什么是RunLoop?
RunLoop是通过内部维护的事件循环来对事件/消息进行管理的一个对象。
事件循环 Event Loop
- 没有消息需要处理时，休眠以避免资源占用。
event_loop01.png
- 有消息需要处理时，立刻被唤醒。
event_loop02.png
应用程序一般运行在用户态上面，当发生系统调用，需要一些底层API的话，是运行在内核态的。同时用户态的有些内容可以对内核态进行一些线程的调度和管理，包括进程间的通信。
main()函数为何会保持一致运行的状态而不退出？
因为
main()函数在内部会调用UIApplicationMain()函数，UIApplicationMain()内部会启动一个主线程的runloop，进行消息的接收，消息的处理，已经处理后的等待这么一个循环，而这个循环不是一个简单的for循环或while循环，他是发生了一个用户态到内核态的切换，以及内核态到用户态的切换。
RunLoop的数据结构
NSRunLoop是CFRunLoop的封装，提供了面向对象的API。
- CFRunLoop
- CFRunLoopMode
- Source/Timer/Oberver
struct __CFRunLoop {
CFRuntimeBase _base;
pthread_mutex_t _lock; /* locked for accessing mode list */
__CFPort _wakeUpPort; // used for CFRunLoopWakeUp
Boolean _unused;
volatile _per_run_data *_perRunData; // reset for runs of the run loop
pthread_t _pthread;//--对应(runloop和线程关系)
uint32_t _winthread;
CFMutableSetRef _commonModes;
CFMutableSetRef _commonModeItems;
CFRunLoopModeRef _currentMode;
CFMutableSetRef _modes;
struct _block_item *_blocks_head;
struct _block_item *_blocks_tail;
CFTypeRef _counterpart;
};
cfrunloop结构.png
CFRunLoopMode
runloopmode.png
CFRunLoopSource
-
source0
需要手动唤醒线程。
-
source1
具备唤醒线程的能力。
CFRunLoopTimer
基于事件的定时器
和NSTimer是toll-free bridged的。
CFRunLoopOberver
观测时间点：
-
kCFRunLoopEntry
RunLoop入口时机，当runloop准备启动的时候，系统会给一个回调通知。
-
kCFRunLoopBeforeTimers
另一个通知：通知观察者runloop将要对timer的一些相关事件进行处理
-
kCFRunLoopBeforeSources
另一个通知：通知观察者runloop将要对source的一些相关事件进行处理。
-
kCFRunLoopBeforeWaiting
通知对应观察者，当前runloop将要进入休眠状态，这个通知标志着用户即将开始用户态到内核态的切换。
-
kCFRunLoopAfterWaiting
这个通知标志着内核态切换到用户态后的不久时间。
-
kCFRunLoopExit
代表runloop退出的通知
各个数据结构之间的关系
关系.png
线程与runloop是一对一的关系，runloop与Mode之间是1对多的关系，Mode与source，timer，observer是一对多的关系
Runloop的Mode
runloop_mode.png
当runloop运行在mode1当中时，我们只能处理mode1当中的事件，此时如果mode2,mode3对应的一些回调事件需要处理，如果不是运行在对应mode下面是没办法处理的，这就是mode有多个的原因。
CommonMode的特殊性
NSRunLoopCommonModes
- CommonMode不是实际存在的一种Mode。
- 是同步Source/Timer/Observer到多个mode中的一种技术方案。
如何将timer添加到两个mode当中？
RunLoop事件循环机制
void CFRunLoopRun()
事件循环机制.png
RunLoop的核心
runloop核心.png
调用mach_msg()函数系统会从核心态到用户态的切换，需要出现source1或Timer事件，或手动唤醒。
RunLoop与NSTimer
为什么在滑动tableView时，banner不会再发生滚动？
当我们滑动tableview的时候mode会由：kCFRunLoopDefaultMode切换为UITrackingRunLoopMode。所以出于之前mode上的timer事件就不会生效。如何解决这个问题，让其生效？可以通过void CFRunLoopAddTimer(runloop,timer, commenMode)函数，把NSTimert添加到commenMode中。
void CFRunLoopAddTimer(CFRunLoopRef rl, CFRunLoopTimerRef rlt, CFStringRef modeName) {
CHECK_FOR_FORK();
if (__CFRunLoopIsDeallocating(rl)) return;
if (!__CFIsValid(rlt) || (NULL != rlt->_runLoop && rlt->_runLoop != rl)) return;
__CFRunLoopLock(rl);
if (modeName == kCFRunLoopCommonModes) {
CFSetRef set = rl->_commonModes ? CFSetCreateCopy(kCFAllocatorSystemDefault, rl->_commonModes) : NULL;
if (NULL == rl->_commonModeItems) {
rl->_commonModeItems = CFSetCreateMutable(kCFAllocatorSystemDefault, 0, &kCFTypeSetCallBacks);
}
CFSetAddValue(rl->_commonModeItems, rlt);
if (NULL != set) {
CFTypeRef context[2] = {rl, rlt};
/* add new item to all common-modes */
CFSetApplyFunction(set, (__CFRunLoopAddItemToCommonModes), (void *)context);
CFRelease(set);
}
} else {
CFRunLoopModeRef rlm = __CFRunLoopFindMode(rl, modeName, true);
if (NULL != rlm) {
if (NULL == rlm->_timers) {
CFArrayCallBacks cb = kCFTypeArrayCallBacks;
cb.equal = NULL;
rlm->_timers = CFArrayCreateMutable(kCFAllocatorSystemDefault, 0, &cb);
}
}
if (NULL != rlm && !CFSetContainsValue(rlt->_rlModes, rlm->_name)) {
__CFRunLoopTimerLock(rlt);
if (NULL == rlt->_runLoop) {
rlt->_runLoop = rl;
} else if (rl != rlt->_runLoop) {
__CFRunLoopTimerUnlock(rlt);
__CFRunLoopModeUnlock(rlm);
__CFRunLoopUnlock(rl);
return;
}
CFSetAddValue(rlt->_rlModes, rlm->_name);
__CFRunLoopTimerUnlock(rlt);
__CFRunLoopTimerFireTSRLock();
__CFRepositionTimerInMode(rlm, rlt, false);
__CFRunLoopTimerFireTSRUnlock();
if (!_CFExecutableLinkedOnOrAfter(CFSystemVersionLion)) {
// Normally we don't do this on behalf of clients, but for
// backwards compatibility due to the change in timer handling...
if (rl != CFRunLoopGetCurrent()) CFRunLoopWakeUp(rl);
}
}
if (NULL != rlm) {
__CFRunLoopModeUnlock(rlm);
}
}
__CFRunLoopUnlock(rl);
}
static void __CFRunLoopAddItemToCommonModes(const void *value, void *ctx) {
CFStringRef modeName = (CFStringRef)value;
CFRunLoopRef rl = (CFRunLoopRef)(((CFTypeRef *)ctx)[0]);
CFTypeRef item = (CFTypeRef)(((CFTypeRef *)ctx)[1]);
if (CFGetTypeID(item) == __kCFRunLoopSourceTypeID) {
CFRunLoopAddSource(rl, (CFRunLoopSourceRef)item, modeName);
} else if (CFGetTypeID(item) == __kCFRunLoopObserverTypeID) {
CFRunLoopAddObserver(rl, (CFRunLoopObserverRef)item, modeName);
} else if (CFGetTypeID(item) == __kCFRunLoopTimerTypeID) {
CFRunLoopAddTimer(rl, (CFRunLoopTimerRef)item, modeName);
}
}
RunLoop与多线程
关系：
- 线程与RunLoop是一一对应的。
- 自己创建的线程默认是没有RunLoop的。
怎样实现一个常驻线程
-
为当前线程开启/创建一个RunLoop。
CFRunloopGetCurrent或[NSRunLoop currentRunLoop]都可以为当前线程创建一个RunLoop，因为获取方法本身的过程中，没有它会自己创建。 -
向该RunLoop中添加一个Port/Source等维持RunLoop的事件循环。
-
启动该RunLoop。
#import "MCObject.h"
@implementation MCObject
static NSThread *thread = nil;
// 标记是否要继续事件循环
static BOOL runAlways = YES;
+ (NSThread *)threadForDispatch
{
if (thread == nil) {
@synchronized(self) {
if (thread == nil) {
// 线程的创建
thread = [[NSThread alloc] initWithTarget:self selector:@selector(runRequest) object:nil];
[thread setName:@"com.imooc.thread"];
//启动
[thread start];
}
}
}
return thread;
}
+ (void)runRequest
{
// 创建一个Source
CFRunLoopSourceContext context = {0, NULL, NULL, NULL, NULL, NULL, NULL, NULL, NULL, NULL};
CFRunLoopSourceRef source = CFRunLoopSourceCreate(kCFAllocatorDefault, 0, &context);
// 创建RunLoop，同时向RunLoop的DefaultMode下面添加Source
CFRunLoopAddSource(CFRunLoopGetCurrent(), source, kCFRunLoopDefaultMode);
// 如果可以运行
while (runAlways) {
@autoreleasepool {//每次运行循环可以对资源进行一个释放
// 令当前RunLoop运行在DefaultMode下面
//运行的mode和上面添加source的mode要一致，不一致就会死循环
//这个循环在RunLoop运行过程中会由用户态向核心态转换，当前线程会休眠，while就会暂停，所以不会死循环
//第二个参数是运行时间，给个很大的数，代表遥远的未来
//资源被处理是否立即返回，这里是立即返回true
CFRunLoopRunInMode(kCFRunLoopDefaultMode, 1.0e10, true);
}
}
// 某一时机 静态变量runAlways = NO时 可以保证跳出RunLoop，线程退出
CFRunLoopRemoveSource(CFRunLoopGetCurrent(), source, kCFRunLoopDefaultMode);
CFRelease(source);
}
总结
-
什么是RunLoop，它是怎样做到有事做事，没事休息的？
-
RunLoop与线程是怎样的关系？
-
如何实现一个常驻线程
-
怎样保证子线程数据回来更新UI的时候不打断用户的滑动操作？
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