iOS 定时器(NSTimer/CADisplayLink)循环

作者: JustEverOnce | 来源:发表于2019-03-11 16:57 被阅读114次

前言：最近呢，稍微有点空闲的时间，就细看了下年前接手的代码，年前基本上都是新增功能，改一些前任所留下来的bug，上面一直忙着催进度，所以没有细看具体的各模块代码，看到相关定时器的代码，感觉需要改进的部分还有很大空间，这份代码经历的人手比较多，时间也比较久远，所以整份代码的质量也是层次不齐，看到这里，就简单整理下定时器相关的内容，这里主要侧重循环引用部分，发现问题 --> 部分解决方案 --> 初步解决方案 --> 最终合理的解决方案

iOS定时器分类：

NSTimer

创建方式(类对象创建，不需要手动添加至RunLoop)

    /**
     NSTimer

     @param NSTimeInterval 等待时间（单位是秒，即就是每个几秒执行一次）
     @param target 执行对象
     @param selector 执行方法(定时器执行的方法)
     @param userInfo 标识信息(一般不用)
     @param repeats 是否重复执行
     @return NSTimer对象（定时器）
     */
    NSTimer* timer = [NSTimer scheduledTimerWithTimeInterval:1.0 target:self selector:@selector(timerAction:) userInfo:nil repeats:YES];

    /**
     NSTimer block的创建方式

     @param TimerInterval 等待时间
     @param repeats 是否重复执行
     @param block 执行的代码
     @return NSTimer对象
     */
    NSTimer* timer = [NSTimer scheduledTimerWithTimeInterval:1.0 repeats:YES block:^(NSTimer * _Nonnull timer) {
       
        //重复执行的代码
    }];

#pragma mark --- 这种方式比较冗余，所以开发中使用较少(个人经验)
    SEL action = @selector(timerAction:);
    NSInvocation* invocation = [NSInvocation invocationWithMethodSignature:[[self class] instanceMethodSignatureForSelector:action]];
    [invocation setTarget:self];
    [invocation setSelector:action];
    NSTimer* timer = [NSTimer scheduledTimerWithTimeInterval:1.0 invocation:invocation repeats:YES];

创建方式(类对象创建，需要手动添加至RunLoop)

#pragma mark --- 参数参考上述参数
    NSTimer* timer = [NSTimer timerWithTimeInterval:1.0 target:self selector:@selector(timerAction:) userInfo:nil repeats:YES];
    [[NSRunLoop mainRunLoop] addTimer:timer forMode:NSDefaultRunLoopMode];

#pragma mark --- 参数参考上述参数
    NSTimer* timer = [NSTimer timerWithTimeInterval:1.0 repeats:YES block:^(NSTimer * _Nonnull timer) {

        NSLog(@"-----");
    }];
    [[NSRunLoop mainRunLoop] addTimer:timer forMode:NSDefaultRunLoopMode];

#pragma mark --- 参数参考上述参数
    SEL action = @selector(timerAction:);
    NSInvocation* invocation = [NSInvocation invocationWithMethodSignature:[[self class] instanceMethodSignatureForSelector:action]];
    [invocation setTarget:self];
    [invocation setSelector:action];
    NSTimer* timer = [NSTimer timerWithTimeInterval:1.0 invocation:invocation repeats:YES];
    [[NSRunLoop mainRunLoop] addTimer:timer forMode:NSDefaultRunLoopMode];

创建方式(实例方法创建)

    NSTimer* timer = [[NSTimer alloc] initWithFireDate:[NSDate date] interval:1.0 target:self selector:@selector(timerAction:) userInfo:nil repeats:YES];
    [[NSRunLoop mainRunLoop] addTimer:timer forMode:NSDefaultRunLoopMode];

    NSTimer* timer = [[NSTimer alloc] initWithFireDate:[NSDate date] interval:1.0 repeats:YES block:^(NSTimer * _Nonnull timer) {

        NSLog(@"----");
    }];

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

NSTimer创建小结：

1.上述创建方式(类对象创建，不需要手动添加至RunLoop)最终所得的NSTimer对象会被默认添加至NSRunLoop中，所以创建之后就可以启动，也就是执行对应的timerAction方法
2.其他的创建方式最终得到的NSTimer对象需要手动添加至对应的NSRunLoop中，不然定时器无法启动，绝大多数情况我们使用[[NSRunLoop mainRunLoop] addTimer:timer forMode:NSDefaultRunLoopMode];即可
3.NSTimer创建方式，以scheduledTimerWithTimeInterval开头的方式不需要手动添加至NSRunLoop中，否则需要手动添加至NSRunLoop
4.[NSRunLoop mainRunLoop] addTimer:<#(nonnull NSTimer *)#> forMode:(nonnull NSRunLoopMode)这里的NSRunLoopMode解释一下，API里面有2种方式：NSDefaultRunLoopMode/NSRunLoopCommonModes

FOUNDATION_EXPORT NSRunLoopMode const NSRunLoopCommonModes API_AVAILABLE(macos(10.5), ios(2.0), watchos(2.0), tvos(9.0));

记得这个NSRunLoopMode底层不止2中，这个后面有机会再说，NSDefaultRunLoopMode为默认模式，上述1.1的创建方式下NSTimer
对应的NSRunLoopMode模式就是NSDefaultRunLoopMode，如下所示

image

（如果页面有交互，最常见的如UIScrollerView、UITableview、UITextView等滑动，定时器会在互动的过程中暂定工作，滑动结束后NSTimer会再次工作），NSRunLoopCommonModes模式下可以避免这种情况，页面滑动不会对定时器产生影响

NSTimer 其他常用API

@property (copy) NSDate *fireDate;
如果没有设置改属性，则默认从当前时间启动，该属性常用来管理定时器的启动与停止(这里是停止，而不是销毁定时器)

self.timer.fireDate = [NSDate distantFuture];//停止定时器

self.timer.fireDate = [NSDate distantPast];//重新启动定时器

@property (readonly) NSTimeInterval timeInterval;
定时器的时间间隔，即就是上面设置的TimerInterval
- (void)invalidate;
销毁定时器，一般当我们不用定时器的时候，调用此方法对定时器惊醒销毁，减少不必要的开销（定时器对性能消耗比较大，同时也比较电量）
@property (readonly, getter=isValid) BOOL valid;
定时器是否可用，1表示可用，0表示不可用

CADIsplayLink

创建方式

#pragma mark --- 参数参考上述参数
    CADisplayLink* displayLink = [CADisplayLink displayLinkWithTarget:self selector:@selector(displayLinkAction:)];
    [displayLink addToRunLoop:[NSRunLoop currentRunLoop] forMode:NSDefaultRunLoopMode];

注意：同样创建需要添加至NSRunLoop中，对应的NSRunLoopMode同NSTimer一样

其他常用API

/* Removes the receiver from the given mode of the runloop. This will
 * implicitly release it when removed from the last mode it has been
 * registered for. */

- (void)removeFromRunLoop:(NSRunLoop *)runloop forMode:(NSRunLoopMode)mode;

/* Removes the object from all runloop modes (releasing the receiver if
 * it has been implicitly retained) and releases the 'target' object. */

- (void)invalidate;

1.removeFromRunLoop 从给定的RunLoop模式（看注释的意思是会有特殊的情况下，该定时器可能加入了多种RunLoop模式），并且最后一个Runloop模式下时会被释放
1. invalidate 从所有的RunLoop模式中移除，并且被释放(一般我都用这种，比较简单快捷，参数比较少，同NSTimer类似)
3.frameInterval/preferredFramesPerSecond

 * display link fires. Default value is one, which means the display
 * link will fire for every display frame. Setting the interval to two
 * will cause the display link to fire every other display frame, and
 * so on. The behavior when using values less than one is undefined.
 * DEPRECATED - use preferredFramesPerSecond. */

@property(nonatomic) NSInteger frameInterval
  API_DEPRECATED("preferredFramesPerSecond", ios(3.1, 10.0), 
                 watchos(2.0, 3.0), tvos(9.0, 10.0));

/* Defines the desired callback rate in frames-per-second for this display
 * link. If set to zero, the default value, the display link will fire at the
 * native cadence of the display hardware. The display link will make a
 * best-effort attempt at issuing callbacks at the requested rate. */

@property(nonatomic) NSInteger preferredFramesPerSecond
    API_AVAILABLE(ios(10.0), watchos(3.0), tvos(10.0));

frameInterval 在iOS10.0以后弃用，改用preferredFramesPerSecond，看注释这个可以大概可以当做回调速率，以每秒的帧数为单位，如果设置为0(默认值)的时候与硬件相关，iOS设备帧数为60FPS，所以就可以解释一秒调用60次了，更改该属性即可控制定时器的间隔时间，例如：如果一秒钟调用2次，那么可以设置preferredFramesPerSecond为30（60/30），一秒钟调用1次，可以设置preferredFramesPerSecond为1(60/60)，注意如果preferredFramesPerSecond小于1，那就相当于默认值。

1. 还有一些其他的API，可以参考相关的文档，不怎么常用，这里不做解释
  CADisplayLink小结：
  4.1、创建必须手动添加至对应的NSRunLoop中，添加让是不同于NSTimer(NSTimer是在RunLoop对应的模式下添加定时器，CADisplayLink是添加到对应模式的RunLoop中，这是定时器的方法)，如下所示：[displayLink addToRunLoop:[NSRunLoop currentRunLoop] forMode:NSDefaultRunLoopMode];
  4.2、默认情况下，CADispalyLink定时器调用时间间隔与屏幕渲染保持一致，相对NSTimer精度要高很多，目前iOS设备为60FPS，即就是一分钟屏幕渲染60次，也就是说CADisplayLink定时器每隔1/60秒调用一次，因此适合做一些UI的重绘，动画等，个人觉得使用场景不如NSTimer广泛

定时器基本就简单介绍到这里（还有一个GCD的定时器，后面再说），接下来说说NSTimer、CADisplayLink使用不当导致的循环引用，这个才是重点呀（敲黑板，看这里，这里以NSTimer为例）
首先来说下dealloc方法（这里只说ARC环境下，系统自动调用），该方法使用场景一般分以下几点：

该类被release的时候会自动调用
该对象应用计数[retain count]为0的时候会被自动调用
该对象被置为nil的时候会被自动调用

通常情况下，我们的定时器都是直接或者间接的依赖于控制器，iOS开发中当控制器出栈的时候我们希望该控制器销毁，也就是说自动调用delloc方法

@interface AnotherViewController ()
/**
 NSTimer定时器
 */
@property (nonatomic, strong) NSTimer* timer;
@end

- (void)viewDidLoad {
    [super viewDidLoad];
    self.timer = [NSTimer scheduledTimerWithTimeInterval:1.0 target:self selector:@selector(timerMethod:) userInfo:nil repeats:YES];
}
- (void)timerMethod:(NSTimer*) timer{

    NSLog(@"%s", __func__);
}
-(void)dealloc{

    NSLog(@"%s", __func__);
    [self.timer invalidate];
    self.timer = nil;
}

上面的代码由于循环引用导致控制器出栈的时候没有被调用，简单分析如下：

图片.png

NSTimer与Controller相互引用，导致没有办法释放，所以最终的结果就是dealloc方法没有调用，这里主要是由于NSTimer的target参数，现提供一种思路，借助第三方对象来打破这种引用，具体思路如下：

图片.png

思路有了，具体代码实现就相对比较容易了，如下所示：

#import <Foundation/Foundation.h>
@interface JCProxy : NSObject
@property (weak, nonatomic) id target;
+(instancetype) proxyWithTarget:(id) target;

@end

#import "JCProxy.h"

@implementation JCProxy

+(instancetype) proxyWithTarget:(id) target{
    JCProxy* proxy = [[JCProxy alloc] init];
    proxy.target = target;
    return proxy;
}

#pragma mark --- 消息转发
-(id)forwardingTargetForSelector:(SEL)aSelector{
    return self.target;
}
//
//-(NSMethodSignature*) methodSignatureForSelector:(SEL)aSelector{
//    
//}
//
//-(void)forwardInvocation:(NSInvocation *)anInvocation{
//    
//}

@end

注意点：
1、target的声明使用weak关键字
2、我们希望NSTimer的方法最终实现在Controller中，这里采用消息转发（我们只需要实现forwardingTargetForSelector即可），消息转发后面再说，目前主要解决循环引用
这里最终NSTimer的使用就采用如下方式,其他与上面完全一致

self.timer = [NSTimer scheduledTimerWithTimeInterval:1.0 target:[JCProxy proxyWithTarget:self] selector:@selector(timerMethod:) userInfo:nil repeats:YES];

至此，当前Controller出栈时就会自动调用dealloc方法，运行结果如下：

图片.png

到这里，基本上已经解决NSTimer/CADisplayLink循环引用的问题了,问题是解决了，但是不够专业，iOS中我们有专门处理这类问题的NSProxy
具体代码实现如下：

#import <Foundation/Foundation.h>
@interface JCKProxy : NSProxy

@property (weak, nonatomic) id target;

+(instancetype) proxyWithTarget:(id) target;

@end

#import "JCKProxy.h"

@implementation JCKProxy

+(instancetype) proxyWithTarget:(id) target{
    
#pragma mark --- NSProxy没有init方法，直接alloc就可使用
    JCKProxy* proxy = [JCKProxy alloc];
    proxy.target = target;
    return proxy;
}

#pragma mark --- 消息转发
//返回方法签名
-(NSMethodSignature*)methodSignatureForSelector:(SEL)sel{
    
    return [self.target methodSignatureForSelector:sel];
}

-(void)forwardInvocation:(NSInvocation *)invocation{
    
    [invocation invokeWithTarget:self.target];
}

#pragma mark --- NSProxy这里没有这个方法
//-(id)forwardingTargetForSelector:(SEL)aSelector{
//    
//    return self.target;
//}

@end

最终的使用如下：

self.timer = [NSTimer scheduledTimerWithTimeInterval:1.0 target:[JCKProxy proxyWithTarget:self] selector:@selector(timerMethod:) userInfo:nil repeats:YES];

当前Controller出栈时候同样会自动调用dealloc方法，运行结果如下：

图片.png

这里补充一点，很多时候循环引用可以通过weak来解决，在NSTimer的使用中，weak仅仅可以解决很少的一部分，不具有代表性，weak解决循环引用一般使用在block中，因为NSTimer的创建中是可以通过block创建的，如下方法所示：

+ (NSTimer *)timerWithTimeInterval:(NSTimeInterval)interval repeats:(BOOL)repeats block:(void (^)(NSTimer *timer))block API_AVAILABLE(macosx(10.12), ios(10.0), watchos(3.0), tvos(10.0));
+ (NSTimer *)scheduledTimerWithTimeInterval:(NSTimeInterval)interval repeats:(BOOL)repeats block:(void (^)(NSTimer *timer))block API_AVAILABLE(macosx(10.12), ios(10.0), watchos(3.0), tvos(10.0));

这种情况下，其实也是可以使用weak来打破循环引用的，如下所示：

#pragma mark --- weakSelf
    __weak typeof(self) weakSelf = self;
    self.timer = [NSTimer scheduledTimerWithTimeInterval:1.0 repeats:YES block:^(NSTimer * _Nonnull timer) {

        //这里timer weakSelf.time都是一样的
//        [weakSelf timerMethod:timer];
        [weakSelf timerMethod:weakSelf.timer];
    }];

最终的运行结果如下：

图片.png
NSTimer 解决循环引用总结：
1、block方式创建的NSTimer，可以使用__weak typeof(self) weakSelf = self;解决，其他方式创建的不行，CADisplayLink没有block创建方式，所以不适用
2、推荐方式 NSProxy方式解决因为NSTimer、CADisplayLink引起的循环引用
NSProxy注意事项：

有争议的解释.png

1、上面这张图是网上的解释，这里必须说明一点，这张图是有错误的，NSProxy是没有init、initWith方法的，何来实现之说
2、这个类专门用来做消息转发的(效率高)，所以必须实现
-(NSMethodSignature*)methodSignatureForSelector:(SEL)sel -(void)forwardInvocation:(NSInvocation *)invocation，没有-(id)forwardingTargetForSelector:(SEL)aSelector 方法
3、上面解决循环引用的2种方式，一种继承自NSObject，一种继承自NSProxy，均采用消息转发，但是继承自NSProxy的效率更好，区别如下：

继承自NSObject的JCProxy在查找timerMethod方法时，首先会从自己去找，没找到再去父类中查找，最终也没有timerMethod方法时候才会进行消息转发
继承自NSProxy的JCKProxy在查找timerMethod方法时，发现自己没有该方法，它就直接进行消息转发，所以少了去父类查找的这一步骤，耗时会更少，效率会更好

到这里，NSTimer、CADisplayLink 基本上算结束了，希望可以帮到有需要的同学，如有疑问，欢迎私戳

iOS 定时器(NSTimer/CADisplayLink)循环

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NSTimer创建小结：

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CADIsplayLink

通常情况下，我们的定时器都是直接或者间接的依赖于控制器，iOS开发中当控制器出栈的时候我们希望该控制器销毁，也就是说自动调用delloc方法

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