在块内，__block 变量和静态变量之间的实际区别是什么？

Question

我想在单个块的多次调用中重用一个对象引用，我很好奇：以下两种方法之间的实际区别是什么？

使用__block 变量：

__block Widget *widget = [self buildNewWidget];

for(Gadget *gadget in self.gadgets) {
    [self useGadget:gadget withCallback:^{
        if([widget isBroken]) {
            widget = [self buildNewWidget];
        }

        gadget.widget = widget;
    }];
}

使用static 变量：

for(Gadget *gadget in self.gadgets) {
    [self useGadget:gadget withCallback:^{
        static Widget *widget;

        if(!widget || [widget isBroken]) {
            widget = [self buildNewWidget];
        }

        gadget.widget = widget;
    }];
}

显然，这两个代码块从语义角度来看是不同的，但（实际上）我相信它们做的是相同的基本工作。我的猜测是，从内存管理角度、性能角度或其他角度来看是有区别的。任何能说明这些差异（或解释为什么它们没有不同）的见解都会有所帮助。

Answer 1

一个例子胜过千言万语：

（是的，这是一个非常简单的例子，但它基本上等同于你所做的......）

for (int i = 0; i < 3; i++)
{
    // Your example encompasses this scope,
    // not taking into account that we may execute this code multiple times:

    // Call the block
    (^{
        // Every instance/execution of this block will have the same object.
        static Obj *o;

        // Initialize static object
        static dispatch_once_t once;
        dispatch_once(&once, ^{
            o = [Obj new];
        });

        NSLog(@"Object is: %@", o);
    })();
}
// Output:
//   Object is: <Obj: 0x100109fd0>
//   Object is: <Obj: 0x100109fd0>
//   Object is: <Obj: 0x100109fd0>

for (int i = 0; i < 3; i++)
{
    __block Obj *o = [Obj new];

    // Call the block
    (^{
        // This block uses the object from its enclosing scope, which may be different.
        NSLog(@"Object is: %@", o);
    })();
}
// Output:
//   Object is: <Obj: 0x105100420>
//   Object is: <Obj: 0x1003004f0>
//   Object is: <Obj: 0x105300000>

Answer 2

出于此答案的目的，假设两个示例都包含在 -(void)useGadgetsOnWidgets { ... } 中。

假设 ARC，您的应用程序是单线程的并且代码是不可重入的（即useGadgetsOnWidgets 不会调用自身），并且在方法返回后不使用该块，主要区别在于：

使用static 变量，widget 将永远存在。这意味着小部件在对-useGadgetsOnWidgets 的调用中被重用（这可能是好是坏），但也意味着小部件将永远保留。您可以通过将小部件从循环/块中拉出来更改此设置（我也在开始时将其初始化为更类似于 __block 版本：

-(void)useGadgetsOnWidgets {
  static Widget *widget;
  widget = [self buildNewWidget];
  for(Gadget *gadget in self.gadgets) {
    [self useGadget:gadget withCallback:^{
      if([widget isBroken]) {
        widget = [self buildNewWidget];
      }
      gadget.widget = widget;
    }];
  }
  widget = nil;
}

还有第三种变体，它在一定程度上是线程安全的，并假定在方法返回后不使用该块：

-(void)useGadgetsOnWidgets {
  Widget *widget = [self buildNewWidget];
  Widget ** pWidget = &widget;
  for(Gadget *gadget in self.gadgets) {
    [self useGadget:gadget withCallback:^{
      if([*pWidget  isBroken]) {
        *pWidget = [self buildNewWidget];
      }
      gadget.widget = *pWidget ;
    }];
  }
}

这似乎比使用static 变量（实际上只是一个全局变量）要好一些，但它仍然很棘手。也不是我想教给新手程序员的技术（但话又说回来，任何类型的多线程也不是）。

编辑：对于您描述的问题，比其中任何一个更好的解决方案是将小部件缓存在self 上的 ivar/property 中：

-(Widget*)workingWidget {
  // Assuming _cachedWidget is an ivar
  if ([_cachedWidget isBroken]) {
    _cachedWidget = [self buildWidget];
  }
  return _cachedWidget;
}

-(void)useGadgetsOnWidgets {
  for(Gadget *gadget in self.gadgets) {
    [self useGadget:gadget withCallback:^{
      gadget.widget = [self workingWidget];
    }];
  }
}

Answer 3

正如所写，这两个代码片段的工作方式不同，并且它们具有不同的最终结果。

第二组代码是等待发生的故障。如果由于使用了静态变量，此代码同时在两个不同的线程上运行，它将失败。此代码也将失败，因为您从未初始化静态变量。第一次到达if 语句时，应用程序可能会崩溃。

由于循环的每次迭代似乎都依赖于widget 的当前值，因此您需要在循环之前初始化一个局部变量。由于需要在块内修改此变量，因此您需要将变量设为__block 变量。这意味着您的第一组代码是正确的代码。

Answer 4

__block 使变量在块内可用，就像它是全局的一样。如果你在块内使用它，它不会被复制，而是被引用，因为它就像全局一样，它仍然是活动的。但是下次你调用该代码块时，另一个变量将被压入堆栈。

static 使变量仅在范围内可见，并且它在程序的整个执行过程中仍然存在。但是，如果您再次调用该代码块，变量将是相同的。