iOS--RunLoop的应用

什么是RunLoop

• 从字面意思来讲，它是保持程序的持续运行，处理app中各种事件（比如触摸事件、定时器事件【NSTime】、selector事件【选择器performSelector】......）的类。节省了CPU资源，提高程序性能，有事情就做，没事情就休息。
• 其实它内部就是do - while循环，在这个循环内部不断地处理各种任务（比如source、Timer、observe）
• 一个线程对应一个Runloop，主线程的runloop默认已经启动，子线程的runloop得手动启动（调用run方法）
• runloop只能选择一个Mode启动，如果当前mode中没有任何Source（Source0、Source1）、Timer，那么就直接退出runloop，也就是说，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。

自动释放池什么时候释放？

• 通过observe监听runloop的状态

重要说明：

• 如果没有runloop，那么程序一启动就会退出，什么事都做不了；
• 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
• main函数中的runloop
  （1）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
  （2）这个默认启动的runloop是跟主线程相关联的

Runloop的对象

• 在iOS开发中有两套API来访问runloop
  foundation框架【NSRunloop】
  core.foundation框架【CFRunloopRef】
• NSRunloop 和 CFRunloopRef都代表着 Runloop对象，他们是等价的，可以互相转换
• 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）

Runloop的参考资料

[苹果官方文档]
[CFRunLoopRef开源代码下载地址：]

Runloop 与线程

• runloop 与线程的关系：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
• 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
• runloop的生命周期：在第一次获取时创建，在线程结束时销毁

获取runloop对象

    //01 NSRunloop
     NSRunLoop * runloop1 = [NSRunLoop currentRunLoop];
    //02 CFRunLoopRef
    CFRunLoopRef runloop2 =   CFRunLoopGetCurrent();

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();

• 注意一点：开一个子线程创建的Runloop，不是通过alloc init方法创建，而是通过调用currentRunLoop方法创建的，他本身是个懒加载。
• 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。
• runloop对象是利用字典来进行储存，而且key是对应的线程Value为该线程对应的runloop。

五个相关类

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

CFRunloopModeRef

• CFRunloopModeRef代表着Runloop的运行模式

• 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

• 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

• 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

• 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

• 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

/*
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---");
}

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;

GCD定时器补充
/*
 DISPATCH_SOURCE_TYPE_TIMER         定时响应（定时器事件）
 DISPATCH_SOURCE_TYPE_SIGNAL        接收到UNIX信号时响应
 DISPATCH_SOURCE_TYPE_READ          IO操作，如对文件的操作、socket操作的读响应
 DISPATCH_SOURCE_TYPE_WRITE         IO操作，如对文件的操作、socket操作的写响应
 DISPATCH_SOURCE_TYPE_VNODE         文件状态监听，文件被删除、移动、重命名
 DISPATCH_SOURCE_TYPE_PROC          进程监听,如进程的退出、创建一个或更多的子线程、进程收到UNIX信号
 下面两个都属于Mach相关事件响应
    DISPATCH_SOURCE_TYPE_MACH_SEND
    DISPATCH_SOURCE_TYPE_MACH_RECV
 下面两个都属于自定义的事件，并且也是有自己来触发
    DISPATCH_SOURCE_TYPE_DATA_ADD
    DISPATCH_SOURCE_TYPE_DATA_OR
 */

CFRunloopSourceRef

• 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）
• 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
• 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
};

在开发中如何使用Runloop？ 什么应用场景？

• 开启一个常驻线程（让一个子线程不进入消亡状态，等待其他线程发来消息，处理其他事件）
  在子线程中开启一个定时器
  在子线程中进行一些长期监控
• 可以控制定时器在特定模式下执行
• 可以让某些事件（行为、任务）在特定模式下执行
• 可以添加Observer监听Runloop的状态，比如监听点击事件的处理（在所有点击事件之前做一些事情）

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