通过__block的作用深入研究block
block普通引用
默认情况下，在block中访问外部变量是通过复制一个变量来操作的，既可以读，但是写操作不对原变量生效，下面通过代码来举证
NSString *a = @"testa"; NSLog(@"block前,a在堆中的地址%p,a在栈中的地址%p",a,&a); void(^testBlock)(void) = ^(void){ NSLog(@"block内,a在堆中的地址%p,a在栈中的地址%p",a,&a); }; NSLog(@"block后,a在堆中的地址%p,a在栈中的地址%p",a,&a); testBlock();
那么来计算下两个地址变化
block前,a指向堆中的地址0x1000ec0b0,a在栈中的地址0x16fd19f58
block后,a指向堆中的地址0x1000ec0b0,a在栈中的地址0x16fd19f58
block内,a指向堆中的地址0x1000ec0b0,a在栈中的地址0x17404e0c0
十六进制的0x16fd19f58、0x17404e0c0转换为十进制数为，6170976088、6241444032。两者相差5546832956字节，再转换为MB为5289.8mb。已知IOS中一个进程的栈区内存只有1M，Mac也只有8M(等有空找官方文档求证下),又因为堆地址要小于栈地址，所以在block内调用变量，在不使用__block的情况下，是在堆中新建了一个变量地址指向原变量，block作用域结束则销毁，不影响原变量。
我们都知道：Block不允许修改外部变量的值，这里所说的外部变量的值，指的是栈中指针的内存地址。在block内调用变量，在不使用__block的情况下，是在堆中新建了一个变量地址指向原变量，block作用域结束则销毁，不影响原变量。
__block关键字
由前所知，通过__block修饰，block内部不仅仅可以对外部变量进行读操作，也可以进行写操作了，那这是为什么呢？同样用代码研究两者区别
__block NSString *a = @"testa"; NSLog(@"block前,a指向堆中的地址%p,a在栈中的地址%p",a,&a); void(^testBlock)(void) = ^(void){ NSLog(@"block内,a指向堆中的地址%p,a在栈中的地址%p",a,&a); }; testBlock(); NSLog(@"block后,a指向堆中的地址%p,a在栈中的地址%p",a,&a);
去掉时间戳后，打印的结果是
block前,a指向堆中的地址0x10007c0d0,a在栈中的地址0x16fd89f58
block内,a指向堆中的地址0x10007c0d0,a在栈中的地址0x1740533a8
block后,a指向堆中的地址0x10007c0d0,a在栈中的地址0x1740533a8
根据内存地址变化可见，
__block所起到的作用就是只要观察到该变量被 block 所持有，就将“外部变量”在栈中的内存地址放到了堆中。进而在block内部也可以修改外部变量的值。原先地址是否直接抛弃不用再继续研究
Block不允许修改外部变量的值,Apple这样设计，应该是考虑到了block的特殊性，block也属于“函数”的范畴，变量进入block，实际就是已经改变了作用域。在几个作用域之间进行切换时，如果不加上这样的限制，变量的可维护性将大大降低。又比如我想在block内声明了一个与外部同名的变量，此时是允许呢还是不允许呢？只有加上了这样的限制，这样的情景才能实现。
编译器做了什么？
一般使用的话，到这个程度已经足够了。我们已经知道了加上__block关键字之后，编译器通过将外部变量同block一起copy到了堆区，并且将“外部变量”在栈中的内存地址改为了堆中的新地址。
如果多问一个为什么？编译器是怎么做到这样的呢？我们通过clang将 OC 代码转换为 C++ 文件：
clang -rewrite-objc 源代码文件名
转译的时候遇到了几个问题：
#import <UIKit/UIKit.h>
** ^**
1 error generated.
通过Objective-C编译成C++代码报错文中的方式可以转译，但是又出现了新的问题;
2.clang: warning: using sysroot for 'iPhoneSimulator' but targeting 'MacOSX'
这个问题没能解决，然后换了个思路转译，
新代码如下
//坑爹的是NSLog都不能使用,不然会报NSLog错误。说白了还是工具不熟悉，为什么会出现这个情况都不清楚。有机会再看吧 int main() { int a = 1; void(^testBlock)(void) = ^(void){ }; testBlock(); __block int b = 2; void(^testBlockb)(void) = ^(void){ b = 3; }; testBlockb(); return 0; }
转译后代码如下
int main() { int a = 1; void(*testBlock)(void) = ((void (*)())&__main_block_impl_0((void *)__main_block_func_0, &__main_block_desc_0_DATA)); ((void (*)(__block_impl *))((__block_impl *)testBlock)->FuncPtr)((__block_impl *)testBlock); __attribute__((__blocks__(byref))) __Block_byref_b_0 b = {(void*)0,(__Block_byref_b_0 *)&b, 0, sizeof(__Block_byref_b_0), 2}; void(*testBlockb)(void) = ((void (*)())&__main_block_impl_1((void *)__main_block_func_1, &__main_block_desc_1_DATA, (__Block_byref_b_0 *)&b, 570425344)); ((void (*)(__block_impl *))((__block_impl *)testBlockb)->FuncPtr)((__block_impl *)testBlockb); return 0; }
代码变的很长很长，我们的目的是研究__block加上去之后编译器的操作，精简下就是
//加__block前的声明变量是这样的 int a = 1; //加__block后的声明变量是这样的 __attribute__((__blocks__(byref))) __Block_byref_b_0 b = { (void*)0, (__Block_byref_b_0 *)&b, 0, sizeof(__Block_byref_b_0), 2};
可以看到增加了__block修饰之后，编译器做了不少工作，修饰词中有__Block_byref_b_0重复出现，这是一个与block一样的结构体类型的自动变量实例！！！！
此时我们在block内部访问val变量则需要通过一个叫__forwarding的成员变量来间接访问val变量。
讲__forwarding之前，需要先讨论一下block的存储域及copy操作。
1.Block的存储域及copy操作
前面提到，block内部的作用域是在堆上的，并且调用变量时会将变量copy到堆上，那么block本身是存储在堆上还是栈上呢？
我们先来看看一个由C/C++/OBJC编译的程序占用内存分布的结构：
实际上，block有三种类型，
- 全局块(_NSConcreteGlobalBlock)
- 栈块(_NSConcreteStackBlock)
-
堆块(_NSConcreteMallocBlock)
这三种block各自的存储域如下图：
-
简而言之，存储在栈中的Block就是栈块、存储在堆中的就是堆块、既不在栈中也不在堆中的块就是全局块。（这听起来似乎与文章上半部分的说明有冲突呢？其实并不然）
那么，我们如何判断这个block的存储位置呢？
（1）Block不访问外界变量（包括栈中和堆中的变量）
Block 既不在栈又不在堆中，在代码段中，ARC和MRC下都是如此。此时为全局块。(_NSConcreteGlobalBlock)
（2）Block访问外界变量
MRC 环境下：访问外界变量的 Block 默认存储栈中。
ARC 环境下：访问外界变量的 Block 默认存储在堆中（实际是放在栈区，然后ARC情况下自动又拷贝到堆区），自动释放。
ARC下，访问外界变量的 Block为什么要自动从栈区拷贝到堆区呢？
栈上的Block，如果其所属的变量作用域结束，该Block就被废弃，如同一般的自动变量。当然，Block中的__block变量也同时被废弃。如下图：
如下图：
将Block从栈上复制到堆上相当消耗CPU，所以当Block设置在栈上也能够使用时，就不要复制了，因为此时的复制只是在浪费CPU资源。
Block的复制操作执行的是copy实例方法。不同类型的Block使用copy方法的效果如下表：
根据表得知，Block在堆中copy会造成引用计数增加，这与其他Objective-C对象是一样的。虽然Block在栈中也是以对象的身份存在，但是栈块没有引用计数，因为不需要，我们都知道栈区的内存由编译器自动分配释放。
不管Block存储域在何处，用copy方法复制都不会引起任何问题。在不确定时调用copy方法即可。
在ARC有效时，多次调用copy方法完全没有问题：
blk = [[[[blk copy] copy] copy] copy]; // 经过多次复制，变量blk仍然持有Block的强引用，该Block不会被废弃。
2.__block变量与__forwarding
在copy操作之后，既然__block变量也被copy到堆上去了, 那么访问该变量是访问栈上的还是堆上的呢?__forwarding 终于要闪亮登场了，如下图：
通过__forwarding, 无论是在block中还是 block外访问__block变量, 也不管该变量在栈上或堆上, 都能顺利地访问同一个__block变量。
值得注意的是，在ARC下，使用 __block 也有可能带来的循环引用，
本文非原创，仅用来学习总结记录用,参考文章：
1.iOS中__block 关键字的底层实现原理
2.iOS Block详解
3.Objective-C中的Block
