OC--RunLoop应用例子

作者: 啊哈呵 | 来源:发表于2017-09-05 23:22 被阅读38次

知识点：
1、RunLoop的基础知识
2、RunLoop 与 NSTimer
3、RunLoop 与 Perform Selector
4、RunLoop、线程、AutoreleasePool三者联系
5、RunLoop 与线程通信
6、RunLoop 的各种状态监听
7、RunLoop 与 NSNotificationQueue

什么是RunLoop？

NSRunLoop苹果官方文档
 CoreFoundation源码

RunLoop入门看我就够了 - 简书
 RunLoop已入门？不来应用一下？ - 简书

深入理解RunLoop | Garan no dou

基于runloop的线程保活、销毁与通信
 IOS---实例化讲解RunLoop

RunLoop结构图

RunLoop跑圈图

RunLoop 有五种运行模式，其中常见的有1.2两种

1. kCFRunLoopDefaultMode：App的默认Mode，通常主线程是在这个Mode下运行
2. 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
3. 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
4. GSEventReceiveRunLoopMode: 接受系统事件的内部 Mode，通常用不到
5. kCFRunLoopCommonModes: 这是一个占位用的Mode，作为标记kCFRunLoopDefaultMode和UITrackingRunLoopMode用，并不是一种真正的Mode

RunLoop应用

1、NSTimer

主线程下：

- (void)timer
{
    NSTimer *aTimer = [NSTimer timerWithTimeInterval:2.0 target:self selector:@selector(run) userInfo:nil repeats:YES];

    // 1、定时器只运行在NSDefaultRunLoopMode下，一旦RunLoop进入其他模式，这个定时器就不会工作
    [[NSRunLoop mainRunLoop] addTimer:timer forMode:NSDefaultRunLoopMode];
    
    // 2、定时器只运行在UITrackingRunLoopMode下(滑动UIScrollView)，一旦RunLoop进入其他模式，这个定时器就不会工作
    [[NSRunLoop mainRunLoop] addTimer:timer forMode:UITrackingRunLoopMode];
    
    // 3、标记为NSRunLoopCommonModes的模式：UITrackingRunLoopMode和NSDefaultRunLoopMode兼容
    [[NSRunLoop mainRunLoop] addTimer:aTimer forMode:NSRunLoopCommonModes];
}

scheduledTimerWithTimeInterval

- (void)viewDidLoad {
    [super viewDidLoad];
    
    //主线程
    dispatch_async(dispatch_get_global_queue(0, 0), ^{

        // 这种方法是直接加入RunLoop：[[NSRunLoop currentRunLoop] addTimer: t forMode: NSDefaultRunLoopMode];
        [NSTimer scheduledTimerWithTimeInterval:2.0 target:self selector:@selector(timerFired:)userInfo:nil repeats:YES];
        // 需要确保当前currentRunLoop run起来
        [[NSRunLoop currentRunLoop] runMode:NSDefaultRunLoopMode beforeDate:[NSDate distantFuture]];
    });
    
}

RunLoop的run与stop

1、CFRunLoopStop能直接停止掉所有用CFRunloop运行起runloop

- (void)testTimer
{
    NSTimer *aTimer = [NSTimer timerWithTimeInterval:1.0 target:self selector:@selector(runrun) userInfo:nil repeats:YES];
    // 手动获取
    NSRunLoop *currentRunLoop = [NSRunLoop currentRunLoop];
    // 由于UI都是在主线程，子线程不会有UITrackingRunLoopMode干扰，所以使用NSDefaultRunLoopMode就可以了
    [currentRunLoop addTimer:aTimer forMode:NSDefaultRunLoopMode];
    // run起来的方式，有
    // 方式1
    // 方式2
    // 方式3
}

方式1：run

    /*方式1:
     永久性的运行在NSDefaultRunLoopMode模式
     停止runloop方式:
     1、使用CFRunLoopStop无效
     2、(1)停止移除timer或者移除port；(2)暴力强制退出线程（不是解决办法）
     */
    [currentRunLoop run];

方式2：runUntilDate

    /*方式2:
     规定时间运行在NSDefaultRunLoopMode模式
     停止runloop方式:
     1、使用CFRunLoopStop无效
     2、(1)停止移除timer或者移除port；(2)到达指定时间
     */
    [currentRunLoop runUntilDate:[NSDate dateWithTimeIntervalSinceNow:5]];//

方式3：runMode: beforeDate: （其实调用CFRunLoopRunInMode）

    // returnAfterSourceHandled参数为YES，当触发一个非timer事件后，runloop就终止了
    CFRunLoopRunInMode (mode, seconds, returnAfterSourceHandled);returnAfterSourceHandled = YES的封装；

    /*方式3:
     规定runMode、规定时间，运行完返回运行状态
     停止runloop方式:
        (1)使用CFRunLoopStop；
        (2)停止移除timer或者移除port；
        (3)到达指定时间
     */

    BOOL result =  [currentRunLoop runMode:UITrackingRunLoopMode beforeDate:[NSDate dateWithTimeIntervalSinceNow:20]];
    if (result) {
        // 如果是PerfromSelector*事件或者其他Input Source事件触发处理后，Run Loop结束时候返回YES，其他返回NO。
    }else {
        // NO
    }

}

一定时间内监听某种事件，或执行某种任务的线程，如在30分钟内，每隔30s执行onTimerFired：

@autoreleasepool {
    
    NSTimer * udpateTimer = [NSTimer timerWithTimeInterval:30
                                                    target:self
                                                  selector:@selector(onTimerFired:)
                                                  userInfo:nil
                                                   repeats:YES];

    NSRunLoop * runLoop = [NSRunLoop currentRunLoop];
    [runLoop addTimer:udpateTimer forMode:NSRunLoopCommonModes];
    [runLoop runUntilDate:[NSDate dateWithTimeIntervalSinceNow:60*30]];
}

2、performSelector: withObject: afterDelay: inModes

主线程

    // 延时performSelector在主线程会被RunLoopMode干扰
    // 延时performSelector其实里面就是一个NSTimer要实现afterDelay
    [self performSelector:@selector(performSelector) withObject:nil afterDelay:2   inModes:@[NSDefaultRunLoopMode]];

子线程

    BBThread *thread = [[BBThread alloc] initWithBlock:^{
        
        [self performSelector:@selector(performSelector) withObject:nil afterDelay:2 inModes:@[NSDefaultRunLoopMode]];
        // 需要手动currentRunLoop跑起来
        NSRunLoop *currentRunLoop = [NSRunLoop currentRunLoop];
        [currentRunLoop run];
         
    }];
    [thread start];

3、常驻线程

AFNetworking 2.0中创建了一条常驻线程专门处理所有请求的回调事件

+ (void)networkRequestThreadEntryPoint:(id)__unused object {
    @autoreleasepool {
        [[NSThread currentThread] setName:@"AFNetworking"];

        NSRunLoop *runLoop = [NSRunLoop currentRunLoop];
         // 这里主要是监听某个 port，目的是让这个 Thread 不会回收
        [runLoop addPort:[NSMachPort port] forMode:NSDefaultRunLoopMode]; 
        [runLoop run];
    }
}

+ (NSThread *)networkRequestThread {
    static NSThread *_networkRequestThread = nil;
    static dispatch_once_t oncePredicate;
    dispatch_once(&oncePredicate, ^{
        _networkRequestThread =
        [[NSThread alloc] initWithTarget:self
                                selector:@selector(networkRequestThreadEntryPoint:)
                                  object:nil];
        [_networkRequestThread start];
    });
    return _networkRequestThread;
}

4、线程、RunLoop、AutoreleasePool三者关系

线程与RunLoop

CFRunLoopGetMain() 和 CFRunLoopGetCurrent()的源码

/// 全局的Dictionary，key 是 pthread_t， value 是 CFRunLoopRef
static CFMutableDictionaryRef loopsDic;
/// 访问 loopsDic 时的锁
static CFSpinLock_t loopsLock;
 
/// 获取一个 pthread 对应的 RunLoop。
CFRunLoopRef _CFRunLoopGet(pthread_t thread) {
    OSSpinLockLock(&loopsLock);
    
    if (!loopsDic) {
        // 第一次进入时，初始化全局Dic，并先为主线程创建一个 RunLoop。
        loopsDic = CFDictionaryCreateMutable();
        CFRunLoopRef mainLoop = _CFRunLoopCreate();
        CFDictionarySetValue(loopsDic, pthread_main_thread_np(), mainLoop);
    }
    
    /// 直接从 Dictionary 里获取。
    CFRunLoopRef loop = CFDictionaryGetValue(loopsDic, thread));
    
    if (!loop) {
        /// 取不到时，创建一个
        loop = _CFRunLoopCreate();
        CFDictionarySetValue(loopsDic, thread, loop);
        /// 注册一个回调，当线程销毁时，顺便也销毁其对应的 RunLoop。
        _CFSetTSD(..., thread, loop, __CFFinalizeRunLoop);
    }
    
    OSSpinLockUnLock(&loopsLock);
    return loop;
}
 
CFRunLoopRef CFRunLoopGetMain() {
    return _CFRunLoopGet(pthread_main_thread_np());
}
 
CFRunLoopRef CFRunLoopGetCurrent() {
    return _CFRunLoopGet(pthread_self());
}

从上面的代码可以看出，线程和 RunLoop 之间是一一对应的，其关系是保存在一个全局的 Dictionary 里。线程刚创建时并没有 RunLoop，如果你不主动获取，那它一直都不会有。RunLoop 的创建是发生在第一次获取时，RunLoop 的销毁是发生在线程结束时。你只能在一个线程的内部获取其 RunLoop（主线程除外）。

AutoreleasePool与RunLoop

1、一个线程对应一个RunLoop （主线程系统启动，其他线程需要使用来加载获取并启动）
2、线程如果没有启动RunLoop，遇到autorelease对象会用下面情况：

1)、线程里面如果有对象调用autorelease方法，系统就去找这个线程key对应的最栈顶poolpage；
2)、如果找到page.add(obj)OK；
3)、如果找不到就调用autoreleaseNoPage，新建这个线程的一个page；
4)、线程释放，这个线程对应的page也pop。

3、线程启动了RunLoop，RunLoop内部会管理AutoreleasePool

1)、RunLoop开启时会objc_autoreleasePoolPush；
2)、RunLoop休眠时会先objc_autoreleasePoolPop再objc_autoreleasePoolPush；
3)、RunLoop退出时会objc_autoreleasePoolPop；

4、另外
在启动RunLoop之前建议用 @autoreleasepool {...}包裹
意义:创建一个大释放池,释放{}期间创建的临时对象,一般好的框架的作者都会这么做 (上面的AFNetworking就是这么做)

+ (void)networkRequestThreadEntryPoint:(id)__unused object {
    @autoreleasepool {
        [[NSThread currentThread] setName:@"AFNetworking"];

        NSRunLoop *runLoop = [NSRunLoop currentRunLoop];
         // 这里主要是监听某个 port，目的是让这个 Thread 不会回收
        [runLoop addPort:[NSMachPort port] forMode:NSDefaultRunLoopMode]; 
        [runLoop run];
    }
}

NSRunLoop与NSMachPort来线程通信的实例：

- (void)testDemo3
{
    //声明两个端口   随便怎么写创建方法，返回的总是一个NSMachPort实例
    NSMachPort *mainPort = [[NSMachPort alloc]init];
    NSPort *threadPort = [NSMachPort port];
    //设置线程的端口的代理回调为自己
    threadPort.delegate = self;

    //给主线程runloop加一个端口
    [[NSRunLoop currentRunLoop]addPort:mainPort forMode:NSDefaultRunLoopMode];

    dispatch_async(dispatch_get_global_queue(0, 0), ^{

        //添加一个Port
        [[NSRunLoop currentRunLoop]addPort:threadPort forMode:NSDefaultRunLoopMode];
        [[NSRunLoop currentRunLoop]runMode:NSDefaultRunLoopMode beforeDate:[NSDate distantFuture]];

    });

    NSString *s1 = @"hello";

    NSData *data = [s1 dataUsingEncoding:NSUTF8StringEncoding];

    dispatch_after(dispatch_time(DISPATCH_TIME_NOW, (int64_t)(2 * NSEC_PER_SEC)), dispatch_get_main_queue(), ^{
        NSMutableArray *array = [NSMutableArray arrayWithArray:@[mainPort,data]];
        //过2秒向threadPort发送一条消息，第一个参数：发送时间。msgid 消息标识。
        //components，发送消息附带参数。reserved：为头部预留的字节数（从官方文档上看到的，猜测可能是类似请求头的东西...）
        [threadPort sendBeforeDate:[NSDate date] msgid:1000 components:array from:mainPort reserved:0];

    });

}

//这个NSMachPort收到消息的回调，注意这个参数，可以先给一个id。如果用文档里的NSPortMessage会发现无法取值
- (void)handlePortMessage:(id)message
{

    NSLog(@"收到消息了，线程为：%@",[NSThread currentThread]);

    //只能用KVC的方式取值
    NSArray *array = [message valueForKeyPath:@"components"];

    NSData *data =  array[1];
    NSString *s1 = [[NSString alloc]initWithData:data encoding:NSUTF8StringEncoding];
    NSLog(@"%@",s1);

//    NSMachPort *localPort = [message valueForKeyPath:@"localPort"];
//    NSMachPort *remotePort = [message valueForKeyPath:@"remotePort"];

}

打印如下:

2016-11-23 16:50:20.604 TestRunloop3[1322:120162] 收到消息了，线程为：<NSThread: 0x60800026d700>{number = 3, name = (null)}
2016-11-23 16:50:26.551 TestRunloop3[1322:120162] hello

自定义的输入源来实现线程通信

- (void)testDemo4
{
    dispatch_async(dispatch_get_global_queue(0, 0), ^{

        NSLog(@"starting thread.......");

        _runLoopRef = CFRunLoopGetCurrent();
        //初始化_source_context。
        bzero(&_source_context, sizeof(_source_context));
        //这里创建了一个基于事件的源，绑定了一个函数
        _source_context.perform = fire;
        //参数
        _source_context.info = "hello";
        //创建一个source
        _source = CFRunLoopSourceCreate(NULL, 0, &_source_context);
        //将source添加到当前RunLoop中去
        CFRunLoopAddSource(_runLoopRef, _source, kCFRunLoopDefaultMode);

        //开启runloop 第三个参数设置为YES，执行完一次事件后返回
        CFRunLoopRunInMode(kCFRunLoopDefaultMode, 9999999, YES);

        NSLog(@"end thread.......");
    });


    dispatch_after(dispatch_time(DISPATCH_TIME_NOW, (int64_t)(2 * NSEC_PER_SEC)), dispatch_get_main_queue(), ^{

        if (CFRunLoopIsWaiting(_runLoopRef)) {
            NSLog(@"RunLoop 正在等待事件输入");
            //添加输入事件
            CFRunLoopSourceSignal(_source);
            //唤醒线程，线程唤醒后发现由事件需要处理，于是立即处理事件
            CFRunLoopWakeUp(_runLoopRef);
        }else {
            NSLog(@"RunLoop 正在处理事件");
            //添加输入事件，当前正在处理一个事件，当前事件处理完成后，立即处理当前新输入的事件
            CFRunLoopSourceSignal(_source);
        }
    });

}

//此输入源需要处理的后台事件
static void fire(void* info){

    NSLog(@"我现在正在处理后台任务");

    printf("%s",info);
}

输出结果如下：

2016-11-24 10:42:24.045 TestRunloop3[4683:238183] starting thread.......
2016-11-24 10:42:26.045 TestRunloop3[4683:238082] RunLoop 正在等待事件输入 
2016-11-24 10:42:31.663 TestRunloop3[4683:238183] 我现在正在处理后台任务
hello
2016-11-24 10:42:31.663 TestRunloop3[4683:238183] end thread.......

CFRunLoopObserverRef是观察者，能够监听RunLoop的状态改变

-(void)touchesBegan:(NSSet<UITouch *> *)touches withEvent:(UIEvent *)event
{
    //创建监听者
    /*
     第一个参数 CFAllocatorRef allocator：分配存储空间 CFAllocatorGetDefault()默认分配
     第二个参数 CFOptionFlags activities：要监听的状态 kCFRunLoopAllActivities 监听所有状态
     第三个参数 Boolean repeats：YES:持续监听 NO:不持续
     第四个参数 CFIndex order：优先级，一般填0即可
     第五个参数 ：回调 两个参数observer:监听者 activity:监听的事件
     */
    /*
     所有事件
     typedef CF_OPTIONS(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
     kCFRunLoopAllActivities = 0x0FFFFFFFU
     };
     */
    CFRunLoopObserverRef observer = CFRunLoopObserverCreateWithHandler(CFAllocatorGetDefault(), kCFRunLoopAllActivities, YES, 0, ^(CFRunLoopObserverRef observer, CFRunLoopActivity activity) {
        switch (activity) {
            case kCFRunLoopEntry:
                NSLog(@"RunLoop进入");
                break;
            case kCFRunLoopBeforeTimers:
                NSLog(@"RunLoop要处理Timers了");
                break;
            case kCFRunLoopBeforeSources:
                NSLog(@"RunLoop要处理Sources了");
                break;
            case kCFRunLoopBeforeWaiting:
                NSLog(@"RunLoop要休息了");
                break;
            case kCFRunLoopAfterWaiting:
                NSLog(@"RunLoop醒来了");
                break;
            case kCFRunLoopExit:
                NSLog(@"RunLoop退出了");
                break;
                
            default:
                break;
        }
    });
    
    // 给RunLoop添加监听者
    /*
     第一个参数 CFRunLoopRef rl：要监听哪个RunLoop,这里监听的是主线程的RunLoop
     第二个参数 CFRunLoopObserverRef observer 监听者
     第三个参数 CFStringRef mode 要监听RunLoop在哪种运行模式下的状态
     */
    CFRunLoopAddObserver(CFRunLoopGetCurrent(), observer, kCFRunLoopDefaultMode);
    /*
     CF的内存管理（Core Foundation）
     凡是带有Create、Copy、Retain等字眼的函数，创建出来的对象，都需要在最后做一次release
     GCD本来在iOS6.0之前也是需要我们释放的，6.0之后GCD已经纳入到了ARC中，所以我们不需要管了
     */
    CFRelease(observer);
}

CFRunLoopObserverRef使用demo：
利用主线程RunLoop空闲时候在处理，一些UI事情，减少卡顿（这就不需要多线程了）

 CFRunLoopObserverRef observer = CFRunLoopObserverCreateWithHandler(CFAllocatorGetDefault(), kCFRunLoopAllActivities, YES, 0, ^(CFRunLoopObserverRef observer, CFRunLoopActivity activity) {
        
        if (activity == kCFRunLoopBeforeWaiting) {
            // RunLoop要休息了
        }
    });
    CFRunLoopAddObserver(CFRunLoopGetMain(), observer, kCFRunLoopDefaultMode);
    CFRelease(observer);

NSNotificationQueue也与runloop有关系OC--NSNotificationCenter重新认知

OC--RunLoop应用例子

什么是RunLoop？

RunLoop应用

1、NSTimer

RunLoop的run与stop

2、performSelector: withObject: afterDelay: inModes

3、常驻线程

4、线程、RunLoop、AutoreleasePool三者关系

线程与RunLoop

AutoreleasePool与RunLoop

NSRunLoop与NSMachPort来线程通信的实例：

自定义的输入源来实现线程通信

CFRunLoopObserverRef是观察者，能够监听RunLoop的状态改变

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