block为什么能够捕获外界变量

block能够捕获外界变量的原因：在定义block的时候，外界变量被编译器转换成了结构体成员变量，并且在调用block的时候，这些变量的值会被拷贝到block的结构体实例中。这样一来，即使在block执行之后，这些变量的作用域已经结束，它们的值也能够保留下来，并且能够在block内部继续使用。

一、block能够捕获外界变量的原因

在定义Block的时候，外界变量被编译器转换成了结构体成员变量，并且在调用Block的时候，这些变量的值会被拷贝到Block的结构体实例中。这样一来，即使在Block执行之后，这些变量的作用域已经结束，它们的值也能够保留下来，并且能够在Block内部继续使用。这种特性就是Block所具有的闭包特性，也是它能够捕获外界变量的原因。

二、block是什么

block是一种封装了代码块的数据类型，可以在C、Objective-C和Swift中使用。它类似于函数或方法，但具有更灵活的特性，可以嵌套在其他代码块中使用，并且能够捕获外部变量。block可以作为参数传递给函数或方法，也可以作为返回值返回。在异步编程、多线程和事件处理等场景中，block被广泛应用。

block就是一个代码块， block是将函数及其执行上下文封装起来的对象，是一个匿名的函数对象， block也有isa。既然block内部封装了函数，那么它同样也有参数和返回值，本身也可以被作为参数在方法和函数间传递。

block标准语法：

return_type (^blockName)(var_type) = ^return_type (var_type varName) {
    // ...
};
blockName(var);

三、Block底层实现

block的底层实现是结构体，和类的底层实现类似，都有isa指针，可以把block当成是一个对象。下面通过创建一个控制台程序，来窥探block的底层实现。

block 的内存结构图：

Block_layout结构体成员含义如下：

isa: 指向所属类的指针，也就是block的类型
flags: 标志变量，在实现block的内部操作时会用到
Reserved: 保留变量
invoke: block执行时调用的函数指针，block内部的执行代码都在这个函数中
descriptor: block的详细描述，包含 copy/dispose 函数，处理block引用外部变量时使用
variables: block范围外的变量，如果block没有调用任何外部变量，该变量就不存在

Block_descriptor结构体成员含义如下：

reserved: 保留变量
size: block的内存大小
copy: 拷贝block中被 __block 修饰的外部变量
dispose: 和 copy 方法配置应用，用来释放资源

具体实现代码：

enum {
    BLOCK_REFCOUNT_MASK =     (0xffff),
    BLOCK_NEEDS_FREE =        (1 << 24),
    BLOCK_HAS_COPY_DISPOSE =  (1 << 25),
    BLOCK_HAS_CTOR =          (1 << 26), /* Helpers have C++ code. */
    BLOCK_IS_GC =             (1 << 27),
    BLOCK_IS_GLOBAL =         (1 << 28),
    BLOCK_HAS_DESCRIPTOR =    (1 << 29)
};

/* Revised new layout. */
struct Block_descriptor {
    unsigned long int reserved;
    unsigned long int size;
    void (*copy)(void *dst, void *src);
    void (*dispose)(void *);
};

struct Block_layout {
    void *isa;
    int flags;
    int reserved; 
    void (*invoke)(void *, ...);
    struct Block_descriptor *descriptor;
    /* Imported variables. */
};

延伸阅读1：block类型