再談Objective-C中的Block - 使用Block的注意事項

前言

先前我曾在在Objective-C中使用Block，以及在Block中存取Block外定義的變數之探討簡要提及了Block的概念。

簡單回顧：Block是C語言的Closure語法，Block中可以有條件地使用Block以外所定義的變數(詳情請參閱前文)。

而此篇要稍微深入探討使用Block時應注意的事項。

Block所佔用的記憶體區域被配置在堆疊上

考慮以下程式碼：

void (^block)();
if {
    block = ^{ //do something 1...  };
}
else {
    block = ^{ //do something 2...  };
}
block();

我們可能很容易因邏輯需求而寫出這樣的程式碼。

然而，由於Block所佔用的記憶體區域被配置在堆疊上；因此，Block所占用的記憶體空間只在該作用域內有效。 在C語言中，即便是在同一個函式中，一個大括號包起來的就是一個獨立的作用域[1]；這表示，過了該作用域之後，Block所占用的記憶體空間可能不再被保證有效。

程式可能出錯，也可能不會；端看該Block所占用的記憶體空間是否被覆蓋掉 。

不過，一個簡單的做法就可以解決此問題，使用copy[2]：

void (^block)();
if {
    block = [^{ //do something 1...  } copy];
}
else {
    block = [^{ //do something 2...  } copy];
}
block();

如果指向該Block的變數是物件的property中，也應該使用copy：

@property (copy) void (^myblock)(void);

以copy建立副本，確保存放該Block的變數，其指向的block是有效的。

避免Block隱式保留self而造成的保留循環

我曾在前文提及，

Block會隱式地保留self：

@implementation ViewController {
    int myValue;
}

- (void)viewDidLoad
{
    myValue = 123;
    void(^myBlock)(void) = ^{
        //其實是存取self->myValue, block隱式保留self
        NSLog(@"myValue in block:%i",myValue); 

    };      
}

由於Block也是Objective-C物件，也會被參考計數；因此，如下寫法：

@interface ViewController : UIViewController
@property (copy) void (^myblock)(void);
@end    

@implementation ViewController {
    int myValue;
}

- (void)viewDidLoad
{
    myValue = 123;
    self.myblock = ^{
        //存取self->myValue, block隱式保留self
        NSLog(@"myValue in block:%i",myValue); 

    };      
}

會使myblock保留self,而self本身又擁有myblock，兩個物件互相參考， 造成所謂的保留循環，使兩者的記憶體永遠不會被釋放。

解法1:使用weak參考的self

@interface ViewController : UIViewController
@property (copy) void (^myblock)(void);
@end    

@implementation ViewController {
    int myValue;
}

- (void)viewDidLoad
{
    myValue = 123;
    ViewController* __weak weakSelf = self;
    self.myblock = ^{
        //確認self尚未被取消配置
        if(weakSelf != nil) {
            NSLog(@"myValue in block:%i",weakSelf->myValue); 
        }                       
    };      
}

使用另一個變數指向self,並使用__weak修飾子， 如此一來，該變數(weakSelf)不會保留住self(不會增加參考計數)。

而Block使用的是weakSelf而非self本身，因此不會保留self。

唯一要注意的是，在self被取消配置時，weakSelf會被設為nil； 因此在執行前，需要檢查一下weakSelf是否為nil(雖然在正確的邏輯下不應該發生)； 做好例外處理。

解法2:在block執行完後，將指向block的property設為nil

@interface ViewController : UIViewController
@property (copy) void (^myblock)(void);
@end    

@implementation ViewController {
    int myValue;
}

- (void)viewDidLoad
{
    myValue = 123;
    self.myblock = ^{
        //存取self->myValue, block隱式保留self
        NSLog(@"myValue in block:%i",myValue); 


        self->myblock = nil;            
    };      
}

更簡單的方法是在執行完block的時候，將myblock設為nil，解除互相參考的狀態。 然而，倘若block永遠都沒有執行，則此保留循環的狀況也將不會解除。 因此，務必確認block一定會被執行；否則，建議使用解法1。

結語

Block的使用一直都是把雙面刃，如果你不夠了解Block的運作機制以及其行為模式，當然很有可能造成非預期的錯誤。 Block的語法乍看之下複雜，不過其實並不難。如果你先前曾有一些Script語言的經驗，諸如: JavaScript的函式實字，或是Python的lambda表示式...等等，則應該不難理解Block的概念。

在iOS程式開發中，許多處理多執行緒的API，也漸漸地使用Block，如GCD, NSBlockOperation...等等，因此，理解並活用Block也逐漸成為新一代iOS程式設計師應當做好的基本功。

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Reference

WorkingwithBlocks