Runloop

Runloop

• 多线程编程指南
• 资料：
  • 1.开源网址中下载CF开头的包，CF是CoreFoundation的缩写，CFRnLoop.c是实现文件
  • 2.官方文档

Runloop与线程

• 每条线程都有唯一的一个与之对应的Runloop对象
  • CFRunLoopGet0(pthread_t t)
• 主线程的Runloop已经创建好了，子线程的Runloop需要主动创建
• Runloop在第一次获取时创建，在线程结束的时候销毁

获得Runloop对象

• Foundation(OC)
  • [NSRunloop currentRunloop]
  • [NSRunloop mainRunloop]
• Core Foundation(C)
  • CFRunLoopRef
  • CFRunLoopGetCurrent();
  • CFRunLoopGetMain();
• 转换OC-C
  • mainRunloop.getCFRunLoop
• RunLoop和线程的关系 一一对应
  • [NSThread detachNewThreadSelector:toTarget:withObject:]
  • 主线程对应的RunLoop默认已经创建了，子线程对应的runloop需要我们手动创建
• [NSRunloop currentRunloop]是懒加载的，只会初始化一次，会判断当前线程对应的runloop是否存在，如果存在，直接返回，如果不存在会创建一个，返回给我们，该方法就是用来创建Runloop的。

Runloop相关类

• CoreFoundation中关于RunLoop的五个类:

  • CFRunLoopRef
  • CFRunLoopModeRef:运行模式
  • CFRunLoopSourceRef:事件源、输入源
  • CFRunLoopTimerRef:定时器事件
  • CFRunLoopObserverRef:监听者、观察者

• 关系:

  • Runloop要启动必须要选择一种运行模式，有多种运行模式可供选择，但只能选择一种
  • 运行模式里面有source/observer/timer，runloop启动之前会检查运行模式是否为空(怎么判断是否为空？检查有没有source和timer,如果一个source和timer都没有就为空，如果为空，runloop启动之后就退出了)
  • 开启runloop运行循环-死循环

• 运行模式:CFRunloopModeRef

  • CFRunLoopRef代表RunLoop的运行模式
  • 一个RunLoop包含若干个Mode,每个Mode又包含若干个Source/Timer/Observer
  • 每一次Runloop启动时，只能指定其中一个Mode,这个Mode被称作currentMode
  • 如果需要切换Mode,只能退出Loop,再重新指定一个Mode进入
  • 这样做主要是为了分隔开不同组的Source/Timer/Observer,让其互不影响

CFRunLoopModeRef

• 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时进入第一个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

CFRunLoopModeRef和NSTimer

• 定时器使用
  • 方法一：[NSTimer scheduledTimerWithTimerInterval:target:selector:userInfo:repeats:]
    • 该方法内部会自动将创建的定时器对象添加到当前的runloop当中，并且指定runloop的运行模式为默认
    • 开一个子线程调用这个方法，这个定时器能工作吗？
      • 不能工作！！！子线程对应的runloop没有创建
      • 手动创建runloop,手动添加定时器，还是不可以！！
• 注意：
  • 子线程对应的runloop需要手动的创建
  • 子线程创建的runloop还需要手动的开启 [currentRunLoop run]
  • 方法二：[NSTimer timerWithTimerInterval:target:selector:userInfo:repeats:]
    • 使用这个方法需要把定时器添加到runloop中
    • [NSRunloop currentRunloop] addTimer:forMode:
    • 问题：拖拽textField的时候，定时器不工作的原因？
      • 滚动textField，runloop运行模式改变了，切换到了UITrackingMode
    • 问题：怎么让定时器，在滚动textField的时候，也能工作?
      • 方法一：把定时器对象添加到runloop中，并且制定runloop的运行模式为默认，只有runloop的运行模式为NSDefaultRunloopMode的时候定时器才工作，要求在滚动textField的时候定时器也能工作，并且指定runloop的运行模式为tracking的时候，定时器才工作
      • 方法二：占位模式(等价于上面的两行代码)NSRunLoopCommonModes = Default & Tracking
        • NSRunLoopCommonModes表示把定时器对象添加到runloop中并且指定运行模式为Default或者是Tracking

GCD中的定时器(掌握)

• 第一个函数：创建定时器对象

dispatch_source_t timer = dispatch_source_create(DISPATCH_SOURCE_TYPE__TIMER,0,0,dispatchQueue)

- 第一个参数：要创建的是一个定时器 
- 第二个参数：默认总是传0，描述信息
- 第三个参数：默认总是传0，
- 第四个参数：队列，并发队列(全局),决定代码块(dispatch_source_set_event_handler)在哪个线程中调用(主队列+主线程)

• 第二个函数：设置定时器

dispatch_source_set_timer(timer,DISPATCH_TIME_NOW,intervalInSeconds *NSEC_PER_SEC,leewayInSeconds *NSEC_PER_SEC)

- 第一个参数：定时器对象
- 第二个参数：定时器开始计时的时间(开始时间)
    - 怎么修改开始时间？
        - dispatch_time_t t = dispatch_time(DISPATCH_TIME_NOW,延迟时间2.0*NSEC_PER_SEC)  
- 第三个参数：设置间隔时间 GCD的时间单位：纳秒
- 第四个参数：精准的，0表示绝对精准

• 第三个函数：在block块里面要执行的任务，GCD定时器时间到了之后要执行的任务

dispatch_source_set_event_handler(timer,^{}) 

• 第四个函数：恢复执行dispatch_resume(timer)

  • 默认是暂停状态，需要手动开启

• 定时器不工作的原因：

  • GCD是不会受到runloop的影响
  • 原因是timer被释放了
    • 定一个属性，让timer不释放

RunloopSourceRef

• CFRunloopSourceRef：是事件源(输入源)
• 以前的分类：
  • Port-Based Source 基于端口
  • Custom Input Sources 自定义
  • Cocoa Perform Selector Sources
• 现在的分类：
  • Source0:非基于Port
  • Source1:基于Port
  • 根据函数调用栈进行分类的

RunloopObserverRef

• 01.创建一个监听者

  • CFRunloopObserverRef observer = CFRunLoopObserverCreateWithHandler()

    • 第一个参数，分配存储空间
      • CFAllocatorGetDefault()
    • 第二个参数：要监听的状态 0
    • 第三个参数：是否要持续监听YES
    • 第四个参数：和优先级相关 0
    • block块：当发现监听对象状态改变的时候调用该block
      • KCFRunLoopEntry：runloop进入启动
      • BeforeTimers：runloop即将处理timer事件
      • BeforeSources: runloop即将处理source事件
      • beforeWaiting：runloop即将进入睡眠状态
      • afterWaiting: runloop被唤醒
      • exit:runloop即将退出
      • AllActivities:监听所有的活动状态

  • 只能使用C语言代码

• 02.设置监听
  • CFRunLoopAddObserver()
    • CFRunloopRef,要监听的runloop对象
    • CFRunLoopObserverRef,监听者对象本身
    • CFStringRef:runloop的运行模式
      • NSDefaultRunLoopMode(OC)
      • KCFRunLoopDefaultMode(C)✔️

runloop的运行流程

• 处理逻辑(网友整理)
  • 1.通知内部Observer:即将进入Loop
  • 2.通知Observer:将要处理Timer
  • 3.通知Observer:将要处理Source0
  • 4.处理Source0
  • 5.如果有Source1,跳到第九步
  • 6.通知Observer:线程即将休眠
  • 7.休眠等待唤醒
  • 8.通知Observer:线程刚被唤醒
  • 9.处理唤醒时收到的消息，之后跳回2
  • 10.通知Observer:即将退出Runloop
• 处理逻辑(官方)
  • Runloop的事件队列
  • 每次运行runloop，线程的runloop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启动的非基于端口的源
    • 4.启动任何准备好的的非基于端口的源
    • 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.将线程置于休眠直到下面的任意一个事件发生
      • 某一时间到达基于端口的源
      • 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被显示唤醒而且时间还没超时，重启runloop,进入步骤2
    • 10.通知观察者runloop结束

代码模拟runloop死循环

void msg(int n)
{
    NSLog(@"runloop被唤醒");
    NSLog(@"runloop处理%zd事件",n);
}
int main(int argc, const char * argv[]) {
    @autoreleasepool {
       
        NSLog(@"runloop启动了");
        do {
            
            NSLog(@"runloop即将处理timer事件");
            NSLog(@"runloop即将处理source0事件");
            NSLog(@"source1事件");
            NSLog(@"runloop询问:还有事件需要我处理吗?");
            NSLog(@"runloop计入到休眠状态");
            
            int number = 0;
            scanf("%zd",&number);
            msg(number);
            
            
        } while (1);
    }
    return 0;
}

runloop的应用

• NSTimer
• ImageView显示
• PerformSelector
• selecter事件和runloop的关系
  • performSelector:withObject:afterDelay:inModes:
    • @[NSDefaultRunLoopMode,UITrackingRunLoopMode]
    • @[NSRunLoopCommonModes]
  • 默认情况下，selector事件是被添加到当前的runloop中执行的，并且指定了运行模式为默认

-(void)test1
{
     [NSThread detachNewThreadSelector:@selector(task) toTarget:self withObject:nil];
}

-(void)task
{
    [self.imageView performSelector:@selector(setImage:) withObject:[UIImage imageNamed:@"Snip20160713_9"] afterDelay:3.0];
    //运行模式启动之后，判断有一个selector事件，runloop才能够开启
    NSRunLoop *runloop = [NSRunLoop currentRunLoop];
    [runloop run];
    
    NSLog(@"+++++");
}
//需要进行线程间通信，否则会报错

• 常驻线程
  • 开一条子线程，让子线程一直工作
  • 获得当前线程对应的runloop对象
  • 为runloop添加input source 或者是timer source
  • 启动runloop

//创建线程，执行任务
- (IBAction)createNewThreadBtnClick:(id)sender {
    
    //01 创建线程,执行任务
    //因为要拿到线程对象，所以用NSThread创建线程
    NSThread *thread = [[NSThread alloc]initWithTarget:self selector:@selector(run1) object:nil];
    
    //02 执行任务
    [thread start];
    
    self.thread = thread;
}


//继续执行任务
- (IBAction)goOnBtnClick:(id)sender {
    
    /*
    self.thread 任务执行完毕,已经进入到死亡状态|但是还没有被释放
    程序崩溃报错：attempt to start the thread again 
    [self.thread start];❎不能尝再次开启线程
    怎么让任务执行不完呢？在run1方法里搞一个死循环？这样做线程不会死，但是不会执行任务2
    正确做法：在run1方法里面开启一个runloop
    */
    
    //让之前创建的线程继续执行
    [self performSelector:@selector(run2) onThread:self.thread withObject:nil waitUntilDone:YES];
    
}

-(void)run1
{
    NSLog(@"run1---%@",[NSThread currentThread]);
    
    /*
    do {
        NSLog(@"-%@",[NSThread currentThread]);
    } while (1);
     */
    
    //001 获得当前线程对应的runloop对象
    NSRunLoop *currentRunloop = [NSRunLoop currentRunLoop];
    
    //002 为runloop添加input soucre或者是timer souce ,为了让运行模式不为空，否则不能开启runloop
    //基于端口的事件
    //好处：不需要调用方法，开发中常用
    [currentRunloop addPort:[NSPort port] forMode:NSDefaultRunLoopMode];
    
    //Perform事件
    //存在的问题：3.0s之后就退出了，开发中一般不用selector方法
    //[self performSelector:@selector(run3) withObject:nil afterDelay:3.0];
    //NSTimer事件
    //[NSTimer scheduledTimerWithTimeInterval:3.0 target:self selector:@selector(timerTest) userInfo:nil repeats:YES];
    
    //003 启动runloop
    //runUntilDate |run 内部都指定了运行模式为默认
    [currentRunloop run];
    //[currentRunloop runUntilDate:[NSDate dateWithTimeIntervalSinceNow:10000000]];
    
    NSLog(@"_______end____");//验证runloop是否开启了,打印(没有开启runloop)
    
}

-(void)run2
{
    NSLog(@"run2---%@",[NSThread currentThread]);
}
-(void)run3
{
    NSLog(@"run3---%@",[NSThread currentThread]);
}

-(void)timerTest
{
    NSLog(@"timer---");
}

runloop常见面试题

• 什么是runloop?

  • 从字面意思看：运行循环、跑圈
  • 其实它内部就是do while循环，在这个循环内部不断地处理各种任务(比如Source/Timer/Observer)
  • 一个线程对应一个Runloop，主线程的runloop默认已经启动，子线程的runloop需要手动启动(调用run方法)
  • Runloop只能选择一个mode启动，如果当前mode中没有任何source（source0/source1）/timer，那么就直接退出runloop

• 自动释放池什么时候释放？

  • 通过observer监听runloop的状态
  • 自动释放池的创建和释放
    • 创建:runloop启动的时候
    • 销毁:runloop退出的时候
    • 其他时候的创建和销毁:当runloop即将进入到休眠的时候会把之前的释放池销毁,重新创建一个新的自动释放池

• 在开发中如何使用runloop?应用场景？

  • 开启一个常驻线程(让一个子线程不进入消亡状态，等待其他线程发来消息，处理其他事件)
    • 在子线程中开启一个定时器
    • 在子线程中进行一些长期监控
  • 可以控制定时器在特定模式下执行
  • 可以让某些事件(行为、任务)在特定模式下执行
  • 可以添加Observer监听Runloop的状态，比如监听点击事件的处理(在所有点击事件之前做一些事情)

总结：

• 多图下载

  • 缓存策略：内存缓存+磁盘缓存
  • 开子线程下载

• SDWebImage

  • 基本使用
  • 结构
    • caches
    • download
    • manager
  • 细节

• Runloop

  • 概念：运行循环(死循环)
  • 作用【3】
    • 保持程序的持续运行
    • 处理app中的各种事件
    • 提高性能
  • 与线程关系：一一对应(字典)
    • 线程与runloop是一一对应的关系(字典)
    • 主线程对应的runloop已经创建并且启动mainRunloop
    • 子线程对应的runloop需要手动创建并且开启
    • 退出：线程销毁
  • runloop的相关类
    • runloopRef runloop本身
    • runloopModeRef 运行模式[5]
      • 默认Default
      • 界面追踪Tracking
      • commonModes
    • runloopTimeRef
    • observer 监听者
    • sourceRef 事件源