解密-神秘的 RunLoop

解密-神秘的 RunLoop
引言

一直以来RunLoop就是个神秘的领域,好多2.3年的开发者都不能准确的表述它的作用,说它神秘,其实RunLoop并没有大家想象中的那么神秘,那么不好理解,本文就带大家好好剖析一下”神秘的RunLoop”

什么是RunLoop

从字面上看
- 运行循环
- 跑圈
循环

基本作用
- 保持程序的持续运行(比如主运行循环)
- 处理App中的各种事件（比如触摸事件、定时器事件、Selector事件）
- 节省CPU资源，提高程序性能：该做事时做事，该休息时休息
存在价值

没有RunLoop

有RunLoop

主运行循环
- 第14行代码的UIApplicationMain函数内部就启动了一个RunLoop
- 所以UIApplicationMain函数一直没有返回，保持了程序的持续运行
- 这个默认启动的RunLoop是跟主线程相关联的
RunLoop对象
- iOS中有2套API来访问和使用RunLoop
  
  Foundation
  
  NSRunLoop
  
  Core Foundation
  
  CFRunLoopRef
- NSRunLoop和CFRunLoopRef都代表着RunLoop对象
- NSRunLoop是基于CFRunLoopRef的一层OC包装，所以要了解RunLoop内部结构，需要多研究CFRunLoopRef层面的API（Core Foundation层面）
RunLoop资料
- 苹果官方文档
  
  https://developer.apple.com/library/mac/documentation/Cocoa/Conceptual/Multithreading/RunLoopManagement/RunLoopManagement.html
- CFRunLoopRef是开源的
  
  http://opensource.apple.com/source/CF/CF-1151.16/
RunLoop与线程

每条线程都有唯一的一个与之对应的RunLoop对象

主线程的RunLoop已经自动创建好了，子线程的RunLoop需要主动创建

RunLoop在第一次获取时创建，在线程结束时销毁

获取RunLoop对象
- Foundation
[NSRunLoop currentRunLoop]; // 获得当前线程的RunLoop对象

[NSRunLoop mainRunLoop]; // 获得主线程的RunLoop对象
- Core Foundation
CFRunLoopGetCurrent(); // 获得当前线程的RunLoop对象

CFRunLoopGetMain(); // 获得主线程的RunLoop对象

RunLoop相关类
- Core Foundation中关于RunLoop的5个类
  
  CFRunLoopRef
  
  CFRunLoopModeRef
  
  CFRunLoopSourceRef
  
  CFRunLoopTimerRef
  
  CFRunLoopObserverRef
注:RunLoop如果没有这些东西会直接退出

CFRunLoopModeRef
- CFRunLoopModeRef代表RunLoop的运行模式
  
  一个 RunLoop 包含若干个 Mode，每个Mode又包含若干个Source/Timer/Observer
  
  每次RunLoop启动时，只能指定其中一个 Mode，这个Mode被称作 CurrentMode
  
  如果需要切换Mode，只能退出Loop，再重新指定一个Mode进入
  
  这样做主要是为了分隔开不同组的Source/Timer/Observer，让其互不影响
相关类

系统默认注册了5个Mode:(前两个跟最后一个常用)
- kCFRunLoopDefaultMode：App的默认Mode，通常主线程是在这个Mode下运行
- UITrackingRunLoopMode：界面跟踪 Mode，用于 ScrollView 追踪触摸滑动，保证界面滑动时不受其他 Mode 影响
- UIInitializationRunLoopMode: 在刚启动 App 时第进入的第一个 Mode，启动完成后就不再使用
- GSEventReceiveRunLoopMode: 接受系统事件的内部 Mode，通常用不到
- kCFRunLoopCommonModes: 这是一个占位用的Mode，不是一种真正的Mode
CFRunLoopSourceRef
- CFRunLoopSourceRef是事件源（输入源）
- 按照官方文档的分类
  
  Port-Based Sources (基于端口,跟其他线程交互,通过内核发布的消息)
  
  Custom Input Sources (自定义)
  
  Cocoa Perform Selector Sources (performSelector…方法)
- 按照函数调用栈的分类
  
  Source0：非基于Port的
  
  Source1：基于Port的
Source0: event事件，只含有回调，需要先调用CFRunLoopSourceSignal(source)，将这个 Source 标记为待处理，然后手动调用 CFRunLoopWakeUp(runloop) 来唤醒 RunLoop。

Source1: 包含了一个 mach_port 和一个回调，被用于通过内核和其他线程相互发送消息,能主动唤醒 RunLoop 的线程。

函数调用栈

函数调用栈

CFRunLoopTimerRef
- CFRunLoopTimerRef是基于时间的触发器
- 基本上说的就是NSTimer(CADisplayLink也是加到RunLoop),它受RunLoop的Mode影响
- GCD的定时器不受RunLoop的Mode影响
CFRunLoopObserverRef
- CFRunLoopObserverRef是观察者，能够监听RunLoop的状态改变
- 可以监听的时间点有以下几个
可监听状态

使用

- (void)observer

{

    // 创建observer

    CFRunLoopObserverRef observer = CFRunLoopObserverCreateWithHandler(CFAllocatorGetDefault(), kCFRunLoopAllActivities, YES, 0, ^(CFRunLoopObserverRef observer, CFRunLoopActivity activity) {

        NSLog(@"----监听到RunLoop状态发生改变---%zd", activity);

    });

    // 添加观察者：监听RunLoop的状态

    CFRunLoopAddObserver(CFRunLoopGetCurrent(), observer, kCFRunLoopDefaultMode);

    // 释放Observer

    CFRelease(observer);

}

特别注意

/*

    CF的内存管理（Core Foundation）

    1.凡是带有Create、Copy、Retain等字眼的函数，创建出来的对象，都需要在最后做一次release

    * 比如CFRunLoopObserverCreate

    2.release函数：CFRelease(对象);

*/

RunLoop处理逻辑

– 官方版

逻辑

– 网友整理版

网友版

注:进入RunLoop前会判断模式是否为空,为空直接退出

RunLoop应用
- NSTimer
- ImageView显示
- PerformSelector
- 常驻线程
- 自动释放池
1.NSTimer(最常见RunLoop使用)

- (void)timer

{

    NSTimer *timer = [NSTimer timerWithTimeInterval:2.0 target:self selector:@selector(run) userInfo:nil repeats:YES];

    // 定时器只运行在NSDefaultRunLoopMode下，一旦RunLoop进入其他模式，这个定时器就不会工作

    //    [[NSRunLoop currentRunLoop] addTimer:timer forMode:NSDefaultRunLoopMode];

    // 定时器只运行在UITrackingRunLoopMode下，一旦RunLoop进入其他模式，这个定时器就不会工作

    //    [[NSRunLoop currentRunLoop] addTimer:timer forMode:UITrackingRunLoopMode];

    // 定时器会跑在标记为common modes的模式下

    // 标记为common modes的模式：UITrackingRunLoopMode和NSDefaultRunLoopMode兼容

    [[NSRunLoop currentRunLoop] addTimer:timer forMode:NSRunLoopCommonModes];

}

- (void)timer2

{

    // 调用了scheduledTimer返回的定时器，已经自动被添加到当前runLoop中，而且是NSDefaultRunLoopMode

    NSTimer *timer = [NSTimer scheduledTimerWithTimeInterval:2.0 target:self selector:@selector(run) userInfo:nil repeats:YES];

    // 修改模式

    [[NSRunLoop currentRunLoop] addTimer:timer forMode:NSRunLoopCommonModes];

}

场景还原

拖拽时模式由NSDefaultRunLoopMode 进入 UITrackingRunLoopMode

此时如下图: NSTimer 不再响应图片停止轮播

NSDefaultRunLoopMode模式

NSRunLoopCommonModes 模式下两种模式都可运行

此时如下图: NSTimer 在两个模式下都可正常运行

2.ImageView

需求:当用户在拖拽时(UI交互时)不显示图片,拖拽完成时显示图片

方法1 监听UIScrollerView滚动 (通过UIScrollViewDelegate监听,此处不再举例)

方法2 RunLoop 设置运行模式

// 只在NSDefaultRunLoopMode模式下显示图片

    [self.imageView performSelector:@selector(setImage:) withObject:[UIImage imageNamed:@"placeholder"] afterDelay:3.0 inModes:@[NSDefaultRunLoopMode]];

3.PerformSelector

inModes:设置运行模式

4.常驻线程 (重要)

应用场景:经常在后台进行耗时操作,如:监控联网状态,扫描沙盒等不希望线程处理完事件就销毁,保持常驻状态

第一种(推荐)

开启

- (void)run

{

  //addPort:添加端口(就是source)  forMode:设置模式

   [[NSRunLoop currentRunLoop] addPort:[NSPort port] forMode:NSDefaultRunLoopMode];

  //启动RunLoop

    [[NSRunLoop currentRunLoop] run];

/*

  //另外两种启动方式

    [NSDate distantFuture]:遥远的未来  这种写法跟上面的run是一个意思

    [[NSRunLoop currentRunLoop] runMode:NSDefaultRunLoopMode beforeDate:[NSDate distantFuture]];

    不设置模式

    [[NSRunLoop currentRunLoop] runUntilDate:[NSDate distantFuture]];

  */

}

退出-退出当前线程

[NSThread exit];

第二种(奇葩法)

优点:退出RunLoop比较方便-定义个标记 while(flag){…}

- (void)run

{

    while (1) {

        [[NSRunLoop currentRunLoop] run];

    }

}

5.自动释放池

在休眠前(kCFRunLoopBeforeWaiting)进行释放,处理事件前创建释放池,中间创建的对象会放入释放池

特别注意:

在启动RunLoop之前建议用 @autoreleasepool {…}包裹

意义:创建一个大释放池,释放{}期间创建的临时对象,一般好的框架的作者都会这么做

- (void)execute

{

    @autoreleasepool {

        NSTimer *timer = [NSTimer timerWithTimeInterval:2.0 target:self selector:@selector(run) userInfo:nil repeats:YES];

        [[NSRunLoop currentRunLoop] addTimer:timer forMode:NSDefaultRunLoopMode];

        [[NSRunLoop currentRunLoop] run];

    }

}

题外话:

以后为了增加用户体验在用户UI交互的时候不做事件处理我们可以把需要做的操作放到NSDefaultRunLoopMode

补充:GCD定时器

一般的NSTimer定时器因为受到RunLoop,会存在时间不准时的情况.

上文有提到GCD不受RunLoop影响,下面简单的说一下它的使用

/** 定时器(这里不用带*，因为dispatch_source_t就是个类，内部已经包含了*) */

@property (nonatomic, strong) dispatch_source_t timer;

int count = 0;

- (void)touchesBegan:(NSSet *)touches withEvent:(UIEvent *)event

{

    // 获得队列

//    dispatch_queue_t queue = dispatch_get_global_queue(0, 0);

    dispatch_queue_t queue = dispatch_get_main_queue();

    // 创建一个定时器(dispatch_source_t本质还是个OC对象)

    self.timer = dispatch_source_create(DISPATCH_SOURCE_TYPE_TIMER, 0, 0, queue);

    // 设置定时器的各种属性（几时开始任务，每隔多长时间执行一次）

    // GCD的时间参数，一般是纳秒 NSEC_PER_SEC（1秒 == 10的9次方纳秒）

    // 何时开始执行第一个任务

    // dispatch_time(DISPATCH_TIME_NOW, 3.0 * NSEC_PER_SEC) 比当前时间晚3秒

    dispatch_time_t start = dispatch_time(DISPATCH_TIME_NOW, (int64_t)(1.0 * NSEC_PER_SEC));

    uint64_t interval = (uint64_t)(1.0 * NSEC_PER_SEC);

    dispatch_source_set_timer(self.timer, start, interval, 0);

    // 设置回调

    dispatch_source_set_event_handler(self.timer, ^{

        NSLog(@"------------%@", [NSThread currentThread]);

        count++;

//        if (count == 4) {

//            // 取消定时器

//            dispatch_cancel(self.timer);

//            self.timer = nil;

//        }

    });

    // 启动定时器

    dispatch_resume(self.timer);

}

RunLoop面试题

经常会有喜欢装B的面试官,面试的时候就喜欢问RunLoop,其实他真的会吗? 说不定他自己都不太理解

下面我对有关RunLoop的面试做一个简单的总结,也算是对全文一个总结
- 什么是RunLoop?
  
  从字面上看:运行循环、跑圈
  
  其实它内部就是do-while循环,在这个循环内部不断的处理各种任务(比如Source、Timer、Observer)
  
  一个线程对应一个RunLoop,主线程的RunLoop默认已经启动,子线程的RunLoop需要手动启动(调用run方法)
  
  RunLoop只能选择一个Mode启动,如果当前Mode中没有任何Soure、Timer、Observer,那么就直接退出RunLoop
- 在开发中如何使用RunLoop?什么应用场景?
  
  开启一个常驻线程(让一个子线程不进入消亡状态,等待其他线程发来消息,处理其他事件)
  
  在子线程中开启一个定时器
  
  在子线程中进行一些长期监控
- 可以控制定时器在特定模式下执行
- 可以让某些事件(行为、任务)在特定模式下执行
- 可以添加Observer监听RunLoop的状态,比如监听点击事件的处理(在所有点击事件之前做一些事情)
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原文地址：https://www.cnblogs.com/fengmin/p/5576554.html