为什么必须复制 NSBlock 才能存储在容器中？

Question

- (void) addABlock 
{
void (^aBlock)(void) = ^() { [someObject doSomething]; };

[self.myMutableArray addObject: aBlock];  // Oops..

[self.myMutableArray addObject: [aBlock copy]];  // works fine
}

在上面的简化示例中，如果未执行块复制，我会看到未定义的行为。此案例在苹果的 ARC 过渡指南中专门列出。

我不明白的部分是为什么我必须手动调用复制。该块是在堆栈上创建的，因此需要执行 block_copy - 这很清楚。 NSArray 不调用复制，但它应该在添加的对象上调用保留。那么为什么 [NSBlock retain] 不直接调用 [NSBlock copy] 呢？

http://developer.apple.com/library/mac/#releasenotes/ObjectiveC/RN-TransitioningToARC/Introduction/Introduction.html

http://www.galloway.me.uk/2013/05/a-look-inside-blocks-episode-3-block-copy/

Answer 1

更新

尽管Apple documentation 说了什么：

当您在 ARC 模式下将块向上传递到堆栈时，块“正常工作”，例如在返回中。您不必再调用 Block Copy。在将堆栈“向下”传递到 arrayWithObjects: 和其他执行保留的方法时，您仍然需要使用 [^{} copy]。

不再需要在将块添加到容器时手动调用块上的copy。 在这种情况下缺少自动复制已被认为是编译器错误并在很久以前在llvm 中修复。

“我们认为这是一个编译器错误，它已在开源 clang 存储库中修复了数月。”

（John McCall，LLVM 开发人员）

我使用最新的 Apple LLVM 5.0 编译器在 Xcode 5 中亲自对此进行了测试。

- (NSArray *)blocks {
    NSMutableArray *array = [NSMutableArray array];
    for (NSInteger i = 0; i < 3; i++) {
        [array addObject:^{ return i; }];
    }
    return array;
}

- (void)test {
    for (NSInteger (^block)() in [self blocks]) {
        NSLog(@"%li", block());
    }
}

上面的例子正确打印

0
1
2

在 ARC 下，它在 MRC 中与 EXC_BAD_ACCESS 一起崩溃。

请注意，这 - 最后 - 与 llvm documentation 一致，它声明

当这些语义要求保留块指针类型的值时，它具有Block_copy的效果

意味着每当 ARC 必须保留一个指针并且该指针恰好是块指针类型时，将调用 Block_copy 而不是 retain。

---

原答案

我不明白的部分是为什么我必须手动调用复制。

块是分配在堆栈上的 Objective-C 对象的少数示例之一（出于性能原因），因此当您从方法调用返回时，由于当前堆栈帧的拆除，您会丢失它们。

在堆栈块上发送copy 将在其上调用Block_copy 并将其移动到堆上，从而允许您保持对该块的有效引用。

那么为什么[NSBlock retain] 不直接打电话给[NSBlock copy]

这会破坏retain 的通常语义，它应该返回对象本身，并增加保留计数。由于在堆栈块上增加保留计数没有任何意义，因此在堆栈块上调用 retain 没有任何效果。

Apple 可以按照您的建议以不同的方式实现它，但他们更愿意尽可能地遵守内存管理方法的通用合同。

作为关于块的进一步参考，您可能想看看@bbum 的this great blog post。它是 ARC 之前的版本，但大多数概念没有改变。

Answer 2

在 ARC 下，在这种情况下或在大多数其他情况下，您不再需要手动复制块。根据clang's ARC documentation on blocks

除了作为初始化 __strong 参数变量或读取 __weak 变量的一部分完成的保留之外，只要这些语义要求保留块指针类型的值，它就会具有 Block_copy 的效果。当优化器发现结果仅用作调用的参数时，它可能会删除此类副本。

换句话说，大多数情况下，保留块具有 Block_copy 的效果，正如您所建议的那样。特别是，当块被添加到集合中时，它会被复制！ （更准确地说，它已经在堆上。）下面是一些示例代码，证明了这种情况。

#import <Foundation/Foundation.h>

int main(int argc, char *argv[]) 
{
    @autoreleasepool 
    {
        NSMutableArray *arr = [[NSMutableArray alloc] init];
        int counter = 0;
        int total = 5;
        for (int i = 0; i < total; i++) {
            void (^block)(void) = ^{
                NSLog(@"in this block, counter is %d", counter);
            };
            [arr addObject:block];
            counter += 1;
        }

        for (int i = 0; i < total; i++) {
            void (^block)(void) = arr[i];
            block();
        }
    }
}

如果使用默认编译器（Apple LLVM 编译器 4.2）在最新的 Xcode (4.6.3 (4H1503)) 上运行，输出将是

in this block, counter is 0
in this block, counter is 1
in this block, counter is 2
in this block, counter is 3
in this block, counter is 4

如果这些块没有被复制到堆中，你会（可能——这是未定义的行为）看到

in this block, counter is 4
in this block, counter is 4
in this block, counter is 4
in this block, counter is 4
in this block, counter is 4

因为添加到数组中的指针都指向堆栈分配（非复制）块，该块在执行块时捕获了counter 值4。

尤其是，如果您禁用 ARC，您将获得相同的行为。即使您在将块添加到数组之前在块上调用retain

[arr addObject:[block retain]];

您仍然会得到相同的（“损坏的”）输出，说明这是一种 ARC 行为，而不是一般的保留行为。

注意：

ARC的retain没有Block_copy作用的两个地方是

(1) 作为初始化__strong 参数变量的一部分保留完成

在进入一个函数（或方法）后，如果一个对象被传递给该函数（或方法），该对象将被保留（堆栈中有对该对象的强引用）框架）并在函数（或方法）退出时释放（对对象的强引用被释放）。

这对于方块和任何其他对象一样都是正确的。 clang 文档中的这句话意味着即使在这种情况下保留了该块，该块也不会被此保留复制。

(2) 作为读取__weak 变量的一部分保留完成

类似地，当__weak 变量被读入__strong 变量时，会创建对该对象的强引用，并保留该对象。

块也是如此。但是，以这种方式发送的块不会被复制（由于将__weak 引用读入__strong 引用）。

这两个异常中的任何一个都会给您带来问题的情况很少见。一般来说，您不必担心复制块。