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iOS之Runloop

iOS之Runloop

作者: 搁浅的青蛙 | 来源:发表于2016-04-11 16:53 被阅读35次

    Runloop基本知识

    什么是Runloop

    Runloop,正如其名,loop表示某种循环,和run放在一起就表示一直在运行着的循环。

    Runloop的作用

    • 保持程序的持续运行(ios程序为什么能一直活着不会死)

    • 处理app中的各种事件(比如触摸事件、定时器事件【NSTimer】、selector事件【选择器·performSelector···】)

    • 节省CPU资源,提高程序性能,有事情就做事情,没事情就休息

    • ***** 说明:

      • 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,它们是等价的,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与线程

    1. Runloop和线程的关系:一个Runloop对应着一条唯一的线程。为了让子线程不死,可以给这条子线程开启一个Runloop
    2. 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
    3. Runloop的生命周期:在第一次获取时创建,在线程结束时销毁

    如何获取Runloop对象

    1. 获得当前Runloop对象
    //01 NSRunloop 
    NSRunLoop * runloop1 = [NSRunLoop currentRunLoop]; 
    //02 CFRunLoopRef 
    CFRunLoopRef runloop2 = CFRunLoopGetCurrent(); 
    
    1. 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(); 
    
    1. 注意点: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相关类

    • Runloop运行图


      Runloop运行图
    • 五个相关的类
      1. CFRunloopRef
      2. CFRunloopModeRef【Runloop的运行模式】
      3. CFRunloopSourceRef【Runloop要处理的事件源】
      4. CFRunloopTimerRef【Timer事件】
      5. CFRunloopObserverRef【Runloop的观察者(监听者)】

    Runloop和相关类之间的关系图

    Runloop和相关类之间的关系图
    • 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。
    • CFRunloopModeRef
      1. CFRunloopModeRef代表着Runloop的运行模式
      2. 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
      3. 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
      4. 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
      5. 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
      6. 系统默认注册了5个mode
      • kCFRunLoopDefaultMode:App的默认Mode,通常主线程是在这个Mode下运行
      • 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
      • 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
      • GSEventReceiveRunLoopMode: 接受系统事件的内部 Mode,通常用不到
      • kCFRunLoopCommonModes: 这是一个占位用的Mode,不是一种真正的Mode
    • CFRunloopTimerRef
      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管用。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:
    //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];
    
    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];
    

    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;
    
    • CFRunloopSourceRef
      1. 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)。
      1. 具体的分类情况
      • 以前的分法
        Port-Based Sources
        Custom Input Sources
        Cocoa Perform Selector Sources
      • 现在的分法
        Source0:非基于Port的
        Source1:基于Port的
      1. 可以通过打断点的方式查看一个方法的函数调用栈
    • CFRunLoopObserverRef
      • CFRunLoopObserverRef是观察者,能够监听RunLoop的状态改变
      • 如何监听:
    //创建一个runloop监听者
    CFRunLoopObserverRef observer = CFRunLoopObserverCreateWithHandler(CFAllocatorGetDefault(),kCFRunLoopAllActivities, YES, 0, ^(CFRunLoopObserverRef observer, CFRunLoopActivity activity) {
            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);
    
    • 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
    };
    

    Runloop运行逻辑

    每次运行runloop,你线程的runloop对象会自动处理之前未处理的消息,并通知相关的观察者,具体顺序如下:

    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. 将线程置于休眠知道任一下面的事件发生:
    • 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被显式唤醒
    1. 通知观察者线程将被唤醒
    2. 处理未处理的事件
    • 如果用户定义的定时器启动,处理定时器事件并重启runloop,进入步骤2
    • 如果输入源启动,传递相应的消息
    • 如果runloop被显式唤醒而且时间还没超时,重启runloop,进入步骤2
    1. 通知观察者runloop结束


      Runloop运行逻辑

    Runloop应用

    • NSTimer
    • ImageView显示
    • PerformSelector
    • 常驻线程
    • 自动释放池

    Runloop参考资料

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      网友评论

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