目录
1. RunLoop简介
2. RunLoop的相关类
3. RunLoop的应用

1. 什么是RunLoop

RunLoop运行逻辑.png

** RunLoop** 中文译为 运行循环，其实内部是一个 do - while 循环，在这个循环中不断地处理各种任务。一个线程对应一个 RunLoop，主线程 RunLoop 默认自动启动，子线程RunLoop需要手动启动(调用RunLoop的run方法)。

RunLoop 的代码原理可简单地理解为：

int main(int argc, char * argv[])
{
    BOOL running = YES; // 程序开始
    do{
        // 执行各种任务
    } while(running);
    return 0;
}

iOS中的程序入口 main 代码如下：

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

iOS 中的程序入口 main 中，UIApplicationMain 函数内部就启动了一个RunLoop，所以 UIApplicationMain 就没有返回，保持了程序的运行。这个默认启动的 RunLoop 是和 主线程 关联的。

iOS 中有两套API可以访问 RunLoop：

1. Core Foundation框架，基于C语言，CFRunLoopRef

2. Foundation框架，基于Objective-C语言，NSRunLoop
   CFRunLoopRef 和 NSRunLoop 都代表 RunLoop 对象，NSRunLoop 是对 CFRunLoopRef 的一层 OC 封装。

RunLoop 与线程的关系：

1. 每一个线程都有唯一的与之对应的 RunLoop 对象。

2. 主线程的 RunLoop 自动创建， 子线程的 RunLoop 需手动创建
3. RunLoop 采用延迟加载，在第一次获取时自动创建，在线程结束时销毁。（调用[NSRunLoop currentRunLoop];就自动创建了 RunLoop 对象）。

2.RunLoop的相关类

Core Foundation有5个关于 RunLoop 的相关类

1. CFRunLoopRef
2. CFRunLoopModeRef
3. CFRunLoopSourceRef
4. CFRunLoopTimerRef
5. CFRunLoopObserverRef

2.1 CFRunLoopModeRef

CFRunLoopModeRef 代表 RunLoop 的 模式（Mode）。

RunLoop内部示意图.png

1. RunLoop 启动时需要设置运行模式，RunLoop 的 模式 有五种不同类型可以选择。

（1）NSDefaultRunLoopMode(kCFRunLoopDefaultMode)：RunLoop 的默认 Mode，通常主线程在这个 Mode 下运行。
（2）UITrackingRunLoopMode：界面追踪 Mode，用于 UIScrollView 追踪，触摸滑动，保证界面动画不受其他Mode影响
（3）UIInitializationRunLoopMode：在刚启动APP时进入的第一个 Mode，启动完成后就不再使用。（这个模式主要是苹果在用，开发者用不到）
（4）GSEventReceiveRunLoopMode：接受系统事件的内部 Mode（绘图事件），通常开发者用不到。
（5）NSRunLoopCommonMode(kCFRunLoopCommonModes)：这是一个占位 Mode，不是一个真正的 Mode。一个模式可以被标记为 NSRunLoopCommonMode。默认情况下，NSDefaultRunLoopMode 和 UITrackingRunLoopMode 被标记为 NSRunLoopCommonMode，RunLoop 在这个模式下运行，则表示 RunLoop 可以同时执行在 NSDefaultRunLoopMode 和 UITrackingRunLoopMode 两个模式下。

2. 一个 RunLoop 对象可以包含很多个模式，每个模式中可以包含多个Source、Observer、Timer，可以监听多个对象。
3. RunLoop 只能选择其中一种模式运行，这个Mode(模式)被称作 CurrentMode。
4. 如果需要切换 Mode，只能退出 RunLoop，再重新指定一个 Mode 进入，这是为了分割不同 Mode 中的 Source，Timer 和 Observer，使他们互不影响。
5. 一个如果 RunLoop 当前 模式 没有任何 Source、 Observer、 Timer，则 RunLoop 直接退出。

2.2 CFRunLoopTimerRef

CFRunLoopTimerRef 是基于时间的触发器，一般说的就是NSTimer。

    NSTimer *timer = [NSTimer timerWithTimeInterval:2.0 target:self selector:@selector(run) userInfo:nil repeats:YES];
    [[NSRunLoop currentRunLoop] addTimer:timer forMode:NSDefaultRunLoopMode];  // 该定时器，在正常模式下工作，在滚动事件（如UIScrollView滚动）时，不工作。

    NSTimer *timer = [NSTimer timerWithTimeInterval:2.0 target:self selector:@selector(run) userInfo:nil repeats:YES];
    [[NSRunLoop currentRunLoop] addTimer:timer forMode:NSRunLoopCommonModes];  // 在这种情况下，定时器可以同时工作在默认状态和滚动状态。

2.3 CFRunLoopSourceRef

CFRunLoopSourceRef 译为 事件源 或者 输入源，主要包括：触摸事件、点击和performSelectorOnThread事件。
事件源 按照官方文档可分为：

1. Port-Based Sources：内核发出的事件

2. Custom Input Sources：自定义输入源
3. Cocoa Perform Selector Sources：performSelector事件源

按照函数调用栈可分为：

1. Source0：非基于Port的事件源

2. Source1：基于Port的事件源，通过内核和其他线程通信，接收、分发系统事件

一旦发生 触摸、点击 或者 PerformSelectorOnThread事件，RunLoop就会处理这些事件。

2.4 CFRunLoopObServerRef

CFRunLoopObserverRef 是监听RunLoop 状态改变的观察者。它可以监听以下几个时间点：

typedef CFOPTIONS(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
};

CFRunLoopObserverRef 是由C语言实现的，示例代码：

  // 创建Observer
  CFRunLoopObserverRef observer = CFRunLoopObserverCreateWithHandler(CFAllocatorGetDefault(), kCFRunLoopAllActivities, YES, 0, ^(CFRunLoopObserverRef observer, CFRunLoopActivity activity)
  {
      NSLog(@"----监听RunLoop状态改变，%lu",activity);
  });
    
  // 添加观察者监听RunLoop状态
  CFRunLoopAddObserver(CFRunLoopGetCurrent(), observer, kCFRunLoopDefaultMode);

  // 释放Observer
  CFRelease(Observer);

2.5 RunLoop的处理逻辑

RunLoop处理逻辑过程.png

3. RunLoop的应用

RunLoop 的基本作用：

1、保持程序的运行
2、处理APP中的各种事件，如：触摸事件、定时器事件、selector事件
3、节省CPU资源，提高程序性能（无任务时休息，有任务时工作）

在开发中的应用：

1. NSTimer

2. PerformSelector调用
3. 线程常驻

3.1 NSTimer的使用

NSTimer 定时器需要添加到 RunLoop 中才能启动。

    // 创建NSTimer对象
    NSTimer *timer = [NSTimer timerWithTimeInterval:2.0 target:self selector:@selector(run) userInfo:nil repeats:YES];

    // 将NSTImer对象添加到NSRunLoop中
    [[NSRunLoop currentRunLoop] addTimer:timer forMode:NSRunLoopCommonModes];

3.2 PerformSelector 特定模式下执行

在 RunLoop 的特定模式下执行某个方法。

[self performSelector:@selector(run) withObject:nil afterDelay:0 inModes:@[NSDefaultRunLoopMode]];

3.3 线程常驻

RunLoop 实现常驻线程，需要在线程中添加 RunLoop，并且在 RunLoop 中添加 Source 或者 Timer 。(添加 Observer RunLoop依旧会退出，因为 Observer 是被动观察)
示例代码如下：

// 子线程RunLoop 添加 NSPort 保持 RunLoop 持续执行

- (void)viewDidLoad {
    [super viewDidLoad];
    // Do any additional setup after loading the view, typically
    
    // 创建线程
    NSThread *thread = [[NSThread alloc] initWithTarget:self selector:@selector(execute) object:nil];
    self.thread = thread;
    // 开启线程
    [thread start];
    
}
- (void)execute
{
    @autoreleasepool {
        // 线程中开启RunLoop
        // 在RunLoop中添加Port，使RunLoop不退出
        [[NSRunLoop currentRunLoop] addPort:[NSPort port] forMode:NSRunLoopCommonModes];
        // 启动RunLoop
        [[NSRunLoop currentRunLoop] run];
    }
}

-(void)touchesBegan:(NSSet<UITouch *> *)touches withEvent:(UIEvent *)event
{
    // 在子线程中响应点击事件
    [self performSelector:@selector(test) onThread:self.thread withObject:nil waitUntilDone:NO];
}

- (void)test
{
    NSLog(@"test----");
}

// 子线程RunLoop 添加 NSTimer定时执行某项任务 保持 RunLoop 持续执行

- (void)viewDidLoad {
    [super viewDidLoad];
    // Do any additional setup after loading the view, typically
    
    // 创建线程
    NSThread *thread = [[NSThread alloc] initWithTarget:self selector:@selector(execute) object:nil];
    self.thread = thread;
    // 开启线程
    [thread start];
    
}
- (void)execute
{
    @autoreleasepool {
        // 创建NSTimer对象
        NSTimer *timer = [NSTimer timerWithTimeInterval:2.0 target:self selector:@selector(test) userInfo:nil repeats:YES];
        
        // 线程中开启RunLoop
        // 在RunLoop中添加NSTimer，使RunLoop持续运行
        [[NSRunLoop currentRunLoop] addTimer:timer forMode:NSDefaultRunLoopMode];
        
        // 启动RunLoop
        [[NSRunLoop currentRunLoop] run];

    }
}

- (void)test
{
    NSLog(@"test----");
}

-(void)touchesBegan:(NSSet<UITouch *> *)touches withEvent:(UIEvent *)event
{
    // 在子线程中响应点击事件
    [self performSelector:@selector(test2) onThread:self.thread withObject:nil waitUntilDone:NO];
}

- (void)test2
{
    NSLog(@"*****test2*****");
}

3.4 RunLoop与自动释放池

在ARC模式下，系统自动将OC对象放入自动释放池管理，在自动释放池释放时，在自动释放池中的对象统一执行一次 release 方法。
自动释放池在 RunLoop 休眠之前释放。
在子线程中使用 RunLoop 时，需要将 RunLoop 相关代码放入自动释放池中。