Objective-C Block 捕獲外部變量完解析：`__block`、拷貝語義與內存管理

Objective-C Block 捕獲外部變量完解析：`__block`、拷貝語義與內存管理

Block 是 C 語言級別的語法與運行機制，兼容 C/C++/Objective-C。除可執行代碼外，還攜帶綁定棧/堆內存的變量（狀態數據）。常作為回調傳遞，代碼與數據封裝在一起。

1. Block 內部可訪問外部變量

Block 內可直接使用外部作用域變量。但默認按值捕獲（拷貝）：Block 內部持有該變量的一份只讀副本（`const`）。外部變量修改不影響 Block 內副本，Block 內也不能修改副本（編譯錯誤）。

int a = 10;
void (^blk)() = ^{
    // a 在此處為 const int，不可修改
    NSLog(@"%d", a); // 10
};
a = 20;
blk(); // 仍輸出 10，捕獲的是創建時的值

2. 同名局部變量遮蔽

Block 內定義同名變量會遮蔽捕獲的外部變量。

3. `__block` 修飾符：可讀寫捕獲

給外部變量加 `__block`，Block 將捕獲其地址引用而非值拷貝。Block 內可修改，修改對外部可見；外部修改對 Block 可見。實現機制：`__block` 變量被包裝在一個結構體中，引用計數管理，隨 Block 在棧/堆間移動。

__block int a = 10;
void (^blk)() = ^{
    a = 20; // 允許修改
    NSLog(@"%d", a);
};
blk(); // 20
NSLog(@"%d", a); // 20，外部也被修改

4. 靜態/全局變量特殊規則

• 靜態/全局變量無論是否加 `__block`，Block 均捕獲其地址（直接引用），可直接修改。
• 因為它們存儲在數據段，生命週期覆蓋整個程序，無拷貝必要。

5. 常量對象（如 `NSString *`）捕獲細節

• 未加 `__block`：捕獲指針值（淺拷貝），Block 內不可修改指針指向（編譯錯），但可調用對象方法（若對象可變）。
• 加 `__block`：捕獲指針變量地址，Block 內可修改指針指向（如 `str = @"new"`），外部可見。

6. 內存管理核心規則

1. Block 創建在棧上。若需超出創建作用域使用，必須 `` 或 `[block copy]` 移至堆上。
2. Block_copy 會 retain 捕獲的 `__block` 變量及對象指針（強引用）。
3. Block_release / `release` 對應釋放。
4. ARC 環境下自動處理，但循環引用需手動 `__weak` 打破。

7. 總結表

8. 最佳實踐建議

• 默認不加 `__block`，保證值語義安全。
• 確需在 Block 內修改外部局部變量時加 `__block`。
• 捕獲 `self` 易導致循環引用，用 `__weak typeof(self) weakSelf = self;` 在 Block 內用 `weakSelf`。
• Block 參數傳遞給 API 時，若 API 會異步持有，確保 Block 已 copy 到堆（ARC 下自動）。