面试题：Objective-C 中 block 的实现原理及应用场景

Objective-C 中 block 的实现原理

数据结构：

Block本质上也是一个对象，它的结构体定义类似如下：

struct Block_descriptor {
    unsigned long int reserved;
    unsigned long int size;
    // 指向 copy 函数的指针
    void (*copy)(void *dst, void *src);
    // 指向 dispose 函数的指针
    void (*dispose)(void *);
};

struct Block_layout {
    void *isa;
    int flags;
    int reserved;
    void (*invoke)(void *, ...);
    struct Block_descriptor *descriptor;
    // 捕获的变量
    /* 如果有捕获变量，这里会包含捕获的变量 */
};

isa指针表明block是一个对象，invoke是执行block代码的函数指针，descriptor指向描述block属性（如大小、copy和dispose函数）的结构体。

内存管理机制：
- 栈上的 block：当block在函数内部定义时，它初始是在栈上的。栈上的block生命周期与函数栈帧相同，函数结束时，栈上的block会被销毁。
- 堆上的 block：通过copy操作，可以将栈上的block复制到堆上。常见的触发block从栈到堆复制的情况有：将block作为函数返回值、将block赋值给__strong修饰的变量、将block作为Cocoa框架方法的参数且该方法对block有持有语义（如GCD相关函数）。堆上的block需要手动管理内存，当引用计数为0时会被释放。
- 全局的 block：当block不捕获任何外部变量时，它会被存储在全局数据区，类似全局变量，生命周期贯穿程序始终，不需要进行额外的内存管理。

block 在实际开发中的常见应用场景

作为回调函数：

示例：在网络请求中，当请求完成时，通过block返回结果。

typedef void(^CompletionBlock)(NSData *data, NSError *error);

- (void)fetchDataWithCompletion:(CompletionBlock)completion {
    NSURLSessionDataTask *task = [[NSURLSession sharedSession] dataTaskWithURL:[NSURL URLWithString:@"https://example.com"] completionHandler:^(NSData * _Nullable data, NSURLResponse * _Nullable response, NSError * _Nullable error) {
        if (completion) {
            completion(data, error);
        }
    }];
    [task resume];
}

优势：相比传统的委托模式（delegate），使用block代码更加紧凑，不需要额外定义协议和实现多个代理方法。可以将回调逻辑与请求逻辑写在同一处，增强了代码的可读性和维护性。

集合遍历：
- 示例：使用block遍历数组。
```
NSArray *numbers = @[@1, @2, @3];
[numbers enumerateObjectsUsingBlock:^(NSNumber * _Nonnull number, NSUInteger idx, BOOL * _Nonnull stop) {
    NSLog(@"%@", number);
    if (idx == 1) {
        *stop = YES;
    }
}];
```
- 优势：简洁明了，直接在遍历的地方定义处理逻辑，不需要单独定义一个遍历方法。而且block可以方便地捕获外部变量，方便在遍历过程中进行复杂的操作。

GCD（Grand Central Dispatch）：

示例：在后台线程执行任务，并在主线程更新 UI。

dispatch_queue_t queue = dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0);
dispatch_async(queue, ^{
    // 耗时操作
    NSData *data = [NSData dataWithContentsOfURL:[NSURL URLWithString:@"https://example.com"]];
    dispatch_async(dispatch_get_main_queue(), ^{
        // 更新 UI
        UIImage *image = [UIImage imageWithData:data];
        self.imageView.image = image;
    });
});

优势：block与GCD紧密结合，能够方便地将任务提交到不同的队列执行。通过block可以简洁地定义任务逻辑，并且易于管理不同任务之间的依赖关系。

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block 在实际开发中的常见应用场景