NSRunLoop

作者: 凤栖林 | 来源:发表于2018-02-13 12:54 被阅读0次

    开发iOS这么久,总以为会RnuLoop了,但一旦说起便会哑口无言,这几天花费了大量时间去理解RunLoop,在此处做一个总结。

    首先,我会从一段Python的代码中讲起,看不懂没关系,下面我会解释原理

    import pygame
    def main():
        pygame.init()
        # pygame.mixer.init()  # 混音器初始化
        #1. 创建窗口
        screen = pygame.display.set_mode((480,852),0,32)
        #2. 创建一个背景图片
        background = pygame.image.load("./feiji/background.png")
        while True:
            screen.blit(background, (0,0))
            pygame.display.update()
            time.sleep(0.02)
    

    运行代码

    950000D3-699E-40EE-8CE2-3F2B0F5BFB74.png

    上面的代码中,我去掉while循环,便会出现这个窗口一闪即逝的情形,因为main是程序的主入口,它本身也是一个函数,函数运行完毕,内存释放,窗口自然消失,while的目的就是保持这个main函数的存活

    一、下面我们回到我们的iOS中来,看我们iOS里面的main函数

    int main(int argc, char * argv[]) {
        @autoreleasepool {
            return UIApplicationMain(argc, argv, nil, NSStringFromClass([AppDelegate class]));
        }
    }
    

    将代码修改为

    int main(int argc, char * argv[]) {
        @autoreleasepool {
    //        return UIApplicationMain(argc, argv, nil, NSStringFromClass([AppDelegate class]));
            int handle = UIApplicationMain(argc, argv, nil, NSStringFromClass([AppDelegate class]));
            NSLog(@"-----程序运行到这里------");
            return handle;
        }
    }
    运行之后发现,log -----程序运行到这里------是不会打印的
    

    为什么会这样哪?
    因为runloop就是我们上面python里面那个while循环,当然内部实现不仅仅一个while循环这么简单,苹果在内部封装了item,其次,while循环是销毁cpu资源的,runloop在内部做了处理,使cpu得到了最大的解放

    1、下面讲述一下runLoop在代码使用中的理解(借用网上的例子修改的代码)

    @property(nonatomic,strong) NSThread *myThread;
    @property (nonatomic,assign)BOOL iden;
    
    - (void)viewDidLoad {
        [super viewDidLoad];
        [self alwaysLiveBackGoundThread];
        //[self alwaysLiveBackGoundThread1];
    }
    #pragma mark if
    - (void)alwaysLiveBackGoundThread{
        NSThread *thread = [[NSThread alloc]initWithTarget:self selector:@selector(myThreadRun) object:@"etund"];
        self.myThread = thread;
        thread.name = @"test";
        [self.myThread start];
        
    }
    - (void)myThreadRun{
        NSLog(@"my thread run");
        NSLog(@"%@",[NSThread currentThread]);
        [[NSRunLoop currentRunLoop] addPort:[[NSPort alloc] init] forMode:NSDefaultRunLoopMode];
         [[NSRunLoop currentRunLoop] run];
        NSLog(@"------------");
    }
    - (void)touchesBegan:(NSSet<UITouch *> *)touches withEvent:(UIEvent *)event{
        NSLog(@"%@",self.myThread);
        [self performSelector:@selector(doBackGroundThreadWork) onThread:self.myThread withObject:nil waitUntilDone:NO];
    
    }
    - (void)doBackGroundThreadWork{
        NSLog(@"do some work %s",__FUNCTION__);
        NSLog(@"%@",[NSThread currentThread]);
        //    CFRunLoopStop(CFRunLoopGetCurrent());
    }
    

    启动应用并触摸屏幕后

    2018-02-13 11:12:54.931493+0800 TestServer[1533:51118] my thread run
    2018-02-13 11:12:54.931810+0800 TestServer[1533:51118] <NSThread: 0x60800026e240>{number = 3, name = test}
    2018-02-13 11:12:57.179297+0800 TestServer[1533:51022] <NSThread: 0x60800026e240>{number = 3, name = test}
    2018-02-13 11:12:57.179656+0800 TestServer[1533:51118] do some work -[ViewController doBackGroundThreadWork]
    2018-02-13 11:12:57.179995+0800 TestServer[1533:51118] <NSThread: 0x60800026e240>{number = 3, name = test}
    2018-02-13 11:12:57.689079+0800 TestServer[1533:51022] <NSThread: 0x60800026e240>{number = 3, name = test}
    2018-02-13 11:12:57.689262+0800 TestServer[1533:51118] do some work -[ViewController doBackGroundThreadWork]
    2018-02-13 11:12:57.689468+0800 TestServer[1533:51118] <NSThread: 0x60800026e240>{number = 3, name = test}
    

    不管触摸多少次屏幕,------------log始终不会打印,因为

    [NSRunLoop currentRunLoop] addPort:[[NSPort alloc] init] forMode:NSDefaultRunLoopMode];
    [[NSRunLoop currentRunLoop] run];
    

    就相当于一个while循环,可以想象成这段代码在该线程中加了一个while死循环,这个while循环在不停的执行(事实是苹果内部处理,在while循环没任务时,处于休眠状态),NSLog(@"------------");这段代码是永远无法被执行的
    当我们执行

    [self performSelector:@selector(doBackGroundThreadWork) onThread:self.myThread withObject:nil waitUntilDone:NO];
    

    这段代码后,就好比往while循环里面添加了一个doBackGroundThreadWork任务,这个任务激活了正在休眠的while循环,while循环立即开始新的循环的工作,去处理这个任务,(while循环会有一个检查任务的规则,会先检查source,后面会讲到),这个任务处理完毕后,while再次进入休眠状态,这个任务,也就是doBackGroundThreadWork这个方法结束,该方法块内的内存释放;

    OK,run方法介绍完毕
    2、下面我们修改下myThreadRun这个方法里面的代码,其他地方的代码不改变

    - (void)myThreadRun{
        NSLog(@"my thread run");
        NSLog(@"%@",[NSThread currentThread]);
        [[NSRunLoop currentRunLoop] addPort:[[NSPort alloc] init] forMode:NSDefaultRunLoopMode];
        [[NSRunLoop currentRunLoop] runMode:NSDefaultRunLoopMode beforeDate:[NSDate distantFuture]];
        NSLog(@"------------");
    }
    

    运行日志:

    2018-02-13 11:24:35.191180+0800 TestServer[1619:58041] my thread run
    2018-02-13 11:24:35.191446+0800 TestServer[1619:58041] <NSThread: 0x600000078240>{number = 3, name = test}
    2018-02-13 11:24:38.947901+0800 TestServer[1619:57932] <NSThread: 0x600000078240>{number = 3, name = test}
    2018-02-13 11:24:38.948119+0800 TestServer[1619:58041] do some work -[ViewController doBackGroundThreadWork]
    2018-02-13 11:24:38.948284+0800 TestServer[1619:58041] <NSThread: 0x600000078240>{number = 3, name = test}
    2018-02-13 11:24:38.948491+0800 TestServer[1619:58041] ------------
    2018-02-13 11:24:44.296346+0800 TestServer[1619:57932] <NSThread: 0x600000078240>{number = 3, name = test}
    

    我们看到在程序启动之后,线程卡在了

     [[NSRunLoop currentRunLoop] runMode:NSDefaultRunLoopMode beforeDate:[NSDate distantFuture]];
    

    这一行
    触摸屏幕后打印了doBackGroundThreadWork方法里面log和NSLog(@"------------");,再次触摸屏幕这两个log均不打印
    首先分析下面这段代码

    [[NSRunLoop currentRunLoop] runMode:NSDefaultRunLoopMode beforeDate:[NSDate distantFuture]]; 
    

    这段代码意思就是在未来时间开启while循环,这个时间永远无法到达,程序走到这行代码后,便会处于等待状态,也可以说是休眠状态,直到你指定的时间到达,while循环开启;
    如果这个时间设置的特别短,while循环开启了,就是我们上面讲的第一种情况,NSLog(@"------------");是永远也不会再打印了
    如果时间没到达,while循环未开启,我们执行了

    [self performSelector:@selector(doBackGroundThreadWork) onThread:self.myThread withObject:nil waitUntilDone:NO];
    

    就是在这个self.myThread线程中执行一个任务,这个任务便会激活while循环所在线程,导致这个线程不在处于休眠状态,继续执行,即使这个时间未到,线程也不会再继续等待,所以会把NSLog(@"------------");打印,之后线程执行完毕,线程销毁,内存释放,这个时候我们在执行performSelector方法,等于在一个nil的线程上执行,自然得不到响应
    3、把runLoop放在while循环里面

    - (void)myThreadRun{
        NSLog(@"my thread run");
        NSLog(@"%@",[NSThread currentThread]);
        self.iden = YES;
        while (self.iden) {
            NSLog(@"---while1----");
            [[NSRunLoop currentRunLoop] addPort:[[NSPort alloc] init] forMode:NSDefaultRunLoopMode];
            [[NSRunLoop currentRunLoop] runMode:NSDefaultRunLoopMode beforeDate:[NSDate distantFuture]];
            NSLog(@"---while2----");
        }
        NSLog(@"------------");
    }
    

    我们触摸屏幕执行下面的代码

    - (void)doBackGroundThreadWork{
        NSLog(@"do some work %s",__FUNCTION__);
        NSLog(@"%@",[NSThread currentThread]);
    }
    

    会看到触摸一次---while2----打印一次,这是因为每触摸一次,等于取消了runloop的等待时间,也就是等于取消了runloop,程序继续执行while (self.iden)循环,在此循环到runloop又重新开启等待
    我们修改doBackGroundThreadWork1代码

    - (void)doBackGroundThreadWork{
        NSLog(@"do some work %s",__FUNCTION__);
        NSLog(@"%@",[NSThread currentThread]);
        self.iden = NO;
    }
    

    就会发现while (self.iden) 执行一次,便退出,最后打印了------------之后,整个线程销毁

    之后在说些基础点,runloop有mode和item,mode系统只给我们提供了2种NSDefaultRunLoopMode和NSRunLoopCommonModes,item指定了3中类型,source,timers,observer
    在我们平时开发中遇到的一个问题,定时器和滚动屏幕同时操作,定时器触发时间延时问题,如果为了便于理解可以这样考虑,在runloop的while循环里面添加了if判断
    while(条件){
    if(mode == default){
    ......
    }
    else .....
    }
    (这纯属我个人的便于理解做的假象,有见解大家留言,勿喷)
    if(mode == default) 就是处理定时器的事件
    如果滚动屏幕,就是if(mode==EventTracking)处理了滚屏事件,所以导致定时器未做处理

    其次,每一个mode都得指定item,即item不能为nil,最开始1中的例子,如果runloop不指定port,

    [[NSRunLoop currentRunLoop] addPort:[[NSPort alloc] init] forMode:NSDefaultRunLoopMode];
    

    这行代码如果去掉,就相当于runloop未开启

    二、runloop每次循环的处理

    先看这张图


    2312304-8e64b79a92d53567.png

    上面也说了,需要为mode指定item,item包含3个类型,source,timers,observer,这三种类型处理的顺序就是图中所标注的流程,其实这也就是苹果内部的处理方式,想深入了解的可以在仔细研究。
    最后一点,runloop内部的while循环是怎么实现暂停的,我个人想法是信号量

     dispatch_semaphore_t sema = dispatch_semaphore_create(1);
    while(true){
         dispatch_semaphore_wait(sema, DISPATCH_TIME_FOREVER);
        ......
    }
    

    一旦有任务进来,便执行dispatch_semaphore_signal(sema);
    让信号量加1
    这样就解决了线程阻塞,并且不消耗cpu的办法
    demo地址:下载
    (以上是个人理解的推断,有高见欢迎评论)

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