• 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

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    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

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    main函数中的RunLoop(主运行循环)

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    • 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

    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

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    [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

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    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

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    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

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    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

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    可监听状态

    使用

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    - (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

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    /*
        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

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    官方版

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    逻辑

    - 网友整理版

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    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)

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    - (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

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    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

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    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

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    // 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

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    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

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    - (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

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    [NSThread exit];

    第二种(奇葩法)

    优点:退出RunLoop比较方便-定义个标记 while(flag){...}

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    - (void)run
    {
        while (1) {
            [[NSRunLoop currentRunLoop] run];
        }
    }

    5.自动释放池

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    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

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    - (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

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    /** 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)

    （完）
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    安装 directx sdk 出现 S1023 解决
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    git 比较 change to be committed
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