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RunLoop 的内部逻辑即事件循环机制

RunLoop 的内部逻辑即事件循环机制

作者: 二斤寂寞 | 来源:发表于2019-05-15 11:08 被阅读14次

    根据苹果在文档里的说明,RunLoop 内部的逻辑大致如下:

    image.png
    • 在RunLoop启动之后会发送一个通知,来告知观察者
    • 将要处理Timer/Source0事件这样一个通知的发送
    • 处理Source0事件
    • 如果有Source1要处理,这时会通过一个go to语句的实现来进行代码逻辑的跳转,处理唤醒是收到的消息
    • 如果没有Source1要处理,线程就将要休眠,同时发送一个通知,告诉观察者
    • 然后线程进入一个用户态到内核态的切换,休眠,然后等待唤醒,唤醒的条件大约包括三种:
      1、Source1
      2、Timer事件
      3、外部手动唤醒
    • 线程刚被唤醒之后也要发送一个通知告诉观察者,然后处理唤醒时收到的消息
    • 回到将要处理Timer/Source0事件这样一个通知的发送
    • 然后再次进行上面步骤,这就是一个RunLoop的事件循环机制

    内部代码逻辑整理如下:

    /// 用DefaultMode启动
    void CFRunLoopRun(void) {
        CFRunLoopRunSpecific(CFRunLoopGetCurrent(), kCFRunLoopDefaultMode, 1.0e10, false);
    }
     
    /// 用指定的Mode启动,允许设置RunLoop超时时间
    int CFRunLoopRunInMode(CFStringRef modeName, CFTimeInterval seconds, Boolean stopAfterHandle) {
        return CFRunLoopRunSpecific(CFRunLoopGetCurrent(), modeName, seconds, returnAfterSourceHandled);
    }
     
    /// RunLoop的实现
    int CFRunLoopRunSpecific(runloop, modeName, seconds, stopAfterHandle) {
        
        /// 首先根据modeName找到对应mode
        CFRunLoopModeRef currentMode = __CFRunLoopFindMode(runloop, modeName, false);
        /// 如果mode里没有source/timer/observer, 直接返回。
        if (__CFRunLoopModeIsEmpty(currentMode)) return;
        
        /// 1. 通知 Observers: RunLoop 即将进入 loop。
        __CFRunLoopDoObservers(runloop, currentMode, kCFRunLoopEntry);
        
        /// 内部函数,进入loop
        __CFRunLoopRun(runloop, currentMode, seconds, returnAfterSourceHandled) {
            
            Boolean sourceHandledThisLoop = NO;
            int retVal = 0;
            do {
     
                /// 2. 通知 Observers: RunLoop 即将触发 Timer 回调。
                __CFRunLoopDoObservers(runloop, currentMode, kCFRunLoopBeforeTimers);
                /// 3. 通知 Observers: RunLoop 即将触发 Source0 (非port) 回调。
                __CFRunLoopDoObservers(runloop, currentMode, kCFRunLoopBeforeSources);
                /// 执行被加入的block
                __CFRunLoopDoBlocks(runloop, currentMode);
                
                /// 4. RunLoop 触发 Source0 (非port) 回调。
                sourceHandledThisLoop = __CFRunLoopDoSources0(runloop, currentMode, stopAfterHandle);
                /// 执行被加入的block
                __CFRunLoopDoBlocks(runloop, currentMode);
     
                /// 5. 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。
                if (__Source0DidDispatchPortLastTime) {
                    Boolean hasMsg = __CFRunLoopServiceMachPort(dispatchPort, &msg)
                    if (hasMsg) goto handle_msg;
                }
                
                /// 通知 Observers: RunLoop 的线程即将进入休眠(sleep)。
                if (!sourceHandledThisLoop) {
                    __CFRunLoopDoObservers(runloop, currentMode, kCFRunLoopBeforeWaiting);
                }
                
                /// 7. 调用 mach_msg 等待接受 mach_port 的消息。线程将进入休眠, 直到被下面某一个事件唤醒。
                /// • 一个基于 port 的Source 的事件。
                /// • 一个 Timer 到时间了
                /// • RunLoop 自身的超时时间到了
                /// • 被其他什么调用者手动唤醒
                __CFRunLoopServiceMachPort(waitSet, &msg, sizeof(msg_buffer), &livePort) {
                    mach_msg(msg, MACH_RCV_MSG, port); // thread wait for receive msg
                }
     
                /// 8. 通知 Observers: RunLoop 的线程刚刚被唤醒了。
                __CFRunLoopDoObservers(runloop, currentMode, kCFRunLoopAfterWaiting);
                
                /// 收到消息,处理消息。
                handle_msg:
     
                /// 9.1 如果一个 Timer 到时间了,触发这个Timer的回调。
                if (msg_is_timer) {
                    __CFRunLoopDoTimers(runloop, currentMode, mach_absolute_time())
                } 
     
                /// 9.2 如果有dispatch到main_queue的block,执行block。
                else if (msg_is_dispatch) {
                    __CFRUNLOOP_IS_SERVICING_THE_MAIN_DISPATCH_QUEUE__(msg);
                } 
     
                /// 9.3 如果一个 Source1 (基于port) 发出事件了,处理这个事件
                else {
                    CFRunLoopSourceRef source1 = __CFRunLoopModeFindSourceForMachPort(runloop, currentMode, livePort);
                    sourceHandledThisLoop = __CFRunLoopDoSource1(runloop, currentMode, source1, msg);
                    if (sourceHandledThisLoop) {
                        mach_msg(reply, MACH_SEND_MSG, reply);
                    }
                }
                
                /// 执行加入到Loop的block
                __CFRunLoopDoBlocks(runloop, currentMode);
                
     
                if (sourceHandledThisLoop && stopAfterHandle) {
                    /// 进入loop时参数说处理完事件就返回。
                    retVal = kCFRunLoopRunHandledSource;
                } else if (timeout) {
                    /// 超出传入参数标记的超时时间了
                    retVal = kCFRunLoopRunTimedOut;
                } else if (__CFRunLoopIsStopped(runloop)) {
                    /// 被外部调用者强制停止了
                    retVal = kCFRunLoopRunStopped;
                } else if (__CFRunLoopModeIsEmpty(runloop, currentMode)) {
                    /// source/timer/observer一个都没有了
                    retVal = kCFRunLoopRunFinished;
                }
                
                /// 如果没超时,mode里没空,loop也没被停止,那继续loop。
            } while (retVal == 0);
        }
        
        /// 10. 通知 Observers: RunLoop 即将退出。
        __CFRunLoopDoObservers(rl, currentMode, kCFRunLoopExit);
    }
    

    可以看到,实际上 RunLoop 就是这样一个函数,其内部是一个do-while 循环。当你调用 CFRunLoopRun()时,线程就会一直停留在这个循环里;直到超时或被手动停止,该函数才会返回

    有一个这样的问题:当我们点击一个app,从我们点击到程序启动、程序运行再到程序杀死这个过程,系统都发生了什么呢?

    实际上当我们调用了main函数之后,会调用UIApplicationMain函数,
    在这个函数内部会启动主线程的RunLoop,然后经过一系列的处理,最终主线程的RunLoop会处于一个休眠状态
    然后我们此时如果点击一下屏幕,会转化成一个Source1来让我们的主线程唤醒
    然后当我们杀死程序时,会调用RunLoop的退出,同时发送通知告诉观察者

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