RunLoop

一、RunLoop的基本概念：

runloop从字面的意思来看就是：运行循环。

runloop的基本作用：

1、保持程序的持续运行

2、处理app中各种事件（触摸事件、定时器事件、Selector事件等）

3、能节省CPU，提高程序的性能：该做事的时候就被唤醒，没有事情就睡眠

假如没有了runloop，程序会在main函数执行完毕后退出，正是因为有了runloop，导致主函数没有马上退出，保证了程序持续运行。简单的可以理解为

二、RunLoop对象

iOS中有2套API来访问和使用RunLoop

1、Foundation框架中的NSRunLoop

2、Core Foundation中的CFRunLoop

NSRunLoop是基于CFRunLoop的一层OC包装。但是NSRunLoop不是线程安全的，而CFRunLoopRef是线程安全的。

三、RunLoop与线程

1、每条线程都有唯一的一个与之相对应的RunLoop对象

2、主线程的RunLoop由系统自动创建，子线程的RunLoop可以手动创建。

3、RunLoop在线程结束的时候会被销毁。

获取RunLoop对象

四、RunLoop的结构

首先我们需要知道的是CFRunLoop有五大类：

1、CFRunLoopRef 

2、CFRunLoopMod

3、CFRunLoopObserverRef

4、CFRunLoopSourceRef

5、CFRunLoopTimerRef

下边我们一一介绍上边的5大类：

1、CFRunLoopRef：一个RunLoop对象，没啥好解释的。

2、CFRunLoopMod。这个mode咱们好好聊聊。

CFRunLoopMod代表RunLoop的运行模式。

（1）一个RunLoop中包含多个Mode，每个Mode中又包含了多个Source/Timer/Observer。

（2）一个RunLoop在同一时间只能处在一种运行模式下，这个模式就是CurrentMode。

（3）如果切换Mode，只能退出当前的RunLoop，主要是为了分隔开不同组的Source/Timer/Observer。

系统默认注册了5种Mode

这里就遇到一个面试题：调用+scheduledTimerWithTimeInterval...的方式触发的timer，在滑动页面上的列表是，timer会暂停调用，为什么？如何解决的？

答：我们知道，一个timer在NSDefaultMode下被触发，如果这个时候拖动scrollview的话，这个timer就失效了，因为拖动scrollview，RunLoop的mode切换为UITrackingRunLoopMode。如果想要让一个定时器在两个模式下都有效有两种方法：1、将它加入到两个mode中；2、将timer加入到顶层的RunLoop的commonModeItems集合中，RunLoop会自动将这个集合中的所有item同步到具有"common"标示的mode。

第一种方案的代码：（是mainRunLoop还是currentMode还是需要自己做判断的）

第二种方案的代码：

3、CFRunLoopObserver：RunLoop状态的观察者，每一个观察者都包含一个回调（指针函数），当RunLoop的状态发生变化时，观察者就能通过回调接收这个变化。观察状态由以下几种：

有了这个观察者，就有了下边咱们要说到的RunLoop的处理逻辑。（这里是不是想到了ViewController的生命周期？）

4、CFRunLoopSourceRef：事件产生的地方

按照函数调用栈分为两类：Source0、Source1

Source0：非基于Port的。只包含一个回调函数指针，使用时需要将事件标记为待处理：CFRunLoopSourceSignal(source)，再调用CFRunLoopWakeUP(runloop)来唤醒RunLoop，使其处理整个事件

Source1：基于Port的。通过内核和其他线程通信，接收、分发系统事件。

5、CFRunLoopTimerRef：基于时间的触发器。

说到定时器，有一种说法，说RunLoop的timer和GCD中的timer是一个东西，其实不是的。CFRunLoopTimer基本上说的就是NSTimer，它受RunLoop Mode的影响。

而GCD定时器不受RunLoop Mode的影响。

五、RunLoop的处理逻辑

上图右边是线程的输入源：（这个输入源是不是和上边说的CFRunLoopSourceRef：事件产生的地方有什么联系啊）

（1）基于端口的输入源（Port Sources）

（2）自定义输入源（Custom Sources）

（3）Cocoa执行Selector的源（performSelectorxxx方法）

（4）定时源（Timer Sources）

线程针对上边不同的输入源，又不同的处理机制

（1）handlePort——处理基于端口的输入源

（2）customSrc——处理用户自定义输入源

（3）mySelector——处理Selector的源

（4）timerFired——处理定时源

上边是官方逻辑，下边的是非官方逻辑，从非官方逻辑里面我们可以看到我们上边说到的CFRunLoop的五大类都在什么时候用

六、RunLoop的具体使用

（1）事件传递与手势识别

对于硬件事件（触摸、锁屏、摇晃）的处理，苹果注册了一个基于port的source1，它的回调函数是__IOHIDEventSystemClientQueueCallback()，事件发生后，系统将事件包装成IOHIDEvent对象，并由mach port分配到对应的APP进程中，随后触发source1的回调，并调用_UIApplicationHandleEventQueueCallback()进行内部分发，其中包括识别 UIGesture/处理屏幕旋转/发送给 UIWindow 等，接下来发生的响应者链条了。

对于手势识别：当_UIApplicationHandleQueueCallback()接收到手势的时候，会将TouchBegin等事件的回调打断，随后会将这个手势标记为待处理状态，同时注册一个observer，检测BeforeWaiting状态，当RunLoop即将进入休眠时，其内部会获取到刚才所有标记为待处理的手势，执行_UIGestureRecognizerUpdateQueue()。

（2）Autorealease

iOS中autorelease变量什么时候释放，应该分为两种情况：

手动释放@autoreleasepool { }中的自动释放变量在当前大括号作用域结束时释放；

系统释放：在当前RunLoop本次Loop结束后释放；

autorelease原理：

（3）页面刷新

当在操作 UI 时，比如改变了 Frame、更新了 UIView/CALayer 的层次时，或者手动调用了 UIView/CALayer 的 setNeedsLayout/setNeedsDisplay方法后，这个 UIView/CALayer 就被标记为待处理，并被提交到一个全局的容器去。

苹果注册了一个 Observer 监听 BeforeWaiting(即将进入休眠) 和 Exit (即将退出Loop) 事件，回调去执行：

_ZN2CA11Transaction17observer_callbackEP19__CFRunLoopObservermPv()。这个函数里会遍历所有待处理的 UIView/CAlayer 以执行实际的绘制和调整，并更新 UI 界面。在这个函数之后就在屏幕上看到UI的变化。

图片刷新(假如界面要刷新N多图片需要渲染)，此时用户拖拽UI控件就会出现卡的效果，我们可以通过RunLoop实现，只在RunLoop默认Mode下下载，也就是拖拽Mode下不刷新图片)

（4）Timer

可以说没有RunLoop就不可能实现定时器的功能。定时器的大致原理：设定一个时间点，将定时器加入RunLoop中，等到达设定的时间点的时候回唤醒线程处理回调。

（5）PerfromSeletor:afterDelay:

如果当前线程中没有RunLoop这个方法是不会有效的，本质上是在当前线程的RunLoop中添加一个定时器，当时间点到了会唤醒RunLoop执行回调。

（6）dispatch_main_queue

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。

（7）保证一个线程永远不死

结束。谢谢。

总的来说，这个RunLoop比RunTime要容易一些，可能是因为用到的地方比较多，另外能够看到，不像RunTime藏的很深的样子。

该问借鉴了：（1）RunLoop

                   （2）RunLoop

有兴趣的可以去看看这个：深入理解RunLoop

在这里感谢上边两位作者，如果有版权问题，可以联系我。谢谢。

最后，哪里不对的地方可以给我留言，我会及时改进的，谢谢大家。