苹果对runloop的使用
苹果在AutoreleasePool、手势识别、事件响应、UI更新、定时器、NSObject延时调用方法（performSelecter:afterDelay: ）等方面都有使用RunLoop。
runLoop 结构
- 一个thread对应一个runloop
- Cocoa层的NSRunLoop是对CF层的CFRunLoop的封装
- 一个runloop对应多个runLoopMode
- 一个runloop一次只能执行一个runLoopMode，runloop在同一个时间只能且必须在一种特定mode下run。要想切换runLoopMode需要停止并退出当前RLM重新进入新的runLoopMode。
- 一次执行一个mode的好处在于，底层设计相对简单，避免不同的mode耦合在一起，代码相互影响
- 另一个好处是这样可以在不同的mode下执行不同的代码，避免上层业务代码相互影响。
- 多个mode以及mode的切换是iOS app滑动顺畅的关键。
- 主线程中不同的代码指定在不同的mode下运行可以提高app的流畅度。
- 每个runLoopMode包括若干个runLoopSource、若干个runLoopTimer、若干个runLoopObserver。
RunLoop结构体定义
// RunLoop的结构体定义
struct __CFRunLoop {
pthread_mutex_t _lock; // 访问mode集合时用到的锁
__CFPort _wakeUpPort; // 手动唤醒runloop的端口。初始化runloop时设置，仅用于CFRunLoopWakeUp，CFRunLoopWakeUp函数会向_wakeUpPort发送一条消息
pthread_t _pthread; // 对应的线程
CFMutableSetRef _commonModes; // 集合，存储的是字符串，记录所有标记为common的modeName
CFMutableSetRef _commonModeItems; // 存储所有commonMode的sources、timers、observers
CFRunLoopModeRef _currentMode; // 当前modeName
CFMutableSetRef _modes; // 集合，存储的是CFRunLoopModeRef
struct _block_item *_blocks_head; // 链表头指针，该链表保存了所有需要被runloop执行的block。外部通过调用CFRunLoopPerformBlock函数来向链表中添加一个block节点。runloop会在CFRunLoopDoBlock时遍历该链表，逐一执行block
struct _block_item *_blocks_tail; // 链表尾指针，之所以有尾指针，是为了降低增加block时的时间复杂度
};
RunLoop提供的主要API
以下API主要包括获取runloop相关函数、runloop运行相关函数、操作source\timer\observer相关函数
// 获取RunLoop
CF_EXPORT CFRunLoopRef CFRunLoopGetCurrent(void);
CF_EXPORT CFRunLoopRef CFRunLoopGetMain(void);
// 添加commonMode
CF_EXPORT void CFRunLoopAddCommonMode(CFRunLoopRef rl, CFStringRef mode);
// runloop运行相关
CF_EXPORT void CFRunLoopRun(void);
CF_EXPORT SInt32 CFRunLoopRunInMode(CFStringRef mode, CFTimeInterval seconds, Boolean returnAfterSourceHandled);
CF_EXPORT Boolean CFRunLoopIsWaiting(CFRunLoopRef rl);
CF_EXPORT void CFRunLoopWakeUp(CFRunLoopRef rl);
CF_EXPORT void CFRunLoopStop(CFRunLoopRef rl);
// source相关操作
CF_EXPORT Boolean CFRunLoopContainsSource(CFRunLoopRef rl, CFRunLoopSourceRef source, CFStringRef mode);
CF_EXPORT void CFRunLoopAddSource(CFRunLoopRef rl, CFRunLoopSourceRef source, CFStringRef mode);
CF_EXPORT void CFRunLoopRemoveSource(CFRunLoopRef rl, CFRunLoopSourceRef source, CFStringRef mode);
CF_EXPORT CFRunLoopSourceRef CFRunLoopSourceCreate(CFAllocatorRef allocator, CFIndex order, CFRunLoopSourceContext *context);
CF_EXPORT void CFRunLoopSourceSignal(CFRunLoopSourceRef source);
// observer相关操作
CF_EXPORT Boolean CFRunLoopContainsObserver(CFRunLoopRef rl, CFRunLoopObserverRef observer, CFStringRef mode);
CF_EXPORT void CFRunLoopAddObserver(CFRunLoopRef rl, CFRunLoopObserverRef observer, CFStringRef mode);
CF_EXPORT void CFRunLoopRemoveObserver(CFRunLoopRef rl, CFRunLoopObserverRef observer, CFStringRef mode);
CF_EXPORT CFRunLoopObserverRef CFRunLoopObserverCreate(CFAllocatorRef allocator, CFOptionFlags activities, Boolean repeats, CFIndex order, CFRunLoopObserverCallBack callout, CFRunLoopObserverContext *context);
CF_EXPORT CFRunLoopObserverRef CFRunLoopObserverCreateWithHandler(CFAllocatorRef allocator, CFOptionFlags activities, Boolean repeats, CFIndex order, void (^block) (CFRunLoopObserverRef observer, CFRunLoopActivity activity)) CF_AVAILABLE(10_7, 5_0);
// timer相关操作
CF_EXPORT Boolean CFRunLoopContainsTimer(CFRunLoopRef rl, CFRunLoopTimerRef timer, CFStringRef mode);
CF_EXPORT void CFRunLoopAddTimer(CFRunLoopRef rl, CFRunLoopTimerRef timer, CFStringRef mode);
CF_EXPORT void CFRunLoopRemoveTimer(CFRunLoopRef rl, CFRunLoopTimerRef timer, CFStringRef mode);
CF_EXPORT CFRunLoopTimerRef CFRunLoopTimerCreate(CFAllocatorRef allocator, CFAbsoluteTime fireDate, CFTimeInterval interval, CFOptionFlags flags, CFIndex order, CFRunLoopTimerCallBack callout, CFRunLoopTimerContext *context);
CF_EXPORT CFRunLoopTimerRef CFRunLoopTimerCreateWithHandler(CFAllocatorRef allocator, CFAbsoluteTime fireDate, CFTimeInterval interval, CFOptionFlags flags, CFIndex order, void (^block) (CFRunLoopTimerRef timer)) CF_AVAILABLE(10_7, 5_0);
/* 让runloop执行某个block
* 本质上是把block插入到一个由runloop维护的block对象组成的链表中，在runloop运行中取出链表里被指定在当前mode下运行的block，逐一执行。
*/
CF_EXPORT void CFRunLoopPerformBlock(CFRunLoopRef rl, CFTypeRef mode, void (^block)(void)) CF_AVAILABLE(10_6, 4_0);
RunLoop与线程关系
do-while 循环
void CFRunLoopRun(void) { /* DOES CALLOUT */
int32_t result;
do {
result = CFRunLoopRunSpecific(CFRunLoopGetCurrent(), kCFRunLoopDefaultMode, 1.0e10, false);
CHECK_FOR_FORK();
} while (kCFRunLoopRunStopped != result && kCFRunLoopRunFinished != result);
}
结论
可以看到，runloop在run起来后其实是用一个do-while循环实现的，不同的是，runloop可以做到不需要处理事务的时候就sleep，需要的时候就work。其作用总结就是：
保持程序的持续运行
处理App中各种事件(触摸、定时器、performSelector)
节省CPU资源、提供程序的性能：该做事做事，该休息休息
与线程的关系
##### mainRunloop
CFRunLoopRef mainRunloop = CFRunLoopGetMain();
##### CFRunLoopGetMain()函数内部实现
CFRunLoopRef CFRunLoopGetMain(void) {
CHECK_FOR_FORK();
static CFRunLoopRef __main = NULL; // no retain needed
//可以看到传了一个主线程参数进入
if (!__main) __main = _CFRunLoopGet0(pthread_main_thread_np()); // no CAS needed
return __main;
}
##### _CFRunLoopGet0()函数内部实现
CF_EXPORT CFRunLoopRef _CFRunLoopGet0(pthread_t t) {
if (pthread_equal(t, kNilPthreadT)) {
t = pthread_main_thread_np();
}
__CFSpinLock(&loopsLock);
if (!__CFRunLoops) {
__CFSpinUnlock(&loopsLock);
//建立全局的字典用来存储 线程和runloop的关系
CFMutableDictionaryRef dict = CFDictionaryCreateMutable(kCFAllocatorSystemDefault, 0, NULL, &kCFTypeDictionaryValueCallBacks);
//通过__CFRunLoopCreate()函数创建runloop实例对象
CFRunLoopRef mainLoop = __CFRunLoopCreate(pthread_main_thread_np());
//将mainLoop 和 mainThreadb存入字典
CFDictionarySetValue(dict, pthreadPointer(pthread_main_thread_np()), mainLoop);
if (!OSAtomicCompareAndSwapPtrBarrier(NULL, dict, (void * volatile *)&__CFRunLoops)) {
CFRelease(dict);
}
CFRelease(mainLoop);
__CFSpinLock(&loopsLock);
}
//主线程的loop在上面就已经创建了，所以如果获取不到，那肯定是子线程的loop
CFRunLoopRef loop = (CFRunLoopRef)CFDictionaryGetValue(__CFRunLoops, pthreadPointer(t));
__CFSpinUnlock(&loopsLock);
//没有loop，那就创建子线程的loop对象
if (!loop) {
CFRunLoopRef newLoop = __CFRunLoopCreate(t);
__CFSpinLock(&loopsLock);
loop = (CFRunLoopRef)CFDictionaryGetValue(__CFRunLoops, pthreadPointer(t));
if (!loop) {
//子线程和其runloop也会被存在这个全局的字典中
CFDictionarySetValue(__CFRunLoops, pthreadPointer(t), newLoop);
loop = newLoop;
}
// don't release run loops inside the loopsLock, because CFRunLoopDeallocate may end up taking it
__CFSpinUnlock(&loopsLock);
CFRelease(newLoop);
}
if (pthread_equal(t, pthread_self())) {
_CFSetTSD(__CFTSDKeyRunLoop, (void *)loop, NULL);
if (0 == _CFGetTSD(__CFTSDKeyRunLoopCntr)) {
_CFSetTSD(__CFTSDKeyRunLoopCntr, (void *)(PTHREAD_DESTRUCTOR_ITERATIONS-1), (void (*)(void *))__CFFinalizeRunLoop);
}
}
//返回runloop
return loop;
}
结论
系统会创建一个全局的可变字典CFMutableDictionaryRef dict，储存线程和runloop；
主线程的runloop是默认创建的
子线程的runloop默认不启动，需要主动获取
内部的mode-item关系
__CFRunLoop对象内部结构
struct __CFRunLoop {
CFRuntimeBase _base;
pthread_mutex_t _lock; /* locked for accessing mode list */
__CFPort _wakeUpPort; // used for CFRunLoopWakeUp
Boolean _unused;
volatile _per_run_data *_perRunData; // reset for runs of the run loop
//关联的线程
pthread_t _pthread;
uint32_t _winthread;
//有好多的Modes、Items
CFMutableSetRef _commonModes;
CFMutableSetRef _commonModeItems;
//但是只有一个currentMode
CFRunLoopModeRef _currentMode;
CFMutableSetRef _modes;
struct _block_item *_blocks_head;
struct _block_item *_blocks_tail;
CFTypeRef _counterpart;
};
struct __CFRunLoopMode {
CFRuntimeBase _base;
pthread_mutex_t _lock; /* must have the run loop locked before locking this */
CFStringRef _name;
Boolean _stopped;
char _padding[3];
//有好多的事件源 _sources0、_sources1、_observers、_timers
CFMutableSetRef _sources0;
CFMutableSetRef _sources1;
CFMutableArrayRef _observers;
CFMutableArrayRef _timers;
CFMutableDictionaryRef _portToV1SourceMap;
__CFPortSet _portSet;
CFIndex _observerMask;
#if USE_DISPATCH_SOURCE_FOR_TIMERS
dispatch_source_t _timerSource;
dispatch_queue_t _queue;
Boolean _timerFired; // set to true by the source when a timer has fired
Boolean _dispatchTimerArmed;
#endif
#if USE_MK_TIMER_TOO
mach_port_t _timerPort;
Boolean _mkTimerArmed;
#endif
#if DEPLOYMENT_TARGET_WINDOWS
DWORD _msgQMask;
void (*_msgPump)(void);
#endif
uint64_t _timerSoftDeadline; /* TSR */
uint64_t _timerHardDeadline; /* TSR */
};
结论
__CFRunLoop对象内部包含多个modes
而每个mode中又包含了多个items
items就是事件源_sources0、_sources1、_observers、_timers...
但是__CFRunLoop对象同时只能持有一种mode：_currentMode
runloop有六大事务item，这些item都是由runloop调用的
GCD主队列:
static void __CFRUNLOOP_IS_SERVICING_THE_MAIN_DISPATCH_QUEUE__() __attribute__((noinline));
static void __CFRUNLOOP_IS_SERVICING_THE_MAIN_DISPATCH_QUEUE__(void *msg) {
_dispatch_main_queue_callback_4CF(msg);
asm __volatile__(""); // thwart tail-call optimization
}
observer源:
static void __CFRUNLOOP_IS_CALLING_OUT_TO_AN_OBSERVER_CALLBACK_FUNCTION__() __attribute__((noinline));
static void __CFRUNLOOP_IS_CALLING_OUT_TO_AN_OBSERVER_CALLBACK_FUNCTION__(CFRunLoopObserverCallBack func, CFRunLoopObserverRef observer, CFRunLoopActivity activity, void *info) {
if (func) {
func(observer, activity, info);
}
asm __volatile__(""); // thwart tail-call optimization
}
timer:
static void __CFRUNLOOP_IS_CALLING_OUT_TO_A_TIMER_CALLBACK_FUNCTION__() __attribute__((noinline));
static void __CFRUNLOOP_IS_CALLING_OUT_TO_A_TIMER_CALLBACK_FUNCTION__(CFRunLoopTimerCallBack func, CFRunLoopTimerRef timer, void *info) {
if (func) {
func(timer, info);
}
asm __volatile__(""); // thwart tail-call optimization
}
block:
static void __CFRUNLOOP_IS_CALLING_OUT_TO_A_BLOCK__() __attribute__((noinline));
static void __CFRUNLOOP_IS_CALLING_OUT_TO_A_BLOCK__(void (^block)(void)) {
if (block) {
block();
}
asm __volatile__(""); // thwart tail-call optimization
}
响应source0
static void __CFRUNLOOP_IS_CALLING_OUT_TO_A_SOURCE0_PERFORM_FUNCTION__() __attribute__((noinline));
static void __CFRUNLOOP_IS_CALLING_OUT_TO_A_SOURCE0_PERFORM_FUNCTION__(void (*perform)(void *), void *info) {
if (perform) {
perform(info);
}
asm __volatile__(""); // thwart tail-call optimization
}
响应source1
static void __CFRUNLOOP_IS_CALLING_OUT_TO_A_SOURCE1_PERFORM_FUNCTION__() __attribute__((noinline));
static void __CFRUNLOOP_IS_CALLING_OUT_TO_A_SOURCE1_PERFORM_FUNCTION__(
#if DEPLOYMENT_TARGET_MACOSX || DEPLOYMENT_TARGET_EMBEDDED || DEPLOYMENT_TARGET_EMBEDDED_MINI
void *(*perform)(void *msg, CFIndex size, CFAllocatorRef allocator, void *info),
mach_msg_header_t *msg, CFIndex size, mach_msg_header_t **reply,
#else
void (*perform)(void *),
#endif
void *info) {
if (perform) {
#if DEPLOYMENT_TARGET_MACOSX || DEPLOYMENT_TARGET_EMBEDDED || DEPLOYMENT_TARGET_EMBEDDED_MINI
*reply = perform(msg, size, kCFAllocatorSystemDefault, info);
#else
perform(info);
#endif
}
asm __volatile__(""); // thwart tail-call optimization
}
事务是如何被调用的
NSTimer *timer = [NSTimer timerWithTimeInterval:1 repeats:YES block:^(NSTimer * _Nonnull timer) {
NSLog(@"fire in home -- %@",[[NSRunLoop currentRunLoop] currentMode]);
}];
[[NSRunLoop currentRunLoop] addTimer:timer forMode:NSRunLoopCommonModes];
- (void)addTimer:(NSTimer *)timer forMode:(NSRunLoopMode)mode
static void __CFRunLoopAddItemsToCommonMode(const void *value, void *ctx) {
CFTypeRef item = (CFTypeRef)value;
CFRunLoopRef rl = (CFRunLoopRef)(((CFTypeRef *)ctx)[0]);
CFStringRef modeName = (CFStringRef)(((CFTypeRef *)ctx)[1]);
if (CFGetTypeID(item) == CFRunLoopSourceGetTypeID()) {
CFRunLoopAddSource(rl, (CFRunLoopSourceRef)item, modeName);
} else if (CFGetTypeID(item) == CFRunLoopObserverGetTypeID()) {
CFRunLoopAddObserver(rl, (CFRunLoopObserverRef)item, modeName);
} else if (CFGetTypeID(item) == CFRunLoopTimerGetTypeID()) {
CFRunLoopAddTimer(rl, (CFRunLoopTimerRef)item, modeName);
}
}
CFRunLoopAddTimer()
void CFRunLoopAddTimer(CFRunLoopRef rl, CFRunLoopTimerRef rlt, CFStringRef modeName) {
CHECK_FOR_FORK();
if (__CFRunLoopIsDeallocating(rl)) return;
if (!__CFIsValid(rlt) || (NULL != rlt->_runLoop && rlt->_runLoop != rl)) return;
__CFRunLoopLock(rl);
//判断当前loop的mode类型
if (modeName == kCFRunLoopCommonModes) {
CFSetRef set = rl->_commonModes ? CFSetCreateCopy(kCFAllocatorSystemDefault, rl->_commonModes) : NULL;
if (NULL == rl->_commonModeItems) {
rl->_commonModeItems = CFSetCreateMutable(kCFAllocatorSystemDefault, 0, &kCFTypeSetCallBacks);
}
//将timers添加到当前rl->_commonModeItems中
CFSetAddValue(rl->_commonModeItems, rlt);
//判断set是否存在
if (NULL != set) {
CFTypeRef context[2] = {rl, rlt};
/* add new item to all common-modes */
//将这个timer 提交到当前loop的上下文中，方便后面使用去取
CFSetApplyFunction(set, (__CFRunLoopAddItemToCommonModes), (void *)context);
CFRelease(set);
}
} else {//其他类型也差不多，这里就不再细说
CFRunLoopModeRef rlm = __CFRunLoopFindMode(rl, modeName, true);
if (NULL != rlm) {
if (NULL == rlm->_timers) {
CFArrayCallBacks cb = kCFTypeArrayCallBacks;
cb.equal = NULL;
rlm->_timers = CFArrayCreateMutable(kCFAllocatorSystemDefault, 0, &cb);
}
}
if (NULL != rlm && !CFSetContainsValue(rlt->_rlModes, rlm->_name)) {
__CFRunLoopTimerLock(rlt);
if (NULL == rlt->_runLoop) {
rlt->_runLoop = rl;
} else if (rl != rlt->_runLoop) {
__CFRunLoopTimerUnlock(rlt);
__CFRunLoopModeUnlock(rlm);
__CFRunLoopUnlock(rl);
return;
}
CFSetAddValue(rlt->_rlModes, rlm->_name);
__CFRunLoopTimerUnlock(rlt);
__CFRunLoopTimerFireTSRLock();
__CFRepositionTimerInMode(rlm, rlt, false);
__CFRunLoopTimerFireTSRUnlock();
if (!_CFExecutableLinkedOnOrAfter(CFSystemVersionLion)) {
if (rl != CFRunLoopGetCurrent()) CFRunLoopWakeUp(rl);
}
}
if (NULL != rlm) {
__CFRunLoopModeUnlock(rlm);
}
}
__CFRunLoopUnlock(rl);
}
__CFRunLoopRun() 源码太长，只展示部分
static int32_t __CFRunLoopRun__CFRunLoopRun(CFRunLoopRef rl, CFRunLoopModeRef rlm, CFTimeInterval seconds, Boolean stopAfterHandle, CFRunLoopModeRef previousMode) {
uint64_t startTSR = mach_absolute_time();
if (__CFRunLoopIsStopped(rl)) {
__CFRunLoopUnsetStopped(rl);
return kCFRunLoopRunStopped;
} else if (rlm->_stopped) {
rlm->_stopped = false;
return kCFRunLoopRunStopped;
}
...
//调用__CFRunLoopDoTimers()
if (!__CFRunLoopDoTimers(rl, rlm, mach_absolute_time())) {
// Re-arm the next timer, because we apparently fired early
__CFArmNextTimerInMode(rlm, rl);
}
...
}
__CFRunLoopDoTimers()
static Boolean __CFRunLoopDoTimers(CFRunLoopRef rl, CFRunLoopModeRef rlm, uint64_t limitTSR) { /* DOES CALLOUT */
Boolean timerHandled = false;
CFMutableArrayRef timers = NULL;
//遍历当前runloop中modes中的times加到CFMutableArrayRef timers对象中
for (CFIndex idx = 0, cnt = rlm->_timers ? CFArrayGetCount(rlm->_timers) : 0; idx < cnt; idx++) {
CFRunLoopTimerRef rlt = (CFRunLoopTimerRef)CFArrayGetValueAtIndex(rlm->_timers, idx);
if (__CFIsValid(rlt) && !__CFRunLoopTimerIsFiring(rlt)) {
if (rlt->_fireTSR <= limitTSR) {
if (!timers) timers = CFArrayCreateMutable(kCFAllocatorSystemDefault, 0, &kCFTypeArrayCallBacks);
CFArrayAppendValue(timers, rlt);
}
}
}
//遍历上面的CFMutableArrayRef timers，拿到具体每个timer
for (CFIndex idx = 0, cnt = timers ? CFArrayGetCount(timers) : 0; idx < cnt; idx++) {
CFRunLoopTimerRef rlt = (CFRunLoopTimerRef)CFArrayGetValueAtIndex(timers, idx);
//调用timer
Boolean did = __CFRunLoopDoTimer(rl, rlm, rlt);
timerHandled = timerHandled || did;
}
if (timers) CFRelease(timers);
return timerHandled;
}
__CFRunLoopDoTimer() 部分源码
static Boolean __CFRunLoopDoTimer(CFRunLoopRef rl, CFRunLoopModeRef rlm, CFRunLoopTimerRef rlt) { /* DOES CALLOUT */
Boolean timerHandled = false;
uint64_t oldFireTSR = 0;
/* Fire a timer */
CFRetain(rlt);
__CFRunLoopTimerLock(rlt);
//判断是否还在超时时间内
if (__CFIsValid(rlt) && rlt->_fireTSR <= mach_absolute_time() && !__CFRunLoopTimerIsFiring(rlt) && rlt->_runLoop == rl) {
...
//最终调用`__CFRUNLOOP_IS_CALLING_OUT_TO_A_TIMER_CALLBACK_FUNCTION__`
__CFRUNLOOP_IS_CALLING_OUT_TO_A_TIMER_CALLBACK_FUNCTION__(rlt->_callout, rlt, context_info);
...
}
...
}
RunLoop和Mode
mode作为runloop和source\timer\observer之间的桥梁。应用在启动时main runloop会注册5个mode。分别如下：
kCFRunLoopDefaultMode: App的默认 Mode，通常主线程是在这个 Mode 下运行的。
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: 这是一个占位的 Mode，没有实际作用。
个 RunLoop 包含若干个 Mode，每个 Mode 又可以包含若干个 Source/Timer/Observer。每次调用 RunLoop 的主函数时，只能指定其中一个 Mode，这个Mode就是runloop的 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。
image.png
mode中有一个特殊的mode叫做commonMode。commonMode并不是一个真正的mode，而是若干个被标记为commonMode的普通mode。所以commonMode本质上是一个集合，该集合存储的是mode的名字，也就是字符串，记录所有被标记为common的modeName。当我们向commonMode添加source\timer\observer时，本质上是遍历这个集合中的所有的mode，把item依次添加到每个被标记为common的mode中(_commonModelItems)。每当RunLoop的内容发生变化时，RunLoop都会自动将——commonModeItems里的Source/Observer/Timer同步到具有“Common”标记的所有Mode的相对应的Source/Observer/Timer里。
在程序启动时，主线程的runloop有两个预置的mode：kCFRunLoopDefaultMode 和 UITrackingRunLoopMode。默认情况下是会处于defaultMode，滑动scrollView列表时runloop会退出defaultMode转而进入trackingMode。所以，有时候我们加到defaultMode中的timer事件，在滑动列表时是不会执行的。不过，kCFRunLoopDefaultMode 和 UITrackingRunLoopMode这两个 Mode 都已经被添加到runloop的commonMode集合中。也就是说，主线程的这两个预置mode默认已经被标记为commonMode。想要我们的timer回调可以在滑动列表的时候依旧执行，只需要把timer这个item添加到commonMode。
另外可以通过调用CFRunLoopAddCommonMode 来添加一个模式到“common”模式集
typedef struct __CFRunLoopMode *CFRunLoopModeRef;
struct __CFRunLoopMode {
CFStringRef _name; // mode名字
Boolean _stopped; // mode的状态，标识mode是否停止
CFMutableSetRef _sources0; // sources0事件集合
CFMutableSetRef _sources1; // sources1事件集合
CFMutableArrayRef _observers; // 观察者数组
CFMutableArrayRef _timers; // 定时器数组
CFMutableDictionaryRef _portToV1SourceMap; //字典。key是mach_port_t，value是CFRunLoopSourceRef
__CFPortSet _portSet; // 端口的集合。保存所有需要监听的port，比如_wakeUpPort，_timerPort都保存在这个数组中
CFIndex _observerMask; // 添加obsever时设置_observerMask为observer的_activities（CFRunLoopActivity状态）
};
在Core Foundation中，针对Mode的操作，苹果只开放了以下3个API（cocoa中也有功能一样的函数，不再列出）
CF_EXPORT CFStringRef CFRunLoopCopyCurrentMode(CFRunLoopRef rl); // 返回当前运行的mode的name
CF_EXPORT CFArrayRef CFRunLoopCopyAllModes(CFRunLoopRef rl); // 返回当前RunLoop的所有mode
CF_EXPORT void CFRunLoopAddCommonMode(CFRunLoopRef rl, CFStringRef mode); // 向当前RunLoop的common modes中添加一个mode
我们没有办法直接创建一个CFRunLoopMode对象，但是我们可以调用CFRunLoopAddCommonMode传入一个字符串向RunLoop中添加一个commonMode，传入的字符串即为Mode的名字，Mode对象应该是此时在RunLoop内部创建的。
每次调用 RunLoop 的主函数时，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。
添加commonMode源码
void CFRunLoopAddCommonMode(CFRunLoopRef rl, CFStringRef modeName) {
if (!CFSetContainsValue(rl->_commonModes, modeName)) {
CFSetRef set = rl->_commonModeItems ? CFSetCreateCopy(kCFAllocatorSystemDefault, rl->_commonModeItems) : NULL;
// 把modeName添加到RunLoop的_commonModes
中
CFSetAddValue(rl->_commonModes, modeName);
if (NULL != set) {
// 定义一个长度为2的数组context, 第一个元素是runloop，第二个元素是modeName
CFTypeRef context[2] = {rl, modeName};
// 把commonModeItems数组中的所有Source/Observer/Timer同步到新添加的mode（CFRunLoopModeRef实例）
// 遍历set集合中的每一个元素作为 __CFRunLoopAddItemsToCommonMode 的第一个参数，context 作为第二个参数，调用__CFRunLoopAddItemsToCommonMode
CFSetApplyFunction(set, (__CFRunLoopAddItemsToCommonMode), (void *)context);
CFRelease(set);
}
} else {
}
}
// 添加item到mode的item集合(数组)中
static void __CFRunLoopAddItemsToCommonMode(const void *value, void *ctx) {
CFTypeRef item = (CFTypeRef)value;
CFRunLoopRef rl = (CFRunLoopRef)(((CFTypeRef *)ctx)[0]);
CFStringRef modeName = (CFStringRef)(((CFTypeRef *)ctx)[1]);
if (CFGetTypeID(item) == CFRunLoopSourceGetTypeID()) {
// item是source就添加到source"集合"中
CFRunLoopAddSource(rl, (CFRunLoopSourceRef)item, modeName);
} else if (CFGetTypeID(item) == CFRunLoopObserverGetTypeID()) {
// item是observer就添加到observer"数组"中
CFRunLoopAddObserver(rl, (CFRunLoopObserverRef)item, modeName);
} else if (CFGetTypeID(item) == CFRunLoopTimerGetTypeID()) {
// item是timer就添加到timer"数组"中
CFRunLoopAddTimer(rl, (CFRunLoopTimerRef)item, modeName);
}
}
RunLoop和Source
__CFRunLoopSource也是一个结构体，其中有一个union属性，它包含了version0和version1，也就是Source0（CFRunLoopSourceContext）和Source1（CFRunLoopSourceContext1）。
struct __CFRunLoopSource {
CFRuntimeBase _base;
uint32_t _bits;
pthread_mutex_t _lock;
CFIndex _order; /* immutable */
CFMutableBagRef _runLoops;
union {
CFRunLoopSourceContext version0; /* immutable, except invalidation */
CFRunLoopSourceContext1 version1; /* immutable, except invalidation */
} _context;
};
一个source对应多个runloop。之所以使用CFMutableBagRef这种集合结构保存runloop而非array或set。主要原因是bag是无序的且允许重复（source对应的runloop是一个集合，说明source可以被添加到多个runloop中）（就像一个事件可以在不同的线程中被执行）
Source0分析
Source0是用来处理APP内部事件、APP自己负责管理，比如UIevent。
调用底层：因为source0只包含一个回调（函数指针）它并不能主动触发事件；CFRunLoopSourceSignal（source）将这个事件标记为待处理；CFRunLoopWakeUp来唤醒runloop，让他处理事件。首先创建一个Source0并添加到当前的runLoop中，执行信号，标记待处理CFRunLoopSourceSignal，再唤醒runloop去处理CFRunLoopWakeUp，通过CFRunLoopRemoveSource来取消移除源，CFRelease(rlp)。打印结果会显示准备执行和取消了,终止了!!!，如果注释掉CFRunLoopRemoveSource，则会打印准备执行和执行啦。
Source1分析
Source1被用于通过内核和其他线程相互发送消息。
__调用底层：__Source1包含一个 mach_port和一个回调（函数指针）
当NSPort对象接收到端口消息时，会调起handlePortMessage
端口接收到消息后会打印message内部属性：localPort、components、remotePort等
- (void)setupPort{
self.mainThreadPort = [NSPort port];
self.mainThreadPort.delegate = self;
// port - source1 -- runloop
[[NSRunLoop currentRunLoop] addPort:self.mainThreadPort forMode:NSDefaultRunLoopMode];
[self task];
}
- (void) task {
NSThread *thread = [[NSThread alloc] initWithBlock:^{
self.subThreadPort = [NSPort port];
self.subThreadPort.delegate = self;
[[NSRunLoop currentRunLoop] addPort:self.subThreadPort forMode:NSDefaultRunLoopMode];
[[NSRunLoop currentRunLoop] run];
}];
[thread start];
}
- (void)funSendMessage{
NSMutableArray* components = [NSMutableArray array];
NSData* data = [@"hello" dataUsingEncoding:NSUTF8StringEncoding];
[components addObject:data];
[self.subThreadPort sendBeforeDate:[NSDate date] components:components from:self.mainThreadPort reserved:0];
}
- (void)handlePortMessage:(id)message {
NSLog(@"%@", [NSThread currentThread]); // 3 1
unsigned int count = 0;
Ivar *ivars = class_copyIvarList([message class], &count);
for (int i = 0; i<count; i++) {
NSString *name = [NSString stringWithUTF8String:ivar_getName(ivars[i])];
NSLog(@"%@",name);
}
//睡眠一秒后，主线程再向子线程发送消息。
sleep(1);
if (![[NSThread currentThread] isMainThread]) {
NSMutableArray* components = [NSMutableArray array];
NSData* data = [@"woard" dataUsingEncoding:NSUTF8StringEncoding];
[components addObject:data];
[self.mainThreadPort sendBeforeDate:[NSDate date] components:components from:self.subThreadPort reserved:0];
}
}
Source0和Source1区别
Source0：source0是App内部事件，由App自己管理的，像UIEvent、CFSocket都是source0。source0并不能主动触发事件，当一个source0事件准备处理时，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，让其处理这个事件。框架已经帮我们做好了这些调用，比如网络请求的回调、滑动触摸的回调，我们不需要自己处理。
Source1：由RunLoop和内核管理，Mach port驱动，如CFMachPort、CFMessagePort。source1包含了一个 mach_port 和一个回调（函数指针），被用于通过内核和其他线程相互发送消息。这种 Source 能主动唤醒 RunLoop 的线程。
添加source的源码
void CFRunLoopAddSource(CFRunLoopRef rl, CFRunLoopSourceRef rls, CFStringRef modeName) {
// 导出runloop的commonMode（如果modeName是commonMode）
if (modeName == kCFRunLoopCommonModes) {
CFSetRef set = rl->_commonModes ? CFSetCreateCopy(kCFAllocatorSystemDefault, rl->_commonModes) : NULL;
// 初始化创建commonModeItems（如果_commonModeItems为空）
if (NULL == rl->_commonModeItems) {
rl->_commonModeItems = CFSetCreateMutable(kCFAllocatorSystemDefault, 0, &kCFTypeSetCallBacks);
}
// 把source添加到commonModeItems集合中
CFSetAddValue(rl->_commonModeItems, rls);
if (NULL != set) {
// 创建一个长度为2的数组，分别存储runloop和runloopSource
CFTypeRef context[2] = {rl, rls};
// 添加新的item也就是runloopSource到所有的commonMode中
// set是commonMode集合，CFSetApplyFunction遍历set，添加runloopSource到所有被标记为commonMode的mode->source0(或source1)中
CFSetApplyFunction(set, (__CFRunLoopAddItemToCommonModes), (void *)context);
}
} else {
// 走到这里说明modeName不是commonMode
// 根据modeName和runloop获取runloop的mode
CFRunLoopModeRef rlm = __CFRunLoopFindMode(rl, modeName, true);
// 初始化创建runloopMode的source0 & source1这个集合(如果为空)
if (NULL != rlm && NULL == rlm->_sources0) {
rlm->_sources0 = CFSetCreateMutable(kCFAllocatorSystemDefault, 0, &kCFTypeSetCallBacks);
rlm->_sources1 = CFSetCreateMutable(kCFAllocatorSystemDefault, 0, &kCFTypeSetCallBacks);
rlm->_portToV1SourceMap = CFDictionaryCreateMutable(kCFAllocatorSystemDefault, 0, NULL, NULL);
}
// 如果runloopMode的sources0集合和sources1都不包含将要添加的runloopSource则把runloopSource添加到对应的集合中
if (NULL != rlm && !CFSetContainsValue(rlm->_sources0, rls) && !CFSetContainsValue(rlm->_sources1, rls)) {
if (0 == rls->_context.version0.version) {
// rls是source0
CFSetAddValue(rlm->_sources0, rls);
} else if (1 == rls->_context.version0.version) {
// rls是source1
CFSetAddValue(rlm->_sources1, rls);
__CFPort src_port = rls->_context.version1.getPort(rls->_context.version1.info);
if (CFPORT_NULL != src_port) {
// key是src_port，value是rls，存储到runloopMode的_portToV1SourceMap字典中
CFDictionarySetValue(rlm->_portToV1SourceMap, (const void *)(uintptr_t)src_port, rls);
__CFPortSetInsert(src_port, rlm->_portSet);
}
}
__CFRunLoopSourceLock(rls);
if (NULL == rls->_runLoops) {
// source有一个集合成员变量runLoops。source每被添加进一个runloop，都会把runloop添加到他的这个集合中
// 如官方注释所言：sources retain run loops!（source会持有runloop！）
rls->_runLoops = CFBagCreateMutable(kCFAllocatorSystemDefault, 0, &kCFTypeBagCallBacks); // sources retain run loops!
}
// 更新runloopSource的runLoops集合，将rl添加到rls->_runloops中
CFBagAddValue(rls->_runLoops, rl);
__CFRunLoopSourceUnlock(rls);
// 如果rls是source0则doVer0Callout标记置为true，即需要向外调用回调
if (0 == rls->_context.version0.version) {
if (NULL != rls->_context.version0.schedule) {
doVer0Callout = true;
}
}
}
}
// 如果是source0，则向外层（上层）调用source0的schedule回调函数
if (doVer0Callout) {
rls->_context.version0.schedule(rls->_context.version0.info, rl, modeName); /* CALLOUT */
}
}
把source添加到对应mode的source0或source1集合中。只是这里区分了下source被指定的mode是否为commonMode，如果source被指定的mode是commonMode，还需要把source添加到runloop的commonModeItems集合中
事件响应
image.png
1.硬件事件(触摸/锁屏/摇晃等)
2.IOKit.framework 生成一个 IOHIDEvent 事件并由 SpringBoard 接收（SpringBoard 只接收按键(锁屏/静音等)，触摸，加速，接近传感器等几种 Event）
3.mach port转发给APP进程
4.苹果注册的那个 Source1接收系统事件后在回调 __IOHIDEventSystemClientQueueCallback() 内触发的 Source0
5.Source0 再触发的 _UIApplicationHandleEventQueue()
6._UIApplicationHandleEventQueue() 会把 IOHIDEvent 处理并包装成 UIEvent 进行处理或分发，其中包括识别 UIGesture/处理屏幕旋转/发送给 UIWindow
RunLoop和timer
CFRunLoopTimer结构体
struct __CFRunLoopTimer {
uint16_t _bits; // 标记fire状态
CFRunLoopRef _runLoop; // timer所处的runloop
CFMutableSetRef _rlModes; // mode集合。存放所有包含该timer的mode的modeName，意味着一个timer可能会在多个mode中存在
CFAbsoluteTime _nextFireDate; // 下次触发时间
CFTimeInterval _interval; // 理想时间间隔(不可变)
CFTimeInterval _tolerance; // 允许的误差(可变)
CFRunLoopTimerCallBack _callout;// timer回调
};
和source不同，timer对应的runloop是一个runloop指针，而非数组，所以此处说明一个timer只能添加到一个runloopMode下。
添加timer的源码
作用：添加timer到rl->commonModeItems中，添加timer到runloopMode中，根据触发时间调整timer在runloopMode->timers数组中的位置。
// 添加timer到runloopMode中，添加timer到rl->commonModeItems中
void CFRunLoopAddTimer(CFRunLoopRef rl, CFRunLoopTimerRef rlt, CFStringRef modeName) {
if (!__CFIsValid(rlt) || (NULL != rlt->_runLoop && rlt->_runLoop != rl)) return;
// 导出runloop的commonMode(如果modeName是commonMode)
if (modeName == kCFRunLoopCommonModes) {
CFSetRef set = rl->_commonModes ? CFSetCreateCopy(kCFAllocatorSystemDefault, rl->_commonModes) : NULL;
// 如果rl->_commonModeItems为空就初始化rl->commonModeItems
if (NULL == rl->_commonModeItems) {
rl->_commonModeItems = CFSetCreateMutable(kCFAllocatorSystemDefault, 0, &kCFTypeSetCallBacks);
}
CFSetAddValue(rl->_commonModeItems, rlt);
if (NULL != set) {
// 长度为2的数组，分别存放rl和rlt
CFTypeRef context[2] = {rl, rlt};
// 添加新的item也就是timer到所有的commonMode中
// set是commonMode集合，CFSetApplyFunction遍历set，添加context[1]存放的rlt添加到所有被标记为commonMode的mode中
CFSetApplyFunction(set, (__CFRunLoopAddItemToCommonModes), (void *)context);
CFRelease(set);
}
} else {
// 走到这里说明modeName不是commonMode
// 根据runloop和modeName查找对用的mode
CFRunLoopModeRef rlm = __CFRunLoopFindMode(rl, modeName, true);
if (NULL != rlm) {
if (NULL == rlm->_timers) {
CFArrayCallBacks cb = kCFTypeArrayCallBacks;
cb.equal = NULL;
rlm->_timers = CFArrayCreateMutable(kCFAllocatorSystemDefault, 0, &cb);
}
}
if (NULL != rlm && !CFSetContainsValue(rlt->_rlModes, rlm->_name)) {
__CFRunLoopTimerLock(rlt);
if (NULL == rlt->_runLoop) {
rlt->_runLoop = rl;
} else if (rl != rlt->_runLoop) {
return;
}
// 更新rlt的rlModes集合。将rlm->name添加到name中
CFSetAddValue(rlt->_rlModes, rlm->_name);
// Reposition释义复位。所以顾名思义该函数用于复位timer
// 此处调用该函数本质上是按照timer下次触发时间长短，计算timer需要插入到runloopMode->timers数组中的位置，然后把timer插入到runloopMode->timers数组中
__CFRepositionTimerInMode(rlm, rlt, false);
__CFRunLoopTimerFireTSRUnlock();
// 为了向后兼容，如果系统版本低于CFSystemVersionLion且timer执行的rl不是当前runloop，则唤醒rl
if (!_CFExecutableLinkedOnOrAfter(CFSystemVersionLion)) {
if (rl != CFRunLoopGetCurrent()) CFRunLoopWakeUp(rl);
}
}
}
}
设置timer下次触发时间的源码
void CFRunLoopTimerSetNextFireDate(CFRunLoopTimerRef rlt, CFAbsoluteTime fireDate) {
// 触发日期大于最大限制时间，则把触发日期调整为最大触发时间
if (TIMER_DATE_LIMIT < fireDate) fireDate = TIMER_DATE_LIMIT;
uint64_t nextFireTSR = 0ULL;
uint64_t now2 = mach_absolute_time();
CFAbsoluteTime now1 = CFAbsoluteTimeGetCurrent();
// 下次触发时间小于现在则立即触发
if (fireDate < now1) {
nextFireTSR = now2;
// 下次触发时间间隔大于允许的最大间隔TIMER_INTERVAL_LIMIT，则将下次触发时间调整为now + TIMER_INTERVAL_LIMIT
} else if (TIMER_INTERVAL_LIMIT < fireDate - now1) {
nextFireTSR = now2 + __CFTimeIntervalToTSR(TIMER_INTERVAL_LIMIT);
} else {
nextFireTSR = now2 + __CFTimeIntervalToTSR(fireDate - now1);
}
__CFRunLoopTimerLock(rlt);
if (NULL != rlt->_runLoop) {
// 获取runloopMode个数
CFIndex cnt = CFSetGetCount(rlt->_rlModes);
// 声明名为modes的栈结构
STACK_BUFFER_DECL(CFTypeRef, modes, cnt);
// rlt->rlModes赋值给modes栈结构
CFSetGetValues(rlt->_rlModes, (const void **)modes);
for (CFIndex idx = 0; idx < cnt; idx++) {
// 先retain
CFRetain(modes[idx]);
}
CFRunLoopRef rl = (CFRunLoopRef)CFRetain(rlt->_runLoop);
// 把modes集合中存储的modeName转换为mode结构体实例，然后再存入modes集合
for (CFIndex idx = 0; idx < cnt; idx++) {
CFStringRef name = (CFStringRef)modes[idx];
modes[idx] = __CFRunLoopFindMode(rl, name, false);
// 后release
CFRelease(name);
}
// 把上面计算好的下次触发时间设置给rlt
rlt->_fireTSR = nextFireTSR;
rlt->_nextFireDate = fireDate;
for (CFIndex idx = 0; idx < cnt; idx++) {
CFRunLoopModeRef rlm = (CFRunLoopModeRef)modes[idx];
if (rlm) {
// Reposition释义复位。所以顾名思义该函数用于复位timer，所谓复位，就是调整timer在runloopMode->timers数组中的位置
// 此处调用该函数本质上是先移除timer，然后按照timer下次触发时间长短计算timer需要插入到runloopMode->timers数组中的位置，最后把timer插入到runloopMode->timers数组中
__CFRepositionTimerInMode(rlm, rlt, true);
}
}
// 以上注释的意思是：这行代码的是为了给timer设置date，但不直接作用于runloop
// 以防万一，我们手动唤醒runloop，尽管有可能这个代价是高昂的
// 另一方面，这么做的目的也是为了兼容timer的之前的实现方式
// 如果timer执行的rl不是当前的runloop，则手动唤醒
if (rl != CFRunLoopGetCurrent()) CFRunLoopWakeUp(rl);
} else {
// 走到这里说明timer的rl还是空，所以只是简单的设置timer的下次触发时间
rlt->_fireTSR = nextFireTSR;
rlt->_nextFireDate = fireDate;
}
}
image.png
RunLoop的定时源，与Source1(Port)一样，都属于端口事件源，但不同的是，每一个Source1都有与之对应的端口，而一个RunLoopMode中的所有CFRunLoopTimer共用一个端口
解决定时器不准的问题
原因:NSTime和CADisplayLink底层都是基于RunLoop的CFRunLoopTimerRef的实现的，也就是说它们都依赖于RunLoop。如果RunLoop的任务过于繁重，会导致它们不准时。使用 GCD 的定时器。GCD 的定时器是直接跟系统内核挂钩的，而且它不依赖于RunLoop，所以它非常的准时
RunLoop 和observer
Observer顾名思义，观察者，和我们设计模式中的观察者模式如出一辙。每个 Observer 都包含了一个回调（函数指针），observer主要观察runloop的状态变化，然后执行回调函数。runloop可观察的状态主要有6种状态，如下：
// runloop的6种状态，用于通知observer runloop的状态变化
/* Run Loop Observer Activities */
typedef CF_OPTIONS(CFOptionFlags, CFRunLoopActivity) {
kCFRunLoopEntry = (1UL << 0), // 即将进入Loop
kCFRunLoopBeforeTimers = (1UL << 1), // 即将处理 Timer
kCFRunLoopBeforeSources = (1UL << 2), // 即将处理 Source
kCFRunLoopBeforeWaiting = (1UL << 5), // 即将进入休眠
kCFRunLoopAfterWaiting = (1UL << 6), // 刚从休眠中唤醒 但是还没开始处理事件
kCFRunLoopExit = (1UL << 7), // 即将退出Loop
kCFRunLoopAllActivities = 0x0FFFFFFFU
};
CFRunLoopObserver结构体定义
struct __CFRunLoopObserver {
CFRunLoopRef _runLoop; // observer所观察的runloop
CFOptionFlags _activities; // CFOptionFlags是UInt类型的别名，_activities用来说明要观察runloop的哪些状态。一旦指定了就不可变。
CFRunLoopObserverCallBack _callout; // 观察到runloop状态变化后的回调(不可变)
};
和source不同，observer对应的runloop是一个runloop指针，而非数组，此处说明一个observer只能观察一个runloop，所以observer只能添加到一个runloop的一个或者多个mode中。
添加Observer源码
void CFRunLoopAddObserver(CFRunLoopRef rl, CFRunLoopObserverRef rlo, CFStringRef modeName) {
if (modeName == kCFRunLoopCommonModes) {
// 导出runloop的commonModes
CFSetRef set = rl->_commonModes ? CFSetCreateCopy(kCFAllocatorSystemDefault, rl->_commonModes) : NULL;
// 初始化创建commonModeItems
if (NULL == rl->_commonModeItems) {
rl->_commonModeItems = CFSetCreateMutable(kCFAllocatorSystemDefault, 0, &kCFTypeSetCallBacks);
}
// 添加observer到commonModeItems
CFSetAddValue(rl->_commonModeItems, rlo);
if (NULL != set) {
CFTypeRef context[2] = {rl, rlo};
// 添加observer到所有被标记为commonMode的mode中
CFSetApplyFunction(set, (__CFRunLoopAddItemToCommonModes), (void *)context);
}
} else {
rlm = __CFRunLoopFindMode(rl, modeName, true);
if (NULL != rlm && NULL == rlm->_observers) {
rlm->_observers = CFArrayCreateMutable(kCFAllocatorSystemDefault, 0, &kCFTypeArrayCallBacks);
}
if (NULL != rlm && !CFArrayContainsValue(rlm->_observers, CFRangeMake(0, CFArrayGetCount(rlm->_observers)), rlo)) {
Boolean inserted = false;
for (CFIndex idx = CFArrayGetCount(rlm->_observers); idx--; ) {
CFRunLoopObserverRef obs = (CFRunLoopObserverRef)CFArrayGetValueAtIndex(rlm->_observers, idx);
if (obs->_order <= rlo->_order) {
CFArrayInsertValueAtIndex(rlm->_observers, idx + 1, rlo);
inserted = true;
break;
}
}
if (!inserted) {
CFArrayInsertValueAtIndex(rlm->_observers, 0, rlo);
}
// 设置runloopMode的_observerMask为观察者的_activities（CFRunLoopActivity状态）
rlm->_observerMask |= rlo->_activities;
__CFRunLoopObserverSchedule(rlo, rl, rlm);
}
if (NULL != rlm) {
__CFRunLoopModeUnlock(rlm);
}
}
__CFRunLoopUnlock(rl);
}
自定义Observer来监听runloop状态变化
/* 创建一个observer对象
第一个参数: 告诉系统如何给Observer对象分配存储空间
第二个参数: 需要监听的状态类型
第三个参数: 是否需要重复监听
第四个参数: 优先级
第五个参数: 监听到对应的状态之后的回调
*/
CFRunLoopObserverRef observer = CFRunLoopObserverCreateWithHandler(CFAllocatorGetDefault(), kCFRunLoopAllActivities, YES, 0, ^(CFRunLoopObserverRef observer, CFRunLoopActivity activity) {
switch (activity) {
case kCFRunLoopEntry:
NSLog(@"即将进入RunLoop");
break;
case kCFRunLoopBeforeTimers:
NSLog(@"即将处理timer");
break;
case kCFRunLoopBeforeSources:
NSLog(@"即将处理source");
break;
case kCFRunLoopBeforeWaiting:
NSLog(@"即将进入休眠");
break;
case kCFRunLoopAfterWaiting:
NSLog(@"从休眠中被唤醒");
break;
case kCFRunLoopExit:
NSLog(@"即将退出RunLoop");
break;
default:
break;
}
});
/* 给主线程的RunLoop添加observer用于监听runLoop状态
第一个参数:需要监听的RunLoop对象
第二个参数:给指定的RunLoop对象添加的监听对象
第三个参数:在那种模式下监听
*/
CFRunLoopAddObserver(CFRunLoopGetMain(), observer, kCFRunLoopCommonModes);
runloop 更新UI时机
image.png
runloop如何工作的
image.png
USE_DISPATCH_SOURCE_FOR_TIMERS 这个宏的值为 1，也就是说有使用 GCD 来实现 timer，当然 USE_MK_TIMER_TOO 这个宏的值也是 1，表示也使用了更底层的 timer。
image.png
// 一个do...while循环 如果不是stop或finish就不断的循环 还可以重新启动runloop
void CFRunLoopRun(void) { /* DOES CALLOUT */
int32_t result;
do {
result = CFRunLoopRunSpecific(CFRunLoopGetCurrent(), kCFRunLoopDefaultMode, 1.0e10, false);
} while (kCFRunLoopRunStopped != result && kCFRunLoopRunFinished != result);
}
CFRunLoopRunInMode源码
SInt32 CFRunLoopRunInMode(CFStringRef modeName, CFTimeInterval seconds, Boolean returnAfterSourceHandled) { /* DOES CALLOUT */
return CFRunLoopRunSpecific(CFRunLoopGetCurrent(), modeName, seconds, returnAfterSourceHandled);
}
CFRunLoopRunSpecific源码
SInt32 CFRunLoopRunSpecific(CFRunLoopRef rl, CFStringRef modeName, CFTimeInterval seconds, Boolean returnAfterSourceHandled) { /* DOES CALLOUT */
// 如果runloop正在销毁则直接返回finish
if (__CFRunLoopIsDeallocating(rl)) return kCFRunLoopRunFinished;
// 根据指定的modeName获取指定的mode，也就是将要运行的mode
CFRunLoopModeRef currentMode = __CFRunLoopFindMode(rl, modeName, false);
// 出现以下情况就不会return finish：
// 1>.将要运行的mode不为空
// 以下这几条是在__CFRunLoopModeIsEmpty函数中判断的:
// 2>.将要运行的currentMode是source0、source1、timer任一个不为空
// 3>.待执行的block的mode和将要运行的mode相同
// 4>.待执行的block的mode是commonMode且待运行的mode包含在commonMode中
// 5>.待执行的block的mode包含待运行的mode
// 6>.待执行的block的mode包含commonMode且待运行的mode包含在commonMode中
// 所谓待执行的block是外部(开发者)通过调用CFRunLoopPerformBlock函数添加到runloop中的
if (NULL == currentMode || __CFRunLoopModeIsEmpty(rl, currentMode, rl->_currentMode)) {
return kCFRunLoopRunFinished;
}
volatile _per_run_data *previousPerRun = __CFRunLoopPushPerRunData(rl);
CFRunLoopModeRef previousMode = rl->_currentMode;
rl->_currentMode = currentMode;
int32_t result = kCFRunLoopRunFinished;
// 1.通知observer即将进入runloop
// 这里使用currentMode->_observerMask 和 kCFRunLoopEntry按位与操作
// 如果按位与的结果不是0则说明即将进入runloop
// 而currentMode->_observerMask是个什么东西呢？
// currentMode->_observerMask本质上是Int类型的变量，标识当前mode的CFRunLoopActivity状态
// 那么currentMode->_observerMask是在哪里赋值的呢？
// 调用CFRunLoopAddObserver函数向runloop添加observer的时候会把observer的activities按位或赋值给mode->_observerMask
if (currentMode->_observerMask & kCFRunLoopEntry ) __CFRunLoopDoObservers(rl, currentMode, kCFRunLoopEntry);
// RunLoop的运行的最核心函数
result = __CFRunLoopRun(rl, currentMode, seconds, returnAfterSourceHandled, previousMode);
// 10.通知observer即将退出runloop
if (currentMode->_observerMask & kCFRunLoopExit ) __CFRunLoopDoObservers(rl, currentMode, kCFRunLoopExit);
rl->_currentMode = previousMode;
return result;
}
/**RunLoop的运行的最核心函数（进入和退出时runloop和runloopMode都会被加锁）
* rl: 运行的runloop
* rlm: runloop Mode
* seconds: runloop超时时间
* stopAfterHandle: 处理完时间后runloop是否stop，默认为false
* previousMode: runloop上次运行的mode
*/
static int32_t __CFRunLoopRun(CFRunLoopRef rl, CFRunLoopModeRef rlm, CFTimeInterval seconds, Boolean stopAfterHandle, CFRunLoopModeRef previousMode) {
// 获取基于系统启动后的时钟"嘀嗒"数，其单位是纳秒
uint64_t startTSR = mach_absolute_time();
// 状态判断
if (__CFRunLoopIsStopped(rl)) {
__CFRunLoopUnsetStopped(rl);
return kCFRunLoopRunStopped;
} else if (rlm->_stopped) {
rlm->_stopped = false;
return kCFRunLoopRunStopped;
}
// 获取主线程接收消息的port备用。如果runLoop是mainRunLoop且后续内核唤醒的port等于主线程接收消息的port，主线程就处理这个消息
mach_port_name_t dispatchPort = MACH_PORT_NULL;
Boolean libdispatchQSafe = pthread_main_np() && ((HANDLE_DISPATCH_ON_BASE_INVOCATION_ONLY && NULL == previousMode) || (!HANDLE_DISPATCH_ON_BASE_INVOCATION_ONLY && 0 == _CFGetTSD(__CFTSDKeyIsInGCDMainQ)));
if (libdispatchQSafe && (CFRunLoopGetMain() == rl) && CFSetContainsValue(rl->_commonModes, rlm->_name)) dispatchPort = _dispatch_get_main_queue_port_4CF();
#if USE_DISPATCH_SOURCE_FOR_TIMERS
// 初始化获取timer的port(source1)
// 如果这个port和mach_msg发消息的livePort相等则说明timer时间到了，处理timer
mach_port_name_t modeQueuePort = MACH_PORT_NULL;
if (rlm->_queue) {
modeQueuePort = _dispatch_runloop_root_queue_get_port_4CF(rlm->_queue);
}
#endif
// 使用GCD实现runloop超时功能
dispatch_source_t timeout_timer = NULL;
struct __timeout_context *timeout_context = (struct __timeout_context *)malloc(sizeof(*timeout_context));
// seconds是设置的runloop超时时间，一般为1.0e10，11.574万年，所以不会超时
if (seconds <= 0.0) { // instant timeout
seconds = 0.0;
timeout_context->termTSR = 0ULL;
} else if (seconds <= TIMER_INTERVAL_LIMIT) {
dispatch_queue_t queue = pthread_main_np() ? __CFDispatchQueueGetGenericMatchingMain() : __CFDispatchQueueGetGenericBackground();
timeout_timer = dispatch_source_create(DISPATCH_SOURCE_TYPE_TIMER, 0, 0, queue);
dispatch_retain(timeout_timer);
timeout_context->ds = timeout_timer;
timeout_context->rl = (CFRunLoopRef)CFRetain(rl);
// 设置超时的时间点（从现在开始 + 允许运行的时长）
timeout_context->termTSR = startTSR + __CFTimeIntervalToTSR(seconds);
dispatch_set_context(timeout_timer, timeout_context); // source gets ownership of context
dispatch_source_set_event_handler_f(timeout_timer, __CFRunLoopTimeout);
dispatch_source_set_cancel_handler_f(timeout_timer, __CFRunLoopTimeoutCancel);
uint64_t ns_at = (uint64_t)((__CFTSRToTimeInterval(startTSR) + seconds) * 1000000000ULL);
dispatch_source_set_timer(timeout_timer, dispatch_time(1, ns_at), DISPATCH_TIME_FOREVER, 1000ULL);
dispatch_resume(timeout_timer);
} else { // infinite timeout
seconds = 9999999999.0;
timeout_context->termTSR = UINT64_MAX;
}
Boolean didDispatchPortLastTime = true;
// returnValue 标识runloop状态，如果returnValue不为0就不退出。
// returnValue可能的值：
// enum {
// kCFRunLoopRunFinished = 1,
// kCFRunLoopRunStopped = 2,
// kCFRunLoopRunTimedOut = 3,
// kCFRunLoopRunHandledSource = 4
// };
int32_t retVal = 0;
do {
voucher_mach_msg_state_t voucherState = VOUCHER_MACH_MSG_STATE_UNCHANGED;
voucher_t voucherCopy = NULL;
// 消息缓冲区，用户缓存内核发的消息
uint8_t msg_buffer[3 * 1024];
// 消息缓冲区指针，用于指向msg_buffer
mach_msg_header_t *msg = NULL;
// 用于保存被内核唤醒的端口（调用mach_msg函数时会把livePort地址传进去供内核写数据）
mach_port_t livePort = MACH_PORT_NULL;
__CFPortSet waitSet = rlm->_portSet;
__CFRunLoopUnsetIgnoreWakeUps(rl);
// 2. 通知 Observers: RunLoop 即将触发 Timer 回调。
// __CFRunLoopDoObservers内部会调用__CFRUNLOOP_IS_CALLING_OUT_TO_AN_OBSERVER_CALLBACK_FUNCTION__这个函数，这个函数的参数包括observer的回调函数、observer、runloop状态
if (rlm->_observerMask & kCFRunLoopBeforeTimers) __CFRunLoopDoObservers(rl, rlm, kCFRunLoopBeforeTimers);
// 3. 通知 Observers: RunLoop 即将触发 Source0 (非port) 回调。
if (rlm->_observerMask & kCFRunLoopBeforeSources) __CFRunLoopDoObservers(rl, rlm, kCFRunLoopBeforeSources);
// 执行被加入的block
// 外部通过调用CFRunLoopPerformBlock函数向当前runloop增加block。新增加的block保存咋runloop.blocks_head链表里。
// __CFRunLoopDoBlocks会遍历链表取出每一个block，如果block被指定执行的mode和当前的mode一致，则调用__CFRUNLOOP_IS_CALLING_OUT_TO_A_BLOCK__执行之
__CFRunLoopDoBlocks(rl, rlm);
// 4. RunLoop 触发 Source0 (非port) 回调
// __CFRunLoopDoSources0函数内部会调用__CFRUNLOOP_IS_CALLING_OUT_TO_A_SOURCE0_PERFORM_FUNCTION__函数
// __CFRUNLOOP_IS_CALLING_OUT_TO_A_SOURCE0_PERFORM_FUNCTION__函数会调用source0的perform回调函数，即rls->context.version0.perform
Boolean sourceHandledThisLoop = __CFRunLoopDoSources0(rl, rlm, stopAfterHandle);
// 如果rl处理了source0事件，那再处理source0之后的block
if (sourceHandledThisLoop) {
__CFRunLoopDoBlocks(rl, rlm);
}
// 标记是否需要轮询，如果处理了source0则轮询，否则休眠
Boolean poll = sourceHandledThisLoop || (0ULL == timeout_context->termTSR);
if (MACH_PORT_NULL != dispatchPort && !didDispatchPortLastTime) {
msg = (mach_msg_header_t *)msg_buffer;
// 5. 如果有 Source1 (基于port的source) 处于 ready 状态，直接处理这个 Source1 然后跳转到第9步去处理消息。
// __CFRunLoopServiceMachPort函数内部调用了mach_msg，mach_msg函数会监听内核给端口发送的消息
// 如果mach_msg监听到消息就会执行goto跳转去处理这个消息
// 第五个参数为0代表不休眠立即返回
if (__CFRunLoopServiceMachPort(dispatchPort, &msg, sizeof(msg_buffer), &livePort, 0, &voucherState, NULL)) {
goto handle_msg;
}
}
didDispatchPortLastTime = false;
// 6. 通知 Observers: RunLoop 的线程即将进入休眠(sleep)。
// 根据上面第4步是否处理过source0，来判断如果也没有source1消息的时候是否让线程进入睡眠
if (!poll && (rlm->_observerMask & kCFRunLoopBeforeWaiting)) __CFRunLoopDoObservers(rl, rlm, kCFRunLoopBeforeWaiting);
// runloop置为休眠状态
__CFRunLoopSetSleeping(rl);
// 通知进入休眠状态后，不要做任何用户级回调
__CFPortSetInsert(dispatchPort, waitSet);
// 标记休眠开始时间
CFAbsoluteTime sleepStart = poll ? 0.0 : CFAbsoluteTimeGetCurrent();
#if USE_DISPATCH_SOURCE_FOR_TIMERS
do {
msg = (mach_msg_header_t *)msg_buffer;
// 7. __CFRunLoopServiceMachPort内部调用mach_msg函数等待接受mach_port的消息。随即线程将进入休眠，等待被唤醒。 以下事件会会唤醒runloop:
// mach_msg接收到来自内核的消息。本质上是内核向我们的port发送了一条消息。即收到一个基于port的Source事件（source1）。
// 一个timer的时间到了（处理timer）
// RunLoop自身的超时时间到了（几乎不可能）
// 被其他调用者手动唤醒（source0）
__CFRunLoopServiceMachPort(waitSet, &msg, sizeof(msg_buffer), &livePort, poll ? 0 : TIMEOUT_INFINITY, &voucherState, &voucherCopy);
if (modeQueuePort != MACH_PORT_NULL && livePort == modeQueuePort) {
// Drain the internal queue. If one of the callout blocks sets the timerFired flag, break out and service the timer.
while (_dispatch_runloop_root_queue_perform_4CF(rlm->_queue));
if (rlm->_timerFired) {
// Leave livePort as the queue port, and service timers below
rlm->_timerFired = false;
break;
} else {
if (msg && msg != (mach_msg_header_t *)msg_buffer) free(msg);
}
} else {
// Go ahead and leave the inner loop.
break;
}
} while (1);
#else
msg = (mach_msg_header_t *)msg_buffer;
__CFRunLoopServiceMachPort(waitSet, &msg, sizeof(msg_buffer), &livePort, poll ? 0 : TIMEOUT_INFINITY, &voucherState, &voucherCopy);
#endif
// 计算线程沉睡的时长
rl->_sleepTime += (poll ? 0.0 : (CFAbsoluteTimeGetCurrent() - sleepStart));
__CFPortSetRemove(dispatchPort, waitSet);
__CFRunLoopSetIgnoreWakeUps(rl);
// runloop置为唤醒状态
__CFRunLoopUnsetSleeping(rl);
// 8. 通知 Observers: RunLoop对应的线程刚被唤醒。
if (!poll && (rlm->_observerMask & kCFRunLoopAfterWaiting)) __CFRunLoopDoObservers(rl, rlm, kCFRunLoopAfterWaiting);
// 9. 收到&处理source1消息（第5步的goto会到达这里开始处理source1）
handle_msg:;
// 忽略端口唤醒runloop，避免在处理source1时通过其他线程或进程唤醒runloop(保证线程安全)
__CFRunLoopSetIgnoreWakeUps(rl);
if (MACH_PORT_NULL == livePort) {
// livePort为null则什么也不做
CFRUNLOOP_WAKEUP_FOR_NOTHING();
// handle nothing
} else if (livePort == rl->_wakeUpPort) {
// livePort为wakeUpPort则只需要简单的唤醒runloop（rl->_wakeUpPort是专门用来唤醒runloop的）
CFRUNLOOP_WAKEUP_FOR_WAKEUP();
}
#if USE_DISPATCH_SOURCE_FOR_TIMERS
else if (modeQueuePort != MACH_PORT_NULL && livePort == modeQueuePort) {
CFRUNLOOP_WAKEUP_FOR_TIMER();
// 9.1 如果一个 Timer 到时间了，触发这个Timer的回调
// __CFRunLoopDoTimers返回值代表是否处理了这个timer
if (!__CFRunLoopDoTimers(rl, rlm, mach_absolute_time())) {
__CFArmNextTimerInMode(rlm, rl);
}
}
#endif
#if USE_MK_TIMER_TOO
else if (rlm->_timerPort != MACH_PORT_NULL && livePort == rlm->_timerPort) {
CFRUNLOOP_WAKEUP_FOR_TIMER();
if (!__CFRunLoopDoTimers(rl, rlm, mach_absolute_time())) {
__CFArmNextTimerInMode(rlm, rl);
}
}
#endif
else if (livePort == dispatchPort) {
CFRUNLOOP_WAKEUP_FOR_DISPATCH();
/// 9.2 如果有dispatch到main_queue的block，执行block（也就是处理GCD通过port提交到主线程的事件）。
__CFRUNLOOP_IS_SERVICING_THE_MAIN_DISPATCH_QUEUE__(msg);
sourceHandledThisLoop = true;
didDispatchPortLastTime = true;
} else {
CFRUNLOOP_WAKEUP_FOR_SOURCE();
/// 9.3 如果一个 Source1 (基于port) 发出事件了，处理这个事件
// 根据livePort获取source（不需要name，从mode->_portToV1SourceMap字典中以port作为key即可取到source）
CFRunLoopSourceRef rls = __CFRunLoopModeFindSourceForMachPort(rl, rlm, livePort);
if (rls) {
mach_msg_header_t *reply = NULL;
// 处理source1事件（触发source1的回调）
// runloop 触发source1的回调，__CFRunLoopDoSource1内部会调用__CFRUNLOOP_IS_CALLING_OUT_TO_A_SOURCE1_PERFORM_FUNCTION__
sourceHandledThisLoop = __CFRunLoopDoSource1(rl, rlm, rls, msg, msg->msgh_size, &reply) || sourceHandledThisLoop;
// 如果__CFRunLoopDoSource1响应的数据reply不为空则通过mach_msg 再send给内核
if (NULL != reply) {
(void)mach_msg(reply, MACH_SEND_MSG, reply->msgh_size, 0, MACH_PORT_NULL, 0, MACH_PORT_NULL);
CFAllocatorDeallocate(kCFAllocatorSystemDefault, reply);
}
}
}
if (msg && msg != (mach_msg_header_t *)msg_buffer) free(msg);
/// 执行加入到Loop的block
__CFRunLoopDoBlocks(rl, rlm);
if (sourceHandledThisLoop && stopAfterHandle) {
/// 进入loop时参数说处理完事件就返回。
retVal = kCFRunLoopRunHandledSource; // 4
} else if (timeout_context->termTSR < mach_absolute_time()) {
/// 超出传入参数标记的超时时间了
retVal = kCFRunLoopRunTimedOut; // 3
} else if (__CFRunLoopIsStopped(rl)) {
/// 被外部调用者强制停止了
__CFRunLoopUnsetStopped(rl); // 2
retVal = kCFRunLoopRunStopped;
} else if (rlm->_stopped) {
// 调用了_CFRunLoopStopMode将mode停止了
rlm->_stopped = false;
retVal = kCFRunLoopRunStopped; // 2
} else if (__CFRunLoopModeIsEmpty(rl, rlm, previousMode)) {
// source/timer/observer一个都没有了
retVal = kCFRunLoopRunFinished; // 1
}
// 如果retVal不是0，即未超时，mode不是空，loop也没被停止，那继续loop
} while (0 == retVal);
if (timeout_timer) {
dispatch_source_cancel(timeout_timer);
dispatch_release(timeout_timer);
} else {
free(timeout_context);
}
return retVal;
}
__CFRunLoopRun部分源码，do-while循环，先初始化一个存放内核消息的缓冲池，获取所有需要监听的port，设置RunLoop为可以被唤醒状态，判断是否有timer、source0、source1回调。如果有timer则通知 Observers: RunLoop 即将触发 Timer 回调。如果有source0则通知 Observers: RunLoop 即将触发 Source0 (非port) 回调，执行被加入的block。RunLoop 触发 Source0 (非port) 回调，再执行被加入的block。如果有 Source1 (基于port) 处于 ready 状态，直接处理这个 Source1 然后跳转去处理消息。例如一个Timer 到时间了，触发这个Timer的回调。处理完后再次进入__CFArmNextTimerInMode查看是否有其他的timer。如果没有事务需要处理则通知 Observers: RunLoop 的线程即将进入休眠(sleep)，此时会进入一个内循环，线程进入休眠状态mach_msg_trap（比如我们在断点调试的时候），直到收到新消息才跳出该循环，继续执行run loop。比如监听到了事务基于 port 的Source 的事件、Timer 到时间了、RunLoop 自身的超时时间到了或者被其他什么调用者手动唤醒则唤醒。
image.png
CFRunLoopPerformBlock在上图中作为唤醒机制有所体现，但事实上执行CFRunLoopPerformBlock只是入队，下次RunLoop运行才会执行，而如果需要立即执行则必须调用CFRunLoopWakeUp。
以下是启动 run loop 后比较关键的运行步骤：
- 通知 observers: kCFRunLoopEntry, 进入 run loop
- 通知 observers: kCFRunLoopBeforeTimers, 即将处理 timers
- 通知 observers: kCFRunLoopBeforeSources, 即将处理 sources
- 处理 blocks, 可以对 CFRUNLOOP_IS_CALLING_OUT_TO_A_BLOCK 函数下断点观察到
- 处理 sources 0, 可以对 CFRUNLOOP_IS_CALLING_OUT_TO_A_SOURCE0_PERFORM_FUNCTION 函数下断点观察到
- 如果第 5 步实际处理了 sources 0，再一次处理 blocks
- 如果在主线程，检查是否有 GCD 事件需要处理，有的话，跳转到第 11 步
- 通知 observers: kCFRunLoopBeforeWaiting, 即将进入等待（睡眠）
- 等待被唤醒，可以被 sources 1、timers、CFRunLoopWakeUp 函数和 GCD 事件（如果在主线程）
- 通知 observers: kCFRunLoopAfterWaiting, 即停止等待（被唤醒）
- 被什么唤醒就处理什么：
- 被 timers 唤醒，处理 timers，可以在 CFRUNLOOP_IS_CALLING_OUT_TO_A_TIMER_CALLBACK_FUNCTION 函数下断点观察到
- 被 GCD 唤醒或者从第 7 步跳转过来的话，处理 GCD，可以在 CFRUNLOOP_IS_SERVICING_THE_MAIN_DISPATCH_QUEUE 函数下断点观察到
- 被 sources 1 唤醒，处理 sources 1，可以在 CFRUNLOOP_IS_CALLING_OUT_TO_A_SOURCE1_PERFORM_FUNCTION 函数下断点观察到
- 再一次处理 blocks
- 判断是否退出，不需要退出则跳转回第 2 步
- 通知 observers: kCFRunLoopExit, 退出 run loop
GCD和RunLoop的关系
当调用 dispatch_async(dispatch_get_main_queue(), block) 时，libDispatch 会向主线程的RunLoop发送消息，RunLoop会被唤醒，并从消息中取得这个 block，并在回调 CFRUNLOOP_IS_SERVICING_THE_MAIN_DISPATCH_QUEUE() 里执行这个 block。但这个逻辑仅限于 dispatch 到主线程，dispatch 到其他线程仍然是由 libDispatch 处理的。那么你肯定会问：为什么子线程没有这个和GCD交互的逻辑？原因有二：
主线程runloop是主线程的事件管理者。runloop负责何时让runloop处理何种事件。所有分发个主线程的任务必须统一交给主线程runloop排队处理。举例：UI操作只能在主线程，不在主线程操作UI会带来很多UI错乱问题以及UI更新延迟问题。
子线程不接受GCD的交互。因为子线程不一定会有runloop。
AutoreleasePool和RunLoop的关系
App启动后，苹果在主线程 RunLoop 里注册了两个 Observer，其回调都是 _wrapRunLoopWithAutoreleasePoolHandler()。
第一个 Observer 监视的事件是 Entry(即将进入Loop)，其回调内会调用 _objc_autoreleasePoolPush() 创建自动释放池。其 order 是-2147483647，优先级最高，保证创建释放池发生在其他所有回调之前。
第二个 Observer 监视了两个事件： BeforeWaiting(准备进入休眠) 时调用_objc_autoreleasePoolPop() 和 _objc_autoreleasePoolPush() 释放旧的池并创建新池；Exit(即将退出Loop) 时调用 _objc_autoreleasePoolPop() 来释放自动释放池。这个 Observer 的 order 是 2147483647，优先级最低，保证其释放池子发生在其他所有回调之后。
在主线程执行的代码，通常是写在诸如事件回调、Timer回调内的。这些回调会被 RunLoop 创建好的 AutoreleasePool 环绕着，所以不会出现内存泄漏，开发者也不必显示创建 Pool 了。
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