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，能在程序中循环做些事情，可以让开发者间接的控制内核态能进行的操作(休眠线程，保持线程存活的前提而不占用系统的资源)。
事件循环：

• 维护的事件循环可以用来不断处理消息事件，对他们管理，没有消息时会从用户态转到内核态，由此可以让当前线程休眠，避免资源占用。
• 有消息时再被唤醒处理事件，由内核态转至用户态

应用范畴：定时器，PerformSelector，GCD Async Main Queue，网络请求，手势识别，界面刷新。
如果UIApplicationMain里的Runloop,程序执行完后就会退出，而不会像我们打开程序那样,保持着运行状态
基本作用，保持程序的持续运行，处理App中各种事件(触摸事件，定时器事件等)。节省CPU资源，提高程序性能，可以从操作系统层面，让线程睡眠，不占用CPU资源。

int main(int argc, char * argv[]) {
    @autoreleasepool {
        //这里创建了一个RunLoop
        return UIApplicationMain(argc, argv, nil, NSStringFromClass([AppDelegate class]));
    }
}

RunLoop与线程:

每个线程都有一个唯一的RunLoop，存在于一个全局的字典里，线程作为Key，RunLoop作为value。线程刚刚创建时并没有RunLoop，RunLoop会在第一次获取它时创建。在线程结束时销毁。下面是获取RunLoop的源码，CFRunLoops是全局的字典。

CFRunLoopRef loop = (CFRunLoopRef)CFDictionaryGetValue(__CFRunLoops,
                                                        pthreadPointer(t));

iOS有两套API访问RunLoop
Foundation: NSRunLoop(封装的CFRunLoopRef,使用更方便)
Core Foundation: CFRunLoopRef(可控制的参数更多，更自由)
Foundation: [NSRunLoop currentRunLoop];//获取当前线程的RunLoop
[NSRunLoop mainRunLoop];//获取住线程的RunLoop
Core Foundation:CFRunLoopGetCurrent();//获取当前线程的RunLoop
CFRunLoopGetMain();//获取主线程的RunLoop对象

RunLoop相关的类与结构

• CFRunLoopRef
• CFRunLoopModeRef
• CFRunLoopSourceRef
• CFRunLoopTimerRef
• CFRunLoopObserverRef

typedef struct __CFRunLoop *CFRunLoopRef;
struct  __CFRunLoop {
          pthread_t _pthread;//所处线程
          CFMutableSetRef _commonModes;//字符串集合
          CFMutableSetRef _commonModeItems;
          CFRunLoopModeRef  _currentMode;
          CFMutableSetRef  _modes;//装着CFRunLoopModeRef
}

typedef struct  CFRunLoopMode *CFRunLoopModeRef;
struce __CFRunLoopMode {
          CFStringRef _name;
          CFMutableSetRef _source0;//CFRunLoopSourceRef
          CFMutableSetRef _source1;//CFRunLoopSourceRef
          CFMutableArrayRef _observers;//CFRunLoopObserverRef
          CFMutableArrayRef _timers;
};

RunLoop数据结构

• pthread：
  每个线程都有一个唯一的RunLoop，存在于一个全局的字典里，线程作为Key，RunLoop作为value。线程刚刚创建时并没有RunLoop，RunLoop会在第一次获取它时创建，在线程结束时销毁。

CFRunLoopRef loop = (CFRunLoopRef)CFDictionaryGetValue(__CFRunLoops,
                                                        pthreadPointer(t));//__CFRunLoops全局的一个字典。

• currentModel：
  CFRunLoopMode类型
• modes:
  NSMutableSet元素是CFRunLoopMode
• commonModes:
  NSMutableSet元素是字符串集合
• commonModeltems:
  NSMutableSet(多个obserber，多个timer，多个source)

RunLoopModel数据结构

• name
  mode名字或者也可以说是类型
  1.NSDefaulyRunLoopMode
  默认状态、空闲状态
  2.UITrackingRunLoopMode
  滑动态mode -追踪 ScrollView 滑动时的状态
  3.UIInitializationRunLoopMode
  私有，启动APP时切换进入，完成启动就被抛弃不再使用
  4.GSEventReceiveRunLoopMode
  接受系统事件的内部Mode，通常用不到。
  5.NSRunLoopCommonModes
  这个mode比较特殊，包含了DefaultMode和UITrackingRunLoopMode 的状态，一 般作占位用，结构也比较特殊

• source0

  1. 需要手动唤醒线程
  2. 触摸事件 或者 - performSelector: onThread:

• source1
  通过port不同线程间的通信。具有唤醒线程的能力

• observers

  1. 监听者

• timer

  1. 定时器、performSeletor:withObject:afterDelat:

RunLoop和mode的关系

1. 一个RunLoop包含了若干mode，一对多的关系。
2. 每个mode包含了若干个source0，source1，observer，timer。
3. RunLoop启动时只能选择一个mode作为当前currentMode，切换mode只能退出当前mode，再重新进入一个mode。如果mode没有任何source0和source1，timer，observer。RunLoop会退出。

注意点：observer
用于监听Runloop状态-特定类型，不能随便传；
创建方式：

CFRunLoopObserver observer = CFRunLoopObserverCreate(CFALLocatorRef(创建方式,通常kCFAllocatorDefault)，activities(监听什么状态，kCFRunLoopAllctives所有状态)，repeats(是否重复监听)，顺序 填0代表不需要考虑，CFRunLoopObserverCallBack(监听返回的会调的函数)，context(会把我们传进去的回调函数放到这来，可以填NULL))；
//对某个RunLoop监听
CFRunLoopAddObserver(CFRunLoopGetMain(),observer,kCFRunLoopCommonModes)；//kCFRunLoopCommonModes并不是真正的mode，而是一个标记，_commonModeItems存的mode都是这个标记的，代表监听所有的mode。
CFRelease(observer);

观测时间点

• kCFRunLoopEntry //即将进入Loop
• kCFRunLoopBeforeTimers //即将处理Timer
• kCFRunLoopSources //即将处理Source
• kCFRunLoopBeforeWaiting//即将进入休眠 (从用户态切换到内核态)
• kCFRunLoopAfterWaiting //即将从休眠中唤醒
• kCFRunLoopExit //即将退出
• kCFRunLoopAllActivities //所有状态。

Runloop运行逻辑

1. 通知Observers:进入Loop
2. 通知Observers:即将处理Timers
3. 通知Observers:：即将处理Sources
4. 处理Blocks(CFRunLoopPerformBlock(CFRunLoopRef rl,CFTypeRef mode,^{})类似这种可以往Loop里添加block)
5. 处理Source0(期间可能会处理Blocks)
6. 如果存在source1，就跳转到第8步
7. 通知OBservers：开始休眠(等待消息唤醒)
8. 通知Observers：开始结束休眠(被某个消息唤醒)
   1. 处理Timer
   2. 处理GCD Async To Main Queue
   3. 处理source1
9. 处理Blocks
10. 根据前面的执行结果，决定如何操作
    1. 退回到02步
    2. 退出Loop
11. 通知Observers：退出Loop。

RunLoop应用

1. 解决Timer在某些控件滑动时不执行不计时。

[[NSRunLoop currentRunLoop] addTimer:timer forMode:NSRunLoopCommonModes];
NSRunLoopCommonModes:

1. 不是实际存在的一种Mode
2. 是同步Source/Timer/Observer到多个Mode 中的一种技术解决方案。
   把一些Mode打上一个标记，表示能运行到RunLoop结构体里的_commonModeItems所装的所有模式，而NSDefaultRunLoopMode和UITrackKingRunLoopMode都是装在_commonModeItems里。
   底层原理:
3. CFRunLoopAddTimer()把timer添加到commondMode下下的所有真实mode
4. 判断是否是commondMode,是的话调用CFSetApplyFunction，为每个commondModes里每个mode调用__CFRunLoopAddItemToCommonModes()函数
5. __CFRunLoopAddItemToCommonModes()函数里执行CFRunLoopAddTimer()函数。
6. CFRunLoopAddTimer()函数这是接收到的是真实的mode，就会进入另一个逻辑，把timer添加到真实的mode下

CFRunLoopAddTimer(CFRunLoopRef rl//RunLoop,CFRunLoopTimerRef rtl//要添加的timer,CFStringRef modeName//模式名称){
  //如果传进来的是CommondMode而不是真的mode
    if (modeName == kCFRunLoopCommonModes) {
      CFSetRef set = rl->_commonModes ;//获取所有rl下_commonModes里所有的model
      CFSetAddValue(rl->_commonModeItems, rlt);
      CFTypeRef context[2] = {rl, rlt};//把定时器和RunLoop封装成一个Context
      //调用__CFRunLoopAddItemToCommonModes，参数所有mode名字的集合，当前RunLoop和context封装的context
      CFSetApplyFunction(set, (__CFRunLoopAddItemToCommonModes), (void     *)context);
    }else{
        //执行具体mode下的timer
    }
}

static void __CFRunLoopAddItemToCommonModes(const void *value, void *ctx) {
CFStringRef modeName = (CFStringRef)value;//获取mode名字
CFRunLoopRef rl = ctx[0];//取出RunLoop
CFTypeRef item = ctx[1];//取出timer
  if(source类型){
        CFRunLoopAddSource(rl,(CFRunLoopSourceRef)item,modeName)
  }else if(Observer类型){
        CFRunLoopAddObserver(rl,(CFRunLoopObserverRef)item,modeName)
  }else if(timer类型){
        CFRunLoopAddTimer(rl,(CFRunLoopTimerRef)item,modeName)
  }
}

2.线程保活

 self.innerThread = [[NSThread alloc]initWithBlock:^{
            CFRunLoopSourceContext context = {0};
            
            CFRunLoopSourceRef source = CFRunLoopSourceCreate(CFAllocatorGetDefault(), 0, &context);
            //往runloop添加source，保证RunLoop不会退出。
            CFRunLoopAddSource(CFRunLoopGetCurrent(), source, kCFRunLoopDefaultMode);
            CFRelease(source);
            //ture:执行完source就退出，这里false,程序一直阻塞在这里，线程就不会死。C语言提供参数更多，能控制是否执行完source退出mode，不用加判断一直添加mode
            CFRunLoopRunInMode(kCFRunLoopDefaultMode, 1.0e10, false);
        }];

当我们不想用这个线程时，需要停止Loop，不然Thread会一直在，指针清空也没有用，线程里执行的任务卡着，线程停不掉，所以需要先停止RunLoop。

    CFRunLoopStop(CFRunLoopGetCurrent());
    self.innerThread = nil;

总结：

RunLoop是处理事件循环消息管理的对象

RunLoop有五个重要成员

1. pthread
2. currentMode
3. modes
4. commondModes
5. commondModesItems(Observers,timers,sources)

Mode重要成员

1. name
2. source0s(需要手动唤醒线程)
3. source1s(具备唤醒线程的能力)
4. blocks
5. timers

RunLoop观测时间点(Entry,beforeTimer,Source,beforeWaiting,AfterWating,Exit)AllActivitives

RunLoop运行机制

Runloop应用(timer不同mode下都有效，线程保活)

注意点：加入到某个Mode下的timer在别的Mode下是不生效的，如果要所有Mode都生效，需要添加到NSRunLoopCommonModes下
NSRunLoopCommonModes并不是真正的Mode