tl;dr

Компилятор напрямую переводит блочные литералы в структуры и функции. Вот почему вы не видите alloc вызова.

обсуждение

Хотя блоки являются полноценными объектами Objective-C, этот факт редко проявляется при их использовании, что делает их довольно забавными зверями.

Первая особенность заключается в том, что блоки обычно создаются в стеке (если только они не являются глобальными блоками, то есть блоками без ссылки на окружающий контекст), а затем перемещаются в кучу только при необходимости. На сегодняшний день они являются единственными объектами Objective-C, которые могут быть размещены в стеке.

Вероятно, из-за этой странности в их распределении разработчики языка решили разрешить создание блоков исключительно с помощью блочных литералов (то есть с использованием оператора ^). Таким образом, компилятор полностью контролирует распределение блоков.

Как поясняется в спецификации clang, компилятор автоматически сгенерирует две структуры и по крайней мере одну функцию для каждого встречающегося литерала блока:

• блочная литеральная структура
• структура дескриптора блока
• функция вызова блока

Например, для буквального

^ { printf("hello world\n"); }

в 32-битной системе компилятор выдаст следующее

struct __block_literal_1 {
    void *isa;
    int flags;
    int reserved;
    void (*invoke)(struct __block_literal_1 *);
    struct __block_descriptor_1 *descriptor;
};

void __block_invoke_1(struct __block_literal_1 *_block) {
    printf("hello world\n");
}

static struct __block_descriptor_1 {
    unsigned long int reserved;
    unsigned long int Block_size;
} __block_descriptor_1 = { 0, sizeof(struct __block_literal_1), __block_invoke_1 };

(кстати, этот блок квалифицируется как глобальный блок, поэтому он будет создан в фиксированном месте в памяти)

Итак, блоки — это объекты Objective-C, но низкоуровневые: это просто структуры с указателем isa. Хотя с формальной точки зрения они являются экземплярами конкретного подкласса NSBlock, API Objective-C никогда не используется для выделения памяти, поэтому вы не видите вызова alloc: литералы напрямую транслируются компилятором в структуры.

Как описано в других ответах, блочные объекты создаются непосредственно в глобальном хранилище (компилятором) или в стеке (скомпилированным кодом). Они изначально не создаются в куче.

Блочные объекты аналогичны мостовым объектам CoreFoundation: интерфейс Objective-C является прикрытием для нижележащего интерфейса C. Метод -copyWithZone: блочного объекта вызывает функцию _Block_copy(), но некоторый код вызывает _Block_copy() напрямую. Это означает, что точка останова на -copyWithZone: не поймает все копии.

(Да, вы можете использовать блочные объекты в простом коде C. Есть функция qsort_b() и функция atexit_b(), и, может быть, это она.)

Блоки — это магия компилятора. В отличие от обычных объектов, они фактически размещаются непосредственно в стеке — они помещаются в кучу только тогда, когда вы их копируете.

Чтобы получить хорошая идея, что происходит за кулисами. Насколько я понимаю, короткая версия заключается в том, что определены тип структуры (представляющий блок и его захваченное состояние) и функция (для вызова блока), а любая ссылка на блок заменяется значением типа структуры, которое имеет его указатель вызова установлен на сгенерированную функцию, а его поля заполнены соответствующим состоянием.