iOS-多线程(四)-GCD定时器

日常的开发中，我们经常会用到计时器。在iOS中，有三种计时器，NSTimer、CADisplayLink、dispatch_source，这三种定时器都是各有优劣。

NSTimer

NSTimer是使用的比较多的一种，但是精度不够，其原因如下：

1. NSTimer加在main runloop中，模式是NSDefaultRunLoopMode，main负责所有主线程事务，例如UI界面的操作、复杂的运算等等，这样在同一个runloop中NSTimer就容易产生阻塞。
2. 模式的改变也会影响到NSTimer的精度。主线程的runLoop里有两个预置的mode：kCFRunLoopDefaultMode和 UITrackingRunLoopMode。当你创建一个NSTimer并加到DefaultMode时，NSTimer会得到重复回调，但此时如果滑动一个scrollView时，runLoop会将mode切换为TrackingRunLoopMode，这时NSTimer就不会被回调。所以就会影响到NSTimer的精度。
3. NSTimer会强引用target，而runLoop会强持有NSTimer，很容易出现内存泄漏。

那么如何让NSTimer精准一些?

1. 将NSTimer实例加到main runloop的特定mode中，避免被复杂运算操作或者UI界面刷新所影响。

self.timer = [NSTimer timerWithTimeInterval:1 target:self selector:@selector(showTime) userInfo:nil repeats:YES];

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

2. 在子线程中进行NSTimer的操作，然后在主线程中修改UI界面显示操作结果。

- (void)timerMethod {
     NSThread *thread = [[NSThread alloc] initWithTarget:self selector:@selector(newThread) object:nil];
     [thread start];
}
- (void)newThread {
     @autoreleasepool
     {
          [NSTimer scheduledTimerWithTimeInterval:1.0 target:self           selector:@selector(showTime) userInfo:nil repeats:YES];
          [[NSRunLoop currentRunLoop] run];
     }
}

CADisplayLink

CADisplayLink是一个能让我们以和屏幕刷新率同步的频率将特定的内容画到屏幕上的定时器类。CADisplayLink以特定模式注册到runloop后， 每当屏幕显示内容刷新结束的时候，runloop就会向CADisplayLink指定的target发送一次消息，CADisplayLink类对应的selector就会被调用一次。

iOS设备的屏幕刷新频率是固定的，CADisplayLink在正常情况下会在每次刷新结束都被调用，精确度相当高。CADisplayLink使用场合相对专一，一般用于做UI界面的不停重绘，比如自定义动画引擎或者视频播放的渲染。

使用方式如下：

- (void)startDisplayLink {
     self.displayLink = [CADisplayLink displayLinkWithTarget:self selector:@selector(handleDisplayLink:)];
     [self.displayLink addToRunLoop:[NSRunLoop currentRunLoop] forMode:NSDefaultRunLoopMode];
}

- (void)handleDisplayLink:(CADisplayLink *)link {

}

- (void)stopDisplayLink {
  [self.displayLink invalidate];
  self.displayLink = nil;
}

dispatch_source

dispatch_source_t的定时器不受RunLoop影响，而且dispatch_source_t是系统级别的源事件，精度很高，系统自动触发。

下面我们就来定一个基于dispatch_source_t的定时器。

首先，我们知道dispatch_source_t源事件有一种类型就是DISPATCH_SOURCE_TYPE_TIMER，用来计时的。dispatch_source_t的步骤如下：

• 1. 创建源事件
• 2. 设置定时器事件
• 3. 设置事件触发的回调
• 4. 运行

另外我们还需要在合适的地方设置源事件的数据。

其次，我们知道，定义一个定时器，就需要运行、暂停、销毁的功能。以及设置定时器定时的时间、是否重复、回调等配置。

另外，我们要对外暴露实例方法、类方法来方便外界使用。

根据以上准备工作，我们创建一个TGCDTimer类。

@interface TGCDTimer : NSObject

/// 默认主线程创建
- (instancetype)initWithTimeInterval:(NSTimeInterval)interval repeat:(BOOL)repeat block:(dispatch_block_t)block;
- (instancetype)initWithTimeInterval:(NSTimeInterval)interval repeat:(BOOL)repeat queue:(dispatch_queue_t)queue block:(dispatch_block_t)block;
+ (instancetype)scheduledTimerWithTimeInterval:(NSTimeInterval)interval repeat:(BOOL)repeat queue:(dispatch_queue_t)queue block:(dispatch_block_t)block;
/// 默认主线程创建
+ (instancetype)scheduledTimerWithTimeInterval:(NSTimeInterval)interval repeat:(BOOL)repeat block:(dispatch_block_t)block;
- (void)setTimeInterval:(NSTimeInterval)interval;
- (void)stop;
- (void)restart;
- (void)invalidate;

@end

然后我们来实现方法：

@interface TGCDTimer() {
    dispatch_source_t _timer;
    BOOL _isFire;
}

@end

- (instancetype)initWithTimeInterval:(NSTimeInterval)interval repeat:(BOOL)repeat queue:(dispatch_queue_t)queue block:(dispatch_block_t)block {
    // 1. 确定传进来的队列是必须存在的
    NSAssert(queue != NULL, @"queue can't be NULL while create TGCDTimer");
    
    if (self = [super init]) {
        // 2. 创建定时器
        _timer = dispatch_source_create(DISPATCH_SOURCE_TYPE_TIMER, 0, 0, queue);
        // 3. 设置定时器的时间
        dispatch_source_set_timer(_timer, dispatch_time(DISPATCH_TIME_NOW, 0), interval * NSEC_PER_SEC, 0);
       
        // 4. 监听定时器的回调
        dispatch_source_set_event_handler(_timer, ^{
            // 将定时器的回调，传给外界
            if (block) {
                block();
            }
            // 如果不重复，执行一次之后就销毁定时器
            if (!repeat) {
                self->_isFire = NO;
                dispatch_source_cancel(self->_timer);
            }
        });
        
        // 5. 在给定的interval之后启动定时器
        dispatch_after(dispatch_time(DISPATCH_TIME_NOW, (int64_t)(interval * NSEC_PER_SEC)), dispatch_get_main_queue(), ^{
            dispatch_resume(self->_timer);
            self->_isFire = YES;
        });
    }
    
    return self;
}

实现定时器的重启、暂停、销毁等方法：

- (void)stop {
    if (_isFire) {
        _isFire = NO;
        dispatch_suspend(_timer);
    }
}

- (void)restart {
    if (!_isFire) {
        _isFire = YES;
        dispatch_resume(_timer);
    }
}

- (void)invalidate {
    _isFire = NO;
    dispatch_source_cancel(_timer);
}

- (void)dealloc {
    _isFire = NO;
    dispatch_source_cancel(_timer);
}

这样一个简单的GCD定时器就实现了。

总结

平时多使用定时器的时候，如果是要高频的刷新UI、渲染页面就使用CADisplayLink；此外，就直接使用dispatch_source定时器。

具体代码可参见TGCDTimer