1.在main函數中，在block定義時，block將外部的age當做參數傳給了__main_block_impl_0
• 2.__main_block_impl_0已經將外面聲明age捕捉賦值到block內部，既block內部也定義了一個int age；類型
• 3.block把main函數定義的int age = 10的值當做參數賦值給了block裏面的age
• 4.此時改變age的值，只是改變main函數裏的age的值，無法改變block內部的age的值，兩個是屬於不同函數體內的age，互不相關。
• 5.block()調用時，輸出的age = __cselef->age,就是等於block內部（__main_block_impl_0）的age值

auto變量總結，由上面的分析，我們可驗證自動變量auto修飾的變量，是有捕捉到block內部，並且是屬於值傳遞。

二、靜態變量static修飾的變量，static int age = 10；

int main(int argc, const char * argv[]) {
    @autoreleasepool {
        // insert code here...
        static int age = 10;

        void (^block)(void) = ^() {
            NSLog(@"age = %d,",age);
        };

        age = 20;
        block();
    }
    return 0;
}

// 控制檯的輸出
2018-06-13 15:30:13.674073+0800 block-變量的捕獲[92711:10064124] age = 20,
Program ended with exit code: 0

static修飾的變量age，打印的時候age = 20，爲什麼用static就能修改了呢？我們來看一下下面的轉換成C++後的代碼，分析一下底層的實現。

struct __main_block_impl_0 {
  struct __block_impl impl;
  struct __main_block_desc_0* Desc;
  int *age;
  __main_block_impl_0(void *fp, struct __main_block_desc_0 *desc, int *_age, int flags=0) : age(_age) {
    impl.isa = &_NSConcreteStackBlock;
    impl.Flags = flags;
    impl.FuncPtr = fp;
    Desc = desc;
  }
};
static void __main_block_func_0(struct __main_block_impl_0 *__cself) {
  int *age = __cself->age; // bound by copy

            NSLog((NSString *)&__NSConstantStringImpl__var_folders_5l_0xn052bn6dgb9z7pfk8bbg740000gn_T_main_73b8c0_mi_0,(*age));
        }

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)};
int main(int argc, const char * argv[]) {
    /* @autoreleasepool */ { __AtAutoreleasePool __autoreleasepool; 

        static int age = 10;

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

        age = 20;
        ((void (*)(__block_impl *))((__block_impl *)block)->FuncPtr)((__block_impl *)block);
    }
    return 0;
}

static變量總結，由上圖的分析，我們可以得知，static 修飾的age，是會捕獲進block內部，並且捕獲的是age的地址，所以外面age變成20的時候，block內部輸出的age也是等於20，因爲外部和block內部的age指向的是同一地址。

三、全局變量

int age = 10;
int main(int argc, const char * argv[]) {
    @autoreleasepool {
        // insert code here...
        void (^block)(void) = ^() {
            NSLog(@"age = %d,",age);
        };

        age = 20;
        block();
    }
    return 0;
}
// 控制檯的打印
2018-06-13 16:08:54.737079+0800 block-變量的捕獲[96358:10119188] age = 20,
Program ended with exit code: 0

當age時全局變量的時候，打印的結果爲20，按常理來分析，全部變量的作用域是默認的情況下是所有的函數，生命週期是程序結束時，所以block裏打印等於20，應該大家都能理解，那我們來看一下block內部有沒有捕獲到age呢，分析一下源碼，如下

int age = 10;

struct __main_block_impl_0 {
  struct __block_impl impl;
  struct __main_block_desc_0* Desc;
  __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;
  }
};
static void __main_block_func_0(struct __main_block_impl_0 *__cself) {

            NSLog((NSString *)&__NSConstantStringImpl__var_folders_5l_0xn052bn6dgb9z7pfk8bbg740000gn_T_main_164d03_mi_0,age);
        }

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)};
int main(int argc, const char * argv[]) {
    /* @autoreleasepool */ { __AtAutoreleasePool __autoreleasepool; 


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

        age = 20;
        ((void (*)(__block_impl *))((__block_impl *)block)->FuncPtr)((__block_impl *)block);
    }
    return 0;
}

全局變量總結：從上面源碼可以看出，block內部的實現沒有變化，就是沒有捕獲到block的內部，和我們上面的猜想也是一樣的，因爲age本來就是全部變量，作用域是所有函數，生命週期是程序結束，所以哪裏都能改，哪裏都能輸出他的值，所以沒必要捕獲進block的內部，並且無論block上面時候回調，age的值都能正常輸出