RunLoop详解

RunLoop

• 基本作用：

  • 保持程序的持续运行
  • 处理App中的各种事件
  • 节省CPU资源，提高程序性能等等

• RunLoop保持运行循环的原理：

  • 代码中开启一个死循环

// 大概是这个样子
do{

}while(1)

• 在iOS中有2套API来访问和使用RunLoop

  • Foundation框架
    • NSRunLoop
  • Core Foundation框架
    • CFRunLoopRef

• NSRunLoop 和 CFRunLoopRef 都代表着RunLoop对象

• NSRunLoop是基于CFRunLoopRef的一层OC包装

RunLoop苹果官方文档地址

CF框架原码地址-2017.2.6最新

• RunLoop与线程

  • 每条线程都有唯一的一个与之对应的RunLoop对象
  • 主线程的RunLoop已经自动创建好了，子线程的RunLoop需要主动创建
  • RunLoop在第一次获取时创建，在线程结束时销毁

• 获取RunLoop对象

// 获得当前线程的RunLoop对象
[NSRunLoop currentRunLoop];
CFRunLoopGetCurrent();

// 获得主线程的RunLoop对象
[NSRunLoop mainRunLoop];
CFRunLoopGetMain();

Core Foudation中关于RunLoop的5个类

• CFRunLoopRef
• CFRunLoopModeRef
• CFRunLoopSourceRef
• CFRunLoopTimerRef
• CFRunLoopObserverRef

CFRunLoopModeRef

• CFRunLoopModeRef代表RunLoop的运行模式

• 一个RunLoop包含若干个Mode，每个Mode又包含若干个Source/Timer/Observer

• 每次RunLoop启动时，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

• 这样做主要是为了分隔开不同组的Source/Timer/Observer，让其互不影响

• CFRunLoopModeRef分类

  • kCFRunLoopDefaultMode：App的默认Mode,通常主线程是在这个Mode下运行
  • 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：这个一个展位Mode，不是一种真正的Mode

image01.png

CFRunLoopSourceRef

• 事件源，一般不用，由系统决定

• 按照官方文档，Source的分类：

  • Port-Based Sources：基于端口，由内核发过来的一些消息或者其他线程发过来的消息
  • Custom Input Sources：自定义
  • Cocoa Perform Selector Sources：通过performSelector发过来的消息

• 按照函数调用栈，Source的分类：

  • Source0：非基于Port的
  • Source1：基于Port的，通过内核和其他线程通信，接收、分发系统事件

CFRunLoopTimerRef

• 基于时间的触发器
• 基本上就是NSTimer

CFRunLoopObserverRef

• 观察者，能够监听RunLoop的状态变化

typedef CF_OPTIONS(CFOptionFlags, CFRunLoopActivity) {
    kCFRunLoopEntry     = (1UL << 0),// 即将进入RunLoop
    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
    kCFRunLoopExit = (1UL << 7),// 即将退出RunLoop
    kCFRunLoopAllActivities = 0x0FFFFFFFU // 监听所有状态
};

// 创建observer
CFRunLoopObserverRef observer = CFRunLoopObserverCreateWithHandler(CFAllocatorGetDefault(), kCFRunLoopAllActivities, YES, 0, ^(CFRunLoopObserverRef observer, CFRunLoopActivity activity) {
    NSLog(@"----监听到RunLoop状态发生改变---%zd", activity);
});

// 添加观察者：监听RunLoop的状态
CFRunLoopAddObserver(CFRunLoopGetCurrent(), observer, kCFRunLoopDefaultMode);

// 释放Observer
CFRelease(observer);

RunLoop处理逻辑

• Run Loop的事件队列
• 每次运行RunLoop，线程的RunLoop对会自动处理之前为处理的消息，通知相关的观察者
  • 1、通知观察者RunLoop已经启动
  • 2、通知观察者任何即将要开始的定时器
  • 3、通知观察者任何即将启动的非基于端口的源
  • 4、启动任何准备好的非基于端口的源
  • 5、如果基于端口的源准备好并处于等待状态，立即启动，并进入步骤 9
  • 6、通知观察者线程进入休眠
  • 7、将线程置于休眠知道任何一个下面的事件发生：
    • 某一事件到达基于端口的源
    • 定时器启动
    • RunLoop设置的时间已经超时
    • RunLoop被显式唤醒
  • 8、通知观察者线程将被唤醒
  • 9、处理未处理的事件
    • 如果用户定义的定时器启动，处理定时器事件并重启RunLoop，进入步骤 2
    • 如果输入源启动，传递相应的消息
    • 如果RunLoop被显式唤醒而且时间还没超时，重启RunLoop，进入步骤 2
  • 10、通知观察者 RunLoop 结束

RunLoop 应用

• NSTimer

• 常驻线程

• 自动释放池

• 1、NSTimer

  • 在日常开发中，很大机会我们会用到定时器这个东西
  • 是不是在日常开发中，我们没有去关心系统是如何处理NSTimer事件的？？
  • 实际上，当我们执行NSTimer的时候，是将NSTimer加入到RunLoop中
  • 使用定时器还有一点要注意：
    • 如果是在子线程中使用，那么就需要自己启动RunLoop了

// 方案一
// scheduledTimerWithTimeInterval 方法本质上就是创建一个时钟，会自动启动
// 添加到RunLoop的模式是DefaultRunLoopMode(这个模式将会监听点击操作等操作，但是一旦有拖动的事件时，将不在监听)
[NSTimer scheduledTimerWithTimeInterval:1.0 target:self selector:@selector(run) userInfo:nil repeats:YES];

// 方案二
// 和方案一效果相同
NSTimer *timer = [NSTimer timerWithTimeInterval:1.0 target:self selector:@selector(run) userInfo:nil repeats:YES];
// 将timer添加到RunLoop，默认的模式NSDefaultRunLoopMode
[[NSRunLoop currentRunLoop] addTimer:timer forMode:NSDefaultRunLoopMode];

// 方案三
// 定时器会跑在标记为common modes的模式下
// 标记为common modes的模式：UITrackingRunLoopMode和kCFRunLoopDefaultMode
// 在这种模式下，拖动界面也会监听的
NSTimer *timer = [NSTimer timerWithTimeInterval:1.0 target:self selector:@selector(run) userInfo:nil repeats:YES];
[[NSRunLoop currentRunLoop] addTimer:timer forMode:NSRunLoopCommonModes];

• performSelector一些列方法后面都由一个带inModes参数的，可以使用这个参数来设置方法执行的模式

• 2、常驻线程

  • 使用常驻线程，通常都是我们需要频繁的在子线程中做一些事情
  • 保住线程的命，不要让线程自动销毁了
  • 想要保住线程的命，最靠谱的就是使用RunLoop了，在第一次启动线程执行的方法中启用RunLoop
  • 但是有一点要注意：如果RunLoop中是空的，那么启动之后就会退出，没有作用

// 启动子线程
self.thread = [[NSThread alloc] initWithTarget:self selector:@selector(run) object:nil];
[self.thread start];

- (void)run
{
      // 获取当前线程的RunLoop，同时增加一个port，否则会退出RunLoop
      [[NSRunLoop currentRunLoop] addPort:[NSPort port] forMode:NSDefaultRunLoopMode];
      // 下面这三句效果一样，都是启动RunLoop，过期时间是永远
      [[NSRunLoop currentRunLoop] run];
    [[NSRunLoop currentRunLoop] runMode:NSDefaultRunLoopMode beforeDate:[NSDate distantFuture]];
    [[NSRunLoop currentRunLoop] runUntilDate:[NSDate distantFuture]];
}

• 3、自动释放池

  • 在子线程开启RunLoop的时候，需要自己开启自动释放池

  @autoreleasepool{
      // 开启RunLoop的时候存放在子线程执行的代码
  }
  

  • 那么这个自动释放池什么时候回释放：
    • kCFRunLoopEntry：创建一个自动释放池
    • kCFRunLoopBeforeWaiting：销毁自动释放池，然后创建一个新的自动释放池
    • kCFRunLoopExit：销毁自动释放池