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iOS 中的 Runloop

iOS 中的 Runloop

作者: iOS小王子 | 来源:发表于2015-12-12 01:28 被阅读214次

    1.Runloop基础知识

    • 1.1 字面意思

        a 运行循环
        b 跑圈
      
    • 1.2 基本作用(作用重大)

        a 保持程序的持续运行(ios程序为什么能一直活着不会死)
        b 处理app中的各种事件(比如触摸事件、定时器事件【NSTimer】、selector事件【选择器·performSelector···】)
        c 节省CPU资源,提高程序性能,有事情就做事情,没事情就休息
      
    • 1.3 重要说明

        (1)如果没有Runloop,那么程序一启动就会退出,什么事情都做不了。
        (2)如果有了Runloop,那么相当于在内部有一个死循环,能够保证程序的持续运行
        (2)main函数中的Runloop
                a 在UIApplication函数内部就启动了一个Runloop
                    该函数返回一个int类型的值
                b 这个默认启动的Runloop是跟主线程相关联的
      
    • 1.4 Runloop对象

        (1)在iOS开发中有两套api来访问Runloop
            a.foundation框架【NSRunloop】
            b.core foundation框架【CFRunloopRef】
        (2)NSRunLoop和CFRunLoopRef都代表着RunLoop对象,它们是等价的,可以互相转换
        (3)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)
      
    • 1.5 Runloop参考资料

    (1)苹果官方文档
    https://developer.apple.com/library/mac/documentation/Cocoa/Conceptual/Multithreading/RunLoopManagement/RunLoopManagement.html
    
    (2)CFRunLoopRef开源代码下载地址:
    http://opensource.apple.com/source/CF/CF-1151.16/
    
    
    • 1.6 Runloop与线程

        1.Runloop和线程的关系:一个Runloop对应着一条唯一的线程
            问题:如何让子线程不死
            回答:给这条子线程开启一个Runloop
        2.Runloop的创建:主线程Runloop已经创建好了,子线程的runloop需要手动创建
        3.Runloop的生命周期:在第一次获取时创建,在线程结束时销毁
      
    • 1.7 获得Runloop对象

    1.获得当前Runloop对象
        //01 NSRunloop
         NSRunLoop * runloop1 = [NSRunLoop currentRunLoop];
        //02 CFRunLoopRef
        CFRunLoopRef runloop2 =   CFRunLoopGetCurrent();
    
    2.拿到当前应用程序的主Runloop(主线程对应的Runloop)
        //01 NSRunloop
         NSRunLoop * runloop1 = [NSRunLoop mainRunLoop];
        //02 CFRunLoopRef
         CFRunLoopRef runloop2 =   CFRunLoopGetMain();
    
    3.注意点:开一个子线程创建runloop,不是通过alloc init方法创建,而是直接通过调用currentRunLoop方法来创建,它本身是一个懒加载的。
    4.在子线程中,如果不主动获取Runloop的话,那么子线程内部是不会创建Runloop的。可以下载CFRunloopRef的源码,搜索_CFRunloopGet0,查看代码。
    5.Runloop对象是利用字典来进行存储,而且key是对应的线程Value为该线程对应的Runloop。
    
    
    • 1.8 Runloop相关类

    (1)Runloop运行原理图

    ![Uploading 2_466566.png . . .]

    (2)五个相关的类

    a.CFRunloopRef
    b.CFRunloopModeRef【Runloop的运行模式】
    c.CFRunloopSourceRef【Runloop要处理的事件源】
    d.CFRunloopTimerRef【Timer事件】
    e.CFRunloopObserverRef【Runloop的观察者(监听者)】
    

    (3)Runloop和相关类之间的关系图

    1.png

    (4)Runloop要想跑起来,它的内部必须要有一个mode,这个mode里面必须有source\observer\timer,至少要有其中的一个。

    • CFRunloopModeRef

        1.CFRunloopModeRef代表着Runloop的运行模式
        2.一个Runloop中可以有多个mode,一个mode里面又可以有多个source\observer\timer等等
        3.每次runloop启动的时候,只能指定一个mode,这个mode被称为该Runloop的当前mode
        4.如果需要切换mode,只能先退出当前Runloop,再重新指定一个mode进入
        5.这样做主要是为了分割不同组的定时器等,让他们相互之间不受影响
        6.系统默认注册了5个mode
            a.kCFRunLoopDefaultMode:App的默认Mode,通常主线程是在这个Mode下运行
            b.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
            c.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
            d.GSEventReceiveRunLoopMode: 接受系统事件的内部 Mode,通常用不到
            e.kCFRunLoopCommonModes: 这是一个占位用的Mode,不是一种真正的Mode
      
    • CFRunloopTimerRef

    (1)NSTimer相关代码

    /*
        说明:
        (1)runloop一启动就会选中一种模式,当选中了一种模式之后其它的模式就都不鸟。一个mode里面可以添加多个NSTimer,也就是说以后当创建NSTimer的时候,可以指定它是在什么模式下运行的。
        (2)它是基于时间的触发器,说直白点那就是时间到了我就触发一个事件,触发一个操作。基本上说的就是NSTimer
        (3)相关代码
    */
    - (void)timer2
    {
        //NSTimer 调用了scheduledTimer方法,那么会自动添加到当前的runloop里面去,而且runloop的运行模式kCFRunLoopDefaultMode
    
        NSTimer *timer = [NSTimer scheduledTimerWithTimeInterval:2.0 target:self selector:@selector(run) userInfo:nil repeats:YES];
    
        //更改模式
        [[NSRunLoop currentRunLoop] addTimer:timer forMode:NSRunLoopCommonModes];
    
    }
    
    - (void)timer1
    {
        //    [NSTimer scheduledTimerWithTimeInterval:2.0 target:self selector:@selector(run) userInfo:nil repeats:YES];
    
        NSTimer *timer = [NSTimer timerWithTimeInterval:2.0 target:self selector:@selector(run) userInfo:nil repeats:YES];
    
        //定时器添加到UITrackingRunLoopMode模式,一旦runloop切换模式,那么定时器就不工作
        //    [[NSRunLoop currentRunLoop] addTimer:timer forMode:UITrackingRunLoopMode];
    
        //定时器添加到NSDefaultRunLoopMode模式,一旦runloop切换模式,那么定时器就不工作
        //    [[NSRunLoop currentRunLoop] addTimer:timer forMode:NSDefaultRunLoopMode];
    
        //占位模式:common modes标记
        //被标记为common modes的模式 kCFRunLoopDefaultMode  UITrackingRunLoopMode
        [[NSRunLoop currentRunLoop] addTimer:timer forMode:NSRunLoopCommonModes];
    
        //    NSLog(@"%@",[NSRunLoop currentRunLoop]);
    }
    
    - (void)run
    {
        NSLog(@"---run---%@",[NSRunLoop currentRunLoop].currentMode);
    }
    
    - (IBAction)btnClick {
    
        NSLog(@"---btnClick---");
    }
    
    

    (2)GCD中的定时器

    //0.创建一个队列
        dispatch_queue_t queue = dispatch_get_global_queue(0, 0);
    
        //1.创建一个GCD的定时器
        /*
         第一个参数:说明这是一个定时器
         第四个参数:GCD的回调任务添加到那个队列中执行,如果是主队列则在主线程执行
         */
        dispatch_source_t timer = dispatch_source_create(DISPATCH_SOURCE_TYPE_TIMER, 0, 0, queue);
    
        //2.设置定时器的开始时间,间隔时间以及精准度
    
        //设置开始时间,三秒钟之后调用
        dispatch_time_t start = dispatch_time(DISPATCH_TIME_NOW,3.0 *NSEC_PER_SEC);
        //设置定时器工作的间隔时间
        uint64_t intevel = 1.0 * NSEC_PER_SEC;
    
        /*
         第一个参数:要给哪个定时器设置
         第二个参数:定时器的开始时间DISPATCH_TIME_NOW表示从当前开始
         第三个参数:定时器调用方法的间隔时间
         第四个参数:定时器的精准度,如果传0则表示采用最精准的方式计算,如果传大于0的数值,则表示该定时切换i可以接收该值范围内的误差,通常传0
         该参数的意义:可以适当的提高程序的性能
         注意点:GCD定时器中的时间以纳秒为单位(面试)
         */
    
        dispatch_source_set_timer(timer, start, intevel, 0 * NSEC_PER_SEC);
    
        //3.设置定时器开启后回调的方法
        /*
         第一个参数:要给哪个定时器设置
         第二个参数:回调block
         */
        dispatch_source_set_event_handler(timer, ^{
            NSLog(@"------%@",[NSThread currentThread]);
        });
    
        //4.执行定时器
        dispatch_resume(timer);
    
        //注意:dispatch_source_t本质上是OC类,在这里是个局部变量,需要强引用
        self.timer = timer;
    
    
    • CFRunloopSourceRef

        1.是事件源也就是输入源,有两种分类模式;
          一种是按照苹果官方文档进行划分的
          另一种是基于函数的调用栈来进行划分的(source0和source1)。
        2.具体的分类情况
            (1)以前的分法
                Port-Based Sources
                Custom Input Sources
                Cocoa Perform Selector Sources
      
            (2)现在的分法
                Source0:非基于Port的
                Source1:基于Port的
        3.可以通过打断点的方式查看一个方法的函数调用栈
      
    • CFRunLoopObserverRef

    (1)CFRunLoopObserverRef是观察者,能够监听RunLoop的状态改变

    (2)如何监听

     //创建一个runloop监听者
        CFRunLoopObserverRef observer = CFRunLoopObserverCreateWithHandler(CFAllocatorGetDefault(),kCFRunLoopAllActivities, YES, 0, ^(CFRunLoopObserverRef observer, CFRunLoopActivity activity) {
    
            NSLog(@"监听runloop状态改变---%zd",activity);
        });
    
        //为runloop添加一个监听者
        CFRunLoopAddObserver(CFRunLoopGetCurrent(), observer, kCFRunLoopDefaultMode);
    
        CFRelease(observer);
    

    (3)监听的状态

    typedef CF_OPTIONS(CFOptionFlags, CFRunLoopActivity) {
        kCFRunLoopEntry = (1UL << 0),   //即将进入Runloop
        kCFRunLoopBeforeTimers = (1UL << 1),    //即将处理NSTimer
        kCFRunLoopBeforeSources = (1UL << 2),   //即将处理Sources
        kCFRunLoopBeforeWaiting = (1UL << 5),   //即将进入休眠
        kCFRunLoopAfterWaiting = (1UL << 6),    //刚从休眠中唤醒
        kCFRunLoopExit = (1UL << 7),            //即将退出runloop
        kCFRunLoopAllActivities = 0x0FFFFFFFU   //所有状态改变
    };
    
    • 1.9 Runloop运行逻辑

    4.png

    2.Runloop应用

    1)NSTimer
    2)ImageView显示:控制方法在特定的模式下可用
    3)PerformSelector
    4)常驻线程:在子线程中开启一个runloop
    5)自动释放池
        第一次创建:进入runloop的时候
        最后一次释放:runloop退出的时候
        其它创建和释放:当runloop即将休眠的时候会把之前的自动释放池释放,然后重新创建一个新的释放池
    

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