RunLoop的基本了解

• **1 . RunLoop字面的意思 : **运行循环 / 跑圈

• **2 . 基本作用 : **
  1.保证程序的持续运行(这就是为什么ios程序能一直活着不会死)
  2.处理app中的各种事件（比如触摸事件、定时器事件（NSTimer）、selector事件（performSelector）
  3.节省CPU资源，提高程序性能，有事情就做事情，没事情就休息

• 3 . 重要说明
  （1）如果没有Runloop,那么程序一启动就会退出，什么事情都做不了;如下图,当程序执行完第2行,在执行到低3行后就结束程序.
  

  没有RunLoop的程序.png

  （2）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;如下图,main函数内有了一个RunLoop(由do-while循环模拟),程序会持续的运行,不会马上就退出.

  
  有RunLoop的程序.png

  （3）main函数中的Runloop

  
  main函数中的RunLoop.png
  

  a. 在UIApplication函数内部就启动了一个Runloop，所以UIApplicationMain函数一直没有返回,保持了程序的还需运行,该函数返回一个int类型的值
  b. 这个默认启动的Runloop是跟主线程相关联的

• RunLoop与线程

  • 1.Runloop和线程的关系：每条线程,都有唯一的一个RunLoop对象与之相对应
    问题：如何让子线程不死
    回答：给这条子线程开启一个Runloop
  • 2.Runloop的创建：
    1.主线程Runloop已经创建好了
    2.子线程的runloop需要手动创建
  • 3.Runloop的生命周期：在第一次获取时创建，在线程结束时销毁

• RunLoop对象
  1.在iOS开发中有两套api来访问Runloop
  a.Foundation 框架 以NS开头 - NSRunloop
  b.Core Foundation 框架 以CF开头 - CFRunloopRef
  2.NSRunLoop和CFRunLoopRef都代表着RunLoop对象,它们是等价的，可以互相转换
  3.NSRunLoop是基于CFRunLoopRef的一层OC包装,更加的面向对象,所以要了解RunLoop内部结构，需要多研究CFRunLoopRef层面的API（Core Foundation层面）

• 获取RubLoop对象

  • 获取Foundation框架下的RunLoop对象

/*****通过Foundation框架获取*****/
    //获取当前runLoop
    NSRunLoop * runLoop = [NSRunLoop currentRunLoop];
    //获取主runloop
    NSRunLoop * mainRunLoop = [NSRunLoop mainRunLoop];
    NSLog(@"%p-------%p",runLoop,mainRunLoop);

• 获取Core Foundation框架下的RunLoop对象

//*****通过Core Foundation框架获取*****//
    //获取当前的runloop
    CFRunLoopRef cfRunLoop = CFRunLoopGetCurrent();
    //获取主runLoop
    CFRunLoopRef cfMainRunLoop = CFRunLoopGetMain();
    NSLog(@"%p-------%p",cfRunLoop,cfMainRunLoop);

• Foundation框架的RunLoop对象转换成Core Foundation框架的RunLoop对象
  **注意 : **虽然说Foundation框架下的和Core Foundation框架下的RunLoop对象是相同的,但是只有通过转换后的地址才是相同的

CFRunLoopRef changeRunLoop = mainRunLoop.getCFRunLoop;

• RunLoop与子线程之间的关系

1)子线程与RunLoop之间是一一对应的
2)主线程对应的runloop默认已经开启了,子线程对应的runloop需要主动创建
3)如何创建子线程对应的runloop :[NSRunLoop currentRunLoop](该方法本身是懒加载的,第一次调用该方法的时候如果发现runloop不存在那么会直接创建一个)
4)runloop是需要开启

/***runLoop和线程之间的关系***/
//创建一个子线程
[NSThread detachNewThreadSelector:@selector(task) toTarget:self withObject:nil];
/
-(void)task
{
    NSLog(@"执行了task");
    //下一行代码内,已经创建了子线程对应的runLoop,但是子线程的RunLoop需要手动开启,开启的方法是通过子线程的RunLoop调用run方法
    NSLog(@"%p---------%p",[NSRunLoop currentRunLoop],[NSRunLoop mainRunLoop]);
    //虽然已经开启了子线程的RunLoop,但是此处子线程的RunLoop并没有运行起来,因为在RunLoop内,至少要有一个源或者Timer,这样runLoop才不会在刚创建就结束运行
    [[NSRunLoop currentRunLoop] run];
    
    NSLog(@"------------%@",[NSThread currentThread]);
}

如何持续运行子线程内的RunLoop:
1.子线程内的RunLoop需要手动开启,通过子线程对象,调用run方法"[[NSRunLoop currentRunLoop] run];"
2.在子线程内的RunLoop内,至少要有一个源(事件源)或者Timer,这样才能包装RunLoop不会再刚创建就结束运行
**注意点 : **
1.开一个子线程创建runloop,不是通过alloc init方法创建，而是直接通过调用currentRunLoop方法来创建，它本身是一个懒加载的。
2.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。
3.Runloop对象是利用字典来进行存储，而且key是对应的线程,Value为该线程对应的Runloop。

RunLoop的相关类

• RunLoop一共有五个与之相关的类
  a.CFRunloopRef
  b.CFRunloopModeRef【Runloop的运行模式】
  c.CFRunloopSourceRef【Runloop要处理的事件源】
  d.CFRunloopTimerRef【Timer事件】
  e.CFRunloopObserverRef【Runloop的观察者（监听者）】
  • CFRunloopModeRef - RunLoop的运行模式
    Runloop要想跑起来:
    1.它的内部必须要有一个mode,
    2.这个mode里面必须有source\timer(事件)，至少要有其中的一个(事件),如果仅仅是有observer,那么RunLoop也会立即退出。
    01.CFRunloopModeRef代表着Runloop的运行模式
    02.一个Runloop中可以有多个mode,一个mode里面又可以有多个source\observer\timer等等
    03.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
    04.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
    05.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
    06.系统默认注册了5个mode
    a.kCFRunLoopDefaultMode(C语言写法)：App的默认Mode，通常主线程是在这个Mode下运行
    NSDefaultRunLoopMode (OC语言写法)
    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,不过这个Model一般等同于同时拥有默认的Model和界面跟踪Model
    即kCFRunLoopCommonModes = kCFRunLoopDefaultMode + UITrackingRunLoopMode
  • RunLoop与相关类之间的关系

RunLoop与相关类之间的关系.png

• CFRunloopTimerRef
  RunLoop中的定时器,基本等同于OC中的定时器,在RunLoop中的定时器,一般指的是NSTimer定时器和GCD定时器两种.
  • NSTimer定时器
    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。
    2. 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。
    3. 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
    创建NSTimer定时器的方法
    注意 : 如果RunLoop的运行模式改变,那么在当前模式下的定时器就会停止工作

//方法一
scheduledTimerWithTimeInterval:
方法的说明 : 创建定时器并默认添加到当前线程的Runloop中,
并指定运行模式为默认的运行模式(kCFRunLoopDefaultMode)
示例:
-(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];
}
/**************愉快的分割线***************/
//方法二
timerWithTimeInterval:
方法说明 : 通过这个方法创建的定时器,
如果该定时器要工作还需要添加到runloop中,
并需要明确指定相应的运行模式
-(void)timer1
{
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 等同于同时可以在kCFRunLoopDefaultMode + UITrackingRunLoopMode下运行
//在这个模式下,RunLoop既可以运行在Default模式下,也可以运行在Tracking模式下,
//在这两种模式来回切换时,定时器都不会停止工作
[[NSRunLoop currentRunLoop] addTimer:timer forMode:NSRunLoopCommonModes];
}

    - **GCD定时器**
    **GCD定时器的特点 : **GCD的定时器不会受到Runloop运行模式的影响,可以控制任务在主线程还是子线程执行
    **注意点 : **
          1.  需要添加强引用,否则在创建GCD定时器的代码块结束后,定时器就会被释放掉
          2.  注意队列里面不要添加了其它的任务
**创建GCD定时器方法介绍**
  1.获取队列(不再赘述)
2.创建一个GCD定时器

参数解释:
第一个参数:DISPATCH_SOURCE_TYPE_TIMER 定时器
第二个参数:描述信息
第三个参数:总是穿0
第四个参数:队列 (决定GCD要执行的任务在哪个线程中调用的 并发队列--子线程中调用)
dispatch_source_create(DISPATCH_SOURCE_TYPE_TIMER, 0, 0, queue);

3.设置定时器的开始时间,间隔时间以及精确度

//设置开始时间
参数解释:
第一个参数:从什么时间开始
第二个参数:多长时间后开始调用
dispatch_time_t start =dispatch_time(DISPATCH_TIME_NOW,3.0 *NSEC_PER_SEC);
//设置间隔时间
uint64_t intevel = 1.0 * NSEC_PER_SEC;
//设置定时器以及精确度
参数解释:
第一个参数:定时器对象
第二个参数:从什么时候开始计时 DISPATCH_TIME_NOW 现在
第三个参数:间隔时间 2.0 ns
第四个参数:精准度 允许的误差 绝对精准~0
dispatch_source_set_timer(timer, start, intevel, 0 * NSEC_PER_SEC);

4.设置定时器开始后回调的方法

dispatch_source_set_event_handler(timer, ^{
要执行回调的代码
});

5.执行定时器

dispatch_resume(timer);

**创建GCD定时器 示例**

  //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

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

dispatch_time_t start = dispatch_time(DISPATCH_TIME_NOW,3.0 *NSEC_PER_SEC);
uint64_t intevel = 1.0 * NSEC_PER_SEC;
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

dispatch_source_set_event_handler(timer, ^{
NSLog(@"------%@",[NSThread currentThread]);
});

  //4.执行定时器
        dispatch_resume(timer);

  //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**
（1）是事件源也就是输入源，有两种分类模式；
              a.一种是按照苹果官方文档进行划分的
              b.另一种是基于函数的调用栈来进行划分的（source0和source1）。
（2）具体的分类情况
            a.以前的分法
                Port-Based Sources
                Custom Input Sources
                Cocoa Perform Selector Sources
            b.现在的分法
                Source0：非基于Port的(用户主动触发的事件)
                Source1：基于Port的
（3）可以通过打断点的方式查看一个方法的函数调用栈

  - **CFRunLoopObserverRef**
      - **作用 :** 能够监听RunLoop的状态改变
      - **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
            };
      - **如何监听**
             //创建一个runloop监听者
                CFRunLoopObserverRef observer = CFRunLoopObserverCreateWithHandler(CFAllocatorGetDefault(),kCFRunLoopAllActivities, YES, 0, ^(CFRunLoopObserverRef observer, CFRunLoopActivity activity) {
              //通过switch判断activity的状态
                      switch (activity) {
                      case kCFRunLoopEntry: NSLog(@"进入");
                              break;
                          case kCFRunLoopBeforeTimers:
                      NSLog(@"即将处理timer事件");
                              break;
                          case kCFRunLoopBeforeSources:
                      NSLog(@"将处理soure事件");
                              break;
                          case kCFRunLoopBeforeWaiting:
                      NSLog(@"即将进入休眠");
                              break;
                          case kCFRunLoopAfterWaiting:
                      NSLog(@"被唤醒");
                                  break;
                              case kCFRunLoopExit:
                      NSLog(@"runloop退出");
                                  break;
                              default:
                      break; }
                });
                //为runloop添加一个监听者
                CFRunLoopAddObserver(CFRunLoopGetCurrent(), observer, kCFRunLoopDefaultMode);

                CFRelease(observer);

#Runloop运行逻辑
每次运行RunLoop,线程中的RunLoop都会自动处理之前未处理的消息,并通知相关的观察者.具体的顺序如下:
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要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.将下城置于休眠,知道下面任意事件的发生:
      -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被显示唤醒
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,处理定时器时间,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被显示唤醒,而且时间还没到,重启RunLoop.进入步骤2
10.通知观察者RunLoop结束
![RunLoop的运行逻辑.png](https://img.haomeiwen.com/i2292909/0df986c318a53448.png?imageMogr2/auto-orient/strip%7CimageView2/2/w/1240)

#Runloop应用
    1）NSTimer
    2）ImageView显示：控制方法在特定的模式下可用
    3）PerformSelector
    4）常驻线程：在子线程中开启一个runloop
           子线程的运行循环需要手动创建
           子线程的运行循环开启后如果内部什么都没有那么会直接退出
           添加Port或添加NSTimer, 只是添加Observer无效
           子线程的运行循环需要手动开启
    5）自动释放池
        第一次创建：进入runloop的时候
        最后一次释放：runloop退出的时候
        其它创建和释放：当runloop即将休眠的时候会把之前的自动释放池释放，然后重新创建一个新的释放池