面試題:
1.講講 RunLoop，項(xiàng)目中有用到嗎？
2.RunLoop內(nèi)部實(shí)現(xiàn)邏輯？
3.Runloop和線程的關(guān)系？
4.timer 與 Runloop 的關(guān)系？
5.程序中添加每3秒響應(yīng)一次的NSTimer，當(dāng)拖動(dòng)tableview時(shí)timer可能無(wú)法響應(yīng)要怎么解決？
6.Runloop 是怎么響應(yīng)用戶操作的， 具體流程是什么樣的？
7.說(shuō)說(shuō)RunLoop的幾種狀態(tài)？
8.Runloop的mode作用是什么？
一. RunLoop簡(jiǎn)介：
運(yùn)行循環(huán)，在程序運(yùn)行過(guò)程中循環(huán)做一些事情，如果沒(méi)有Runloop程序執(zhí)行完畢就會(huì)立即退出，如果有Runloop程序會(huì)一直運(yùn)行，并且時(shí)時(shí)刻刻在等待用戶的輸入操作。RunLoop可以在需要的時(shí)候自己跑起來(lái)運(yùn)行，在沒(méi)有操作的時(shí)候就停下來(lái)休息。充分節(jié)省CPU資源，提高程序性能。
二. RunLoop基本作用：
1.保持程序持續(xù)運(yùn)行，程序一啟動(dòng)就會(huì)開(kāi)一個(gè)主線程，主線程一開(kāi)起來(lái)就會(huì)跑一個(gè)主線程對(duì)應(yīng)的RunLoop,RunLoop保證主線程不會(huì)被銷(xiāo)毀，也就保證了程序的持續(xù)運(yùn)行
2.處理App中的各種事件（比如：觸摸事件，定時(shí)器事件，Selector事件等）
3.節(jié)省CPU資源，提高程序性能，程序運(yùn)行起來(lái)時(shí)，當(dāng)什么操作都沒(méi)有做的時(shí)候，RunLoop就告訴CUP，現(xiàn)在沒(méi)有事情做，我要去休息，這時(shí)CUP就會(huì)將其資源釋放出來(lái)去做其他的事情，當(dāng)有事情做的時(shí)候RunLoop就會(huì)立馬起來(lái)去做事情
我們先通過(guò)API內(nèi)一張圖片來(lái)簡(jiǎn)單看一下RunLoop內(nèi)部運(yùn)行原理
image.png
通過(guò)圖片可以看出，RunLoop在跑圈過(guò)程中，當(dāng)接收到Input sources 或者 Timer sources時(shí)就會(huì)交給對(duì)應(yīng)的處理方去處理。當(dāng)沒(méi)有事件消息傳入的時(shí)候，RunLoop就休息了。這里只是簡(jiǎn)單的理解一下這張圖，接下來(lái)我們來(lái)了解RunLoop對(duì)象和其一些相關(guān)類，來(lái)更深入的理解RunLoop運(yùn)行流程。
三. RunLoop在哪里開(kāi)啟:
UIApplicationMain函數(shù)內(nèi)啟動(dòng)了Runloop，程序不會(huì)馬上退出，而是保持運(yùn)行狀態(tài)。因此每一個(gè)應(yīng)用必須要有一個(gè)runloop，
我們知道主線程一開(kāi)起來(lái)，就會(huì)跑一個(gè)和主線程對(duì)應(yīng)的RunLoop，那么RunLoop一定是在程序的入口main函數(shù)中開(kāi)啟。
int main(int argc, char * argv[]) {
@autoreleasepool {
return UIApplicationMain(argc, argv, nil, NSStringFromClass([AppDelegate class]));
}
}
進(jìn)入U(xiǎn)IApplicationMain
UIKIT_EXTERN int UIApplicationMain(int argc, char *argv[], NSString * __nullable principalClassName, NSString * __nullable delegateClassName);
我們發(fā)現(xiàn)它返回的是一個(gè)int數(shù)，那么我們對(duì)main函數(shù)做一些修改
int main(int argc, char * argv[]) {
@autoreleasepool {
NSLog(@"開(kāi)始");
int re = UIApplicationMain(argc, argv, nil, NSStringFromClass([AppDelegate class]));
NSLog(@"結(jié)束");
return re;
}
}
運(yùn)行程序，我們發(fā)現(xiàn)只會(huì)打印開(kāi)始，并不會(huì)打印結(jié)束，這說(shuō)明在UIApplicationMain函數(shù)中，開(kāi)啟了一個(gè)和主線程相關(guān)的RunLoop，導(dǎo)致UIApplicationMain不會(huì)返回，一直在運(yùn)行中，也就保證了程序的持續(xù)運(yùn)行。
我們來(lái)看到RunLoop的源碼
// 用DefaultMode啟動(dòng)
void CFRunLoopRun(void) { /* DOES CALLOUT */
int32_t result;
do {
result = CFRunLoopRunSpecific(CFRunLoopGetCurrent(), kCFRunLoopDefaultMode, 1.0e10, false);
CHECK_FOR_FORK();
} while (kCFRunLoopRunStopped != result && kCFRunLoopRunFinished != result);
}
我們發(fā)現(xiàn)RunLoop確實(shí)是do while通過(guò)判斷result的值實(shí)現(xiàn)的。因此，我們可以把RunLoop看成一個(gè)死循環(huán)。如果沒(méi)有RunLoop，UIApplicationMain函數(shù)執(zhí)行完畢之后將直接返回，也就沒(méi)有程序持續(xù)運(yùn)行一說(shuō)了。
四. RunLoop對(duì)象:
Fundation框架 （基于CFRunLoopRef的封裝） NSRunLoop對(duì)象
CoreFoundation CFRunLoopRef對(duì)象
因?yàn)镕undation框架是基于CFRunLoopRef的一層OC封裝，這里我們主要研究CFRunLoopRef源碼
如何獲得RunLoop對(duì)象
Foundation
[NSRunLoop currentRunLoop]; // 獲得當(dāng)前線程的RunLoop對(duì)象
[NSRunLoop mainRunLoop]; // 獲得主線程的RunLoop對(duì)象
Core Foundation
CFRunLoopGetCurrent(); // 獲得當(dāng)前線程的RunLoop對(duì)象
CFRunLoopGetMain(); // 獲得主線程的RunLoop對(duì)象
五. RunLoop和線程間的關(guān)系:
1.每條線程都有唯一的一個(gè)與之對(duì)應(yīng)的RunLoop對(duì)象
2.RunLoop保存在一個(gè)全局的Dictionary里，線程作為key,RunLoop作為value
3.主線程的RunLoop已經(jīng)自動(dòng)創(chuàng)建好了，子線程的RunLoop需要主動(dòng)創(chuàng)建
4.RunLoop在第一次獲取時(shí)創(chuàng)建，在線程結(jié)束時(shí)銷(xiāo)毀
通過(guò)源碼查看上述對(duì)應(yīng)
// 拿到當(dāng)前Runloop 調(diào)用_CFRunLoopGet0
CFRunLoopRef CFRunLoopGetCurrent(void) {
CHECK_FOR_FORK();
CFRunLoopRef rl = (CFRunLoopRef)_CFGetTSD(__CFTSDKeyRunLoop);
if (rl) return rl;
return _CFRunLoopGet0(pthread_self());
}
// 查看_CFRunLoopGet0方法內(nèi)部
CF_EXPORT CFRunLoopRef _CFRunLoopGet0(pthread_t t) {
if (pthread_equal(t, kNilPthreadT)) {
t = pthread_main_thread_np();
}
__CFLock(&loopsLock);
if (!__CFRunLoops) {
__CFUnlock(&loopsLock);
CFMutableDictionaryRef dict = CFDictionaryCreateMutable(kCFAllocatorSystemDefault, 0, NULL, &kCFTypeDictionaryValueCallBacks);
// 根據(jù)傳入的主線程獲取主線程對(duì)應(yīng)的RunLoop
CFRunLoopRef mainLoop = __CFRunLoopCreate(pthread_main_thread_np());
// 保存主線程 將主線程-key和RunLoop-Value保存到字典中
CFDictionarySetValue(dict, pthreadPointer(pthread_main_thread_np()), mainLoop);
if (!OSAtomicCompareAndSwapPtrBarrier(NULL, dict, (void * volatile *)&__CFRunLoops)) {
CFRelease(dict);
}
CFRelease(mainLoop);
__CFLock(&loopsLock);
}
// 從字典里面拿，將線程作為key從字典里獲取一個(gè)loop
CFRunLoopRef loop = (CFRunLoopRef)CFDictionaryGetValue(__CFRunLoops, pthreadPointer(t));
__CFUnlock(&loopsLock);
// 如果loop為空，則創(chuàng)建一個(gè)新的loop，所以runloop會(huì)在第一次獲取的時(shí)候創(chuàng)建
if (!loop) {
CFRunLoopRef newLoop = __CFRunLoopCreate(t);
__CFLock(&loopsLock);
loop = (CFRunLoopRef)CFDictionaryGetValue(__CFRunLoops, pthreadPointer(t));
// 創(chuàng)建好之后，以線程為key runloop為value，一對(duì)一存儲(chǔ)在字典中，下次獲取的時(shí)候，則直接返回字典內(nèi)的runloop
if (!loop) {
CFDictionarySetValue(__CFRunLoops, pthreadPointer(t), newLoop);
loop = newLoop;
}
// don't release run loops inside the loopsLock, because CFRunLoopDeallocate may end up taking it
__CFUnlock(&loopsLock);
CFRelease(newLoop);
}
if (pthread_equal(t, pthread_self())) {
_CFSetTSD(__CFTSDKeyRunLoop, (void *)loop, NULL);
if (0 == _CFGetTSD(__CFTSDKeyRunLoopCntr)) {
_CFSetTSD(__CFTSDKeyRunLoopCntr, (void *)(PTHREAD_DESTRUCTOR_ITERATIONS-1), (void (*)(void *))__CFFinalizeRunLoop);
}
}
return loop;
}
- 從上面的代碼可以看出，線程和 RunLoop 之間是一一對(duì)應(yīng)的，其關(guān)系是保存在一個(gè) Dictionary 里。所以我們創(chuàng)建子線程RunLoop時(shí)，只需在子線程中獲取當(dāng)前線程的RunLoop對(duì)象即可[NSRunLoop currentRunLoop];如果不獲取，那子線程就不會(huì)創(chuàng)建與之相關(guān)聯(lián)的RunLoop，并且只能在一個(gè)線程的內(nèi)部獲取其 RunLoop
[NSRunLoop currentRunLoop];方法調(diào)用時(shí)，會(huì)先看一下字典里有沒(méi)有存子線程相對(duì)用的RunLoop，如果有則直接返回RunLoop，如果沒(méi)有則會(huì)創(chuàng)建一個(gè)，并將與之對(duì)應(yīng)的子線程存入字典中。當(dāng)線程結(jié)束時(shí)，RunLoop會(huì)被銷(xiāo)毀。
六. RunLoop結(jié)構(gòu)體:
通過(guò)源碼我們找到__CFRunLoop結(jié)構(gòu)體
struct __CFRunLoop {
CFRuntimeBase _base;
pthread_mutex_t _lock; /* locked for accessing mode list */
__CFPort _wakeUpPort; // used for CFRunLoopWakeUp
Boolean _unused;
volatile _per_run_data *_perRunData; // reset for runs of the run loop
pthread_t _pthread;
uint32_t _winthread;
CFMutableSetRef _commonModes;
CFMutableSetRef _commonModeItems;
CFRunLoopModeRef _currentMode;
CFMutableSetRef _modes;
struct _block_item *_blocks_head;
struct _block_item *_blocks_tail;
CFAbsoluteTime _runTime;
CFAbsoluteTime _sleepTime;
CFTypeRef _counterpart;
};
除一些記錄性屬性外，主要來(lái)看一下以下兩個(gè)成員變量
CFRunLoopModeRef _currentMode;
CFMutableSetRef _modes;
CFRunLoopModeRef 其實(shí)是指向__CFRunLoopMode結(jié)構(gòu)體的指針，__CFRunLoopMode結(jié)構(gòu)體源碼如下
typedef struct __CFRunLoopMode *CFRunLoopModeRef;
struct __CFRunLoopMode {
CFRuntimeBase _base;
pthread_mutex_t _lock; /* must have the run loop locked before locking this */
CFStringRef _name;
Boolean _stopped;
char _padding[3];
CFMutableSetRef _sources0;
CFMutableSetRef _sources1;
CFMutableArrayRef _observers;
CFMutableArrayRef _timers;
CFMutableDictionaryRef _portToV1SourceMap;
__CFPortSet _portSet;
CFIndex _observerMask;
#if USE_DISPATCH_SOURCE_FOR_TIMERS
dispatch_source_t _timerSource;
dispatch_queue_t _queue;
Boolean _timerFired; // set to true by the source when a timer has fired
Boolean _dispatchTimerArmed;
#endif
#if USE_MK_TIMER_TOO
mach_port_t _timerPort;
Boolean _mkTimerArmed;
#endif
#if DEPLOYMENT_TARGET_WINDOWS
DWORD _msgQMask;
void (*_msgPump)(void);
#endif
uint64_t _timerSoftDeadline; /* TSR */
uint64_t _timerHardDeadline; /* TSR */
};
主要查看以下成員變量
CFMutableSetRef _sources0;
CFMutableSetRef _sources1;
CFMutableArrayRef _observers;
CFMutableArrayRef _timers;
通過(guò)上面分析我們知道，CFRunLoopModeRef代表RunLoop的運(yùn)行模式，一個(gè)RunLoop包含若干個(gè)Mode，每個(gè)Mode又包含若干個(gè)Source0/Source1/Timer/Observer，而RunLoop啟動(dòng)時(shí)只能選擇其中一個(gè)Mode作為currentMode。
Source1/Source0/Timers/Observer分別代表什么
1. Source1 : 基于Port的線程間通信
2. Source0 : 觸摸事件，PerformSelectors
我們通過(guò)代碼驗(yàn)證一下
- (void)touchesBegan:(NSSet<UITouch *> *)touches withEvent:(UIEvent *)event
{
NSLog(@"點(diǎn)擊了屏幕");
}
打斷點(diǎn)之后打印堆棧信息，當(dāng)xcode工具區(qū)打印的堆棧信息不全時(shí)，可以在控制臺(tái)通過(guò)“bt”指令打印完整的堆棧信息，由堆棧信息中可以發(fā)現(xiàn)，觸摸事件確實(shí)是會(huì)觸發(fā)Source0事件。
image.png
同樣的方式驗(yàn)證performSelector堆棧信息
dispatch_async(dispatch_get_global_queue(0, 0), ^{
[self performSelectorOnMainThread:@selector(test) withObject:nil waitUntilDone:YES];
});
可以發(fā)現(xiàn)PerformSelectors同樣是觸發(fā)Source0事件
image.png
3. Timers : 定時(shí)器，NSTimer
通過(guò)代碼驗(yàn)證
[NSTimer scheduledTimerWithTimeInterval:3.0 repeats:NO block:^(NSTimer * _Nonnull timer) {
NSLog(@"NSTimer ---- timer調(diào)用了");
}];
打印完整堆棧信息
image.png
4. Observer : 監(jiān)聽(tīng)器，用于監(jiān)聽(tīng)RunLoop的狀態(tài)
七. 詳解RunLoop相關(guān)類及作用:
通過(guò)上面的分析，我們對(duì)RunLoop內(nèi)部結(jié)構(gòu)有了大致的了解，接下來(lái)來(lái)詳細(xì)分析RunLoop的相關(guān)類。以下為Core Foundation中關(guān)于RunLoop的5個(gè)類
CFRunLoopRef - 獲得當(dāng)前RunLoop和主RunLoop
CFRunLoopModeRef - RunLoop 運(yùn)行模式，只能選擇一種，在不同模式中做不同的操作
CFRunLoopSourceRef - 事件源，輸入源
CFRunLoopTimerRef - 定時(shí)器時(shí)間
CFRunLoopObserverRef - 觀察者
1. CFRunLoopModeRef
-
CFRunLoopModeRef代表RunLoop的運(yùn)行模式
一個(gè) RunLoop 包含若干個(gè) Mode，每個(gè)Mode又包含若干個(gè)Source、Timer、Observer每次RunLoop啟動(dòng)時(shí)，只能指定其中一個(gè) Mode,這個(gè)Mode被稱作 CurrentMode如果需要切換Mode，只能退RunLoop，再重新指定一個(gè)Mode進(jìn)入，這樣做主要是為了分隔開(kāi)不同組的Source、Timer、Observer，讓其互不影響。如果Mode里沒(méi)有任何Source0/Source1/Timer/Observer，RunLoop會(huì)立馬退出
如圖所示：
image.png 注意：一種Mode中可以有多個(gè)Source(事件源，輸入源，基于端口事件源例鍵盤(pán)觸摸等) Observer(觀察者，觀察當(dāng)前RunLoop運(yùn)行狀態(tài)) 和Timer(定時(shí)器事件源)。但是必須至少有一個(gè)Source或者Timer，因?yàn)槿绻鸐ode為空，RunLoop運(yùn)行到空模式不會(huì)進(jìn)行空轉(zhuǎn)，就會(huì)立刻退出。
系統(tǒng)默認(rèn)注冊(cè)的5個(gè)Mode:
RunLoop 有五種運(yùn)行模式，其中常見(jiàn)的有1.2兩種
1. kCFRunLoopDefaultMode：App的默認(rèn)Mode，通常主線程是在這個(gè)Mode下運(yùn)行
2. UITrackingRunLoopMode：界面跟蹤 Mode，用于 ScrollView 追蹤觸摸滑動(dòng)，保證界面滑動(dòng)時(shí)不受其他 Mode 影響
3. UIInitializationRunLoopMode: 在剛啟動(dòng) App 時(shí)第進(jìn)入的第一個(gè) Mode，啟動(dòng)完成后就不再使用，會(huì)切換到kCFRunLoopDefaultMode
4. GSEventReceiveRunLoopMode: 接受系統(tǒng)事件的內(nèi)部 Mode，通常用不到
5. kCFRunLoopCommonModes: 這是一個(gè)占位用的Mode，作為標(biāo)記kCFRunLoopDefaultMode和UITrackingRunLoopMode用，并不是一種真正的Mode
Mode間的切換:
我們平時(shí)在開(kāi)發(fā)中一定遇到過(guò)，當(dāng)我們使用NSTimer每一段時(shí)間執(zhí)行一些事情時(shí)滑動(dòng)UIScrollView，NSTimer就會(huì)暫停，當(dāng)我們停止滑動(dòng)以后，NSTimer又會(huì)重新恢復(fù)的情況，我們通過(guò)一段代碼來(lái)看一下
代碼中的注釋也很重要，展示了我們探索的過(guò)程
-(void)touchesBegan:(NSSet<UITouch *> *)touches withEvent:(UIEvent *)event
{
// [NSTimer scheduledTimerWithTimeInterval:2.0 target:self selector:@selector(show) userInfo:nil repeats:YES];
NSTimer *timer = [NSTimer timerWithTimeInterval:2.0 target:self selector:@selector(show) userInfo:nil repeats:YES];
// 加入到RunLoop中才可以運(yùn)行
// 1. 把定時(shí)器添加到RunLoop中，并且選擇默認(rèn)運(yùn)行模式NSDefaultRunLoopMode = kCFRunLoopDefaultMode
// [[NSRunLoop mainRunLoop] addTimer:timer forMode:NSDefaultRunLoopMode];
// 當(dāng)textFiled滑動(dòng)的時(shí)候，timer失效，停止滑動(dòng)時(shí)，timer恢復(fù)
// 原因：當(dāng)textFiled滑動(dòng)的時(shí)候，RunLoop的Mode會(huì)自動(dòng)切換成UITrackingRunLoopMode模式，因此timer失效，當(dāng)停止滑動(dòng)，RunLoop又會(huì)切換回NSDefaultRunLoopMode模式，因此timer又會(huì)重新啟動(dòng)了
// 2. 當(dāng)我們將timer添加到UITrackingRunLoopMode模式中，此時(shí)只有我們?cè)诨瑒?dòng)textField時(shí)timer才會(huì)運(yùn)行
// [[NSRunLoop mainRunLoop] addTimer:timer forMode:UITrackingRunLoopMode];
// 3. 那個(gè)如何讓timer在兩個(gè)模式下都可以運(yùn)行呢？
// 3.1 在兩個(gè)模式下都添加timer 是可以的，但是timer添加了兩次，并不是同一個(gè)timer
// 3.2 使用站位的運(yùn)行模式 NSRunLoopCommonModes標(biāo)記，凡是被打上NSRunLoopCommonModes標(biāo)記的都可以運(yùn)行，下面兩種模式被打上標(biāo)簽
//0 : <CFString 0x10b7fe210 [0x10a8c7a40]>{contents = "UITrackingRunLoopMode"}
//2 : <CFString 0x10a8e85e0 [0x10a8c7a40]>{contents = "kCFRunLoopDefaultMode"}
// 因此也就是說(shuō)如果我們使用NSRunLoopCommonModes，timer可以在UITrackingRunLoopMode，kCFRunLoopDefaultMode兩種模式下運(yùn)行
[[NSRunLoop mainRunLoop] addTimer:timer forMode:NSRunLoopCommonModes];
NSLog(@"%@",[NSRunLoop mainRunLoop]);
}
-(void)show
{
NSLog(@"-------");
}
由上述代碼可以看出，NSTimer不管用是因?yàn)镸ode的切換，因?yàn)槿绻覀冊(cè)谥骶€程使用定時(shí)器，此時(shí)RunLoop的Mode為kCFRunLoopDefaultMode，即定時(shí)器屬于kCFRunLoopDefaultMode，那么此時(shí)我們滑動(dòng)ScrollView時(shí)，RunLoop的Mode會(huì)切換到UITrackingRunLoopMode，因此在主線程的定時(shí)器就不在管用了，調(diào)用的方法也就不再執(zhí)行了，當(dāng)我們停止滑動(dòng)時(shí)，RunLoop的Mode切換回kCFRunLoopDefaultMode，所以NSTimer就又管用了。
同樣道理的還有ImageView的顯示，我們直接來(lái)看代碼，不再贅述了
-(void)touchesBegan:(NSSet<UITouch *> *)touches withEvent:(UIEvent *)event
{
NSLog(@"%s",__func__);
// performSelector默認(rèn)是在default模式下運(yùn)行，因此在滑動(dòng)ScrollView時(shí)，圖片不會(huì)加載
// [self.imageView performSelector:@selector(setImage:) withObject:[UIImage imageNamed:@"abc"] afterDelay:2.0 ];
// inModes: 傳入Mode數(shù)組
[self.imageView performSelector:@selector(setImage:) withObject:[UIImage imageNamed:@"abc"] afterDelay:2.0 inModes:@[NSDefaultRunLoopMode,UITrackingRunLoopMode]];
使用GCD也可是創(chuàng)建計(jì)時(shí)器，而且更為精確我們來(lái)看一下代碼
-(void)touchesBegan:(NSSet<UITouch *> *)touches withEvent:(UIEvent *)event
{
//創(chuàng)建隊(duì)列
dispatch_queue_t queue = dispatch_get_global_queue(0, 0);
//1.創(chuàng)建一個(gè)GCD定時(shí)器
/*
第一個(gè)參數(shù):表明創(chuàng)建的是一個(gè)定時(shí)器
第四個(gè)參數(shù):隊(duì)列
*/
dispatch_source_t timer = dispatch_source_create(DISPATCH_SOURCE_TYPE_TIMER, 0, 0, queue);
// 需要對(duì)timer進(jìn)行強(qiáng)引用，保證其不會(huì)被釋放掉，才會(huì)按時(shí)調(diào)用block塊
// 局部變量，讓指針強(qiáng)引用
self.timer = timer;
//2.設(shè)置定時(shí)器的開(kāi)始時(shí)間,間隔時(shí)間,精準(zhǔn)度
/*
第1個(gè)參數(shù):要給哪個(gè)定時(shí)器設(shè)置
第2個(gè)參數(shù):開(kāi)始時(shí)間
第3個(gè)參數(shù):間隔時(shí)間
第4個(gè)參數(shù):精準(zhǔn)度 一般為0 在允許范圍內(nèi)增加誤差可提高程序的性能
GCD的單位是納秒 所以要*NSEC_PER_SEC
*/
dispatch_source_set_timer(timer, DISPATCH_TIME_NOW, 2.0 * NSEC_PER_SEC, 0 * NSEC_PER_SEC);
//3.設(shè)置定時(shí)器要執(zhí)行的事情
dispatch_source_set_event_handler(timer, ^{
NSLog(@"---%@--",[NSThread currentThread]);
});
// 啟動(dòng)
dispatch_resume(timer);
}
2. CFRunLoopSourceRef事件源（輸入源）
Source分為兩種
Source0：非基于Port的 用于用戶主動(dòng)觸發(fā)的事件（點(diǎn)擊button 或點(diǎn)擊屏幕）
Source1：基于Port的 通過(guò)內(nèi)核和其他線程相互發(fā)送消息（與內(nèi)核相關(guān)）
觸摸事件及PerformSelectors會(huì)觸發(fā)Source0事件源在前文已經(jīng)驗(yàn)證過(guò)，這里不在贅述
3. CFRunLoopObserverRef
CFRunLoopObserverRef是觀察者，能夠監(jiān)聽(tīng)RunLoop的狀態(tài)改變
我們直接來(lái)看代碼，給RunLoop添加監(jiān)聽(tīng)者，監(jiān)聽(tīng)其運(yùn)行狀態(tài)
-(void)touchesBegan:(NSSet<UITouch *> *)touches withEvent:(UIEvent *)event
{
//創(chuàng)建監(jiān)聽(tīng)者
/*
第一個(gè)參數(shù) CFAllocatorRef allocator：分配存儲(chǔ)空間 CFAllocatorGetDefault()默認(rèn)分配
第二個(gè)參數(shù) CFOptionFlags activities：要監(jiān)聽(tīng)的狀態(tài) kCFRunLoopAllActivities 監(jiān)聽(tīng)所有狀態(tài)
第三個(gè)參數(shù) Boolean repeats：YES:持續(xù)監(jiān)聽(tīng) NO:不持續(xù)
第四個(gè)參數(shù) CFIndex order：優(yōu)先級(jí)，一般填0即可
第五個(gè)參數(shù) ：回調(diào) 兩個(gè)參數(shù)observer:監(jiān)聽(tīng)者 activity:監(jiān)聽(tīng)的事件
*/
/*
所有事件
typedef CF_OPTIONS(CFOptionFlags, CFRunLoopActivity) {
kCFRunLoopEntry = (1UL << 0), // 即將進(jìn)入RunLoop
kCFRunLoopBeforeTimers = (1UL << 1), // 即將處理Timer
kCFRunLoopBeforeSources = (1UL << 2), // 即將處理Source
kCFRunLoopBeforeWaiting = (1UL << 5), //即將進(jìn)入休眠
kCFRunLoopAfterWaiting = (1UL << 6),// 剛從休眠中喚醒
kCFRunLoopExit = (1UL << 7),// 即將退出RunLoop
kCFRunLoopAllActivities = 0x0FFFFFFFU
};
*/
CFRunLoopObserverRef observer = CFRunLoopObserverCreateWithHandler(CFAllocatorGetDefault(), kCFRunLoopAllActivities, YES, 0, ^(CFRunLoopObserverRef observer, CFRunLoopActivity activity) {
switch (activity) {
case kCFRunLoopEntry:
NSLog(@"RunLoop進(jìn)入");
break;
case kCFRunLoopBeforeTimers:
NSLog(@"RunLoop要處理Timers了");
break;
case kCFRunLoopBeforeSources:
NSLog(@"RunLoop要處理Sources了");
break;
case kCFRunLoopBeforeWaiting:
NSLog(@"RunLoop要休息了");
break;
case kCFRunLoopAfterWaiting:
NSLog(@"RunLoop醒來(lái)了");
break;
case kCFRunLoopExit:
NSLog(@"RunLoop退出了");
break;
default:
break;
}
});
// 給RunLoop添加監(jiān)聽(tīng)者
/*
第一個(gè)參數(shù) CFRunLoopRef rl：要監(jiān)聽(tīng)哪個(gè)RunLoop,這里監(jiān)聽(tīng)的是主線程的RunLoop
第二個(gè)參數(shù) CFRunLoopObserverRef observer 監(jiān)聽(tīng)者
第三個(gè)參數(shù) CFStringRef mode 要監(jiān)聽(tīng)RunLoop在哪種運(yùn)行模式下的狀態(tài)
*/
CFRunLoopAddObserver(CFRunLoopGetCurrent(), observer, kCFRunLoopDefaultMode);
/*
CF的內(nèi)存管理（Core Foundation）
凡是帶有Create、Copy、Retain等字眼的函數(shù)，創(chuàng)建出來(lái)的對(duì)象，都需要在最后做一次release
GCD本來(lái)在iOS6.0之前也是需要我們釋放的，6.0之后GCD已經(jīng)納入到了ARC中，所以我們不需要管了
*/
CFRelease(observer);
}
我們來(lái)看一下輸出
image.png
- 以上可以看出，Observer確實(shí)用來(lái)監(jiān)聽(tīng)RunLoop的狀態(tài)，包括喚醒，休息，以及處理各種事件。
八. RunLoop處理邏輯:
這時(shí)我們?cè)賮?lái)分析RunLoop的處理邏輯，就會(huì)簡(jiǎn)單明了很多，現(xiàn)在回頭看官方文檔RunLoop的處理邏輯，對(duì)RunLoop的處理邏輯有新的認(rèn)識(shí)。
image.png
源碼解析:
- 下面源碼僅保留了主流程代碼
// 共外部調(diào)用的公開(kāi)的CFRunLoopRun方法，其內(nèi)部會(huì)調(diào)用CFRunLoopRunSpecific
void CFRunLoopRun(void) { /* DOES CALLOUT */
int32_t result;
do {
result = CFRunLoopRunSpecific(CFRunLoopGetCurrent(), kCFRunLoopDefaultMode, 1.0e10, false);
CHECK_FOR_FORK();
} while (kCFRunLoopRunStopped != result && kCFRunLoopRunFinished != result);
}
// 經(jīng)過(guò)精簡(jiǎn)的 CFRunLoopRunSpecific 函數(shù)代碼，其內(nèi)部會(huì)調(diào)用__CFRunLoopRun函數(shù)
SInt32 CFRunLoopRunSpecific(CFRunLoopRef rl, CFStringRef modeName, CFTimeInterval seconds, Boolean returnAfterSourceHandled) { /* DOES CALLOUT */
// 通知Observers : 進(jìn)入Loop
// __CFRunLoopDoObservers內(nèi)部會(huì)調(diào)用 __CFRUNLOOP_IS_CALLING_OUT_TO_AN_OBSERVER_CALLBACK_FUNCTION__
函數(shù)
if (currentMode->_observerMask & kCFRunLoopEntry ) __CFRunLoopDoObservers(rl, currentMode, kCFRunLoopEntry);
// 核心的Loop邏輯
result = __CFRunLoopRun(rl, currentMode, seconds, returnAfterSourceHandled, previousMode);
// 通知Observers : 退出Loop
if (currentMode->_observerMask & kCFRunLoopExit ) __CFRunLoopDoObservers(rl, currentMode, kCFRunLoopExit);
return result;
}
// 精簡(jiǎn)后的 __CFRunLoopRun函數(shù)，保留了主要代碼
static int32_t __CFRunLoopRun(CFRunLoopRef rl, CFRunLoopModeRef rlm, CFTimeInterval seconds, Boolean stopAfterHandle, CFRunLoopModeRef previousMode) {
int32_t retVal = 0;
do {
// 通知Observers：即將處理Timers
__CFRunLoopDoObservers(rl, rlm, kCFRunLoopBeforeTimers);
// 通知Observers：即將處理Sources
__CFRunLoopDoObservers(rl, rlm, kCFRunLoopBeforeSources);
// 處理Blocks
__CFRunLoopDoBlocks(rl, rlm);
// 處理Sources0
if (__CFRunLoopDoSources0(rl, rlm, stopAfterHandle)) {
// 處理Blocks
__CFRunLoopDoBlocks(rl, rlm);
}
// 如果有Sources1，就跳轉(zhuǎn)到handle_msg標(biāo)記處
if (__CFRunLoopServiceMachPort(dispatchPort, &msg, sizeof(msg_buffer), &livePort, 0, &voucherState, NULL)) {
goto handle_msg;
}
// 通知Observers：即將休眠
__CFRunLoopDoObservers(rl, rlm, kCFRunLoopBeforeWaiting);
// 進(jìn)入休眠，等待其他消息喚醒
__CFRunLoopSetSleeping(rl);
__CFPortSetInsert(dispatchPort, waitSet);
do {
__CFRunLoopServiceMachPort(waitSet, &msg, sizeof(msg_buffer), &livePort, poll ? 0 : TIMEOUT_INFINITY, &voucherState, &voucherCopy);
} while (1);
// 醒來(lái)
__CFPortSetRemove(dispatchPort, waitSet);
__CFRunLoopUnsetSleeping(rl);
// 通知Observers：已經(jīng)喚醒
__CFRunLoopDoObservers(rl, rlm, kCFRunLoopAfterWaiting);
handle_msg: // 看看是誰(shuí)喚醒了RunLoop，進(jìn)行相應(yīng)的處理
if (被Timer喚醒的) {
// 處理Timer
__CFRunLoopDoTimers(rl, rlm, mach_absolute_time());
}
else if (被GCD喚醒的) {
__CFRUNLOOP_IS_SERVICING_THE_MAIN_DISPATCH_QUEUE__(msg);
} else { // 被Sources1喚醒的
__CFRunLoopDoSource1(rl, rlm, rls, msg, msg->msgh_size, &reply);
}
// 執(zhí)行Blocks
__CFRunLoopDoBlocks(rl, rlm);
// 根據(jù)之前的執(zhí)行結(jié)果，來(lái)決定怎么做，為retVal賦相應(yīng)的值
if (sourceHandledThisLoop && stopAfterHandle) {
retVal = kCFRunLoopRunHandledSource;
} else if (timeout_context->termTSR < mach_absolute_time()) {
retVal = kCFRunLoopRunTimedOut;
} else if (__CFRunLoopIsStopped(rl)) {
__CFRunLoopUnsetStopped(rl);
retVal = kCFRunLoopRunStopped;
} else if (rlm->_stopped) {
rlm->_stopped = false;
retVal = kCFRunLoopRunStopped;
} else if (__CFRunLoopModeIsEmpty(rl, rlm, previousMode)) {
retVal = kCFRunLoopRunFinished;
}
} while (0 == retVal);
return retVal;
}
- 上述源代碼中，相應(yīng)處理事件函數(shù)內(nèi)部還會(huì)調(diào)用更底層的函數(shù)，內(nèi)部調(diào)用才是真正處理事件的函數(shù)，通過(guò)上面bt打印全部堆棧信息也可以得到驗(yàn)證。
__CFRunLoopDoObservers 內(nèi)部調(diào)用
__CFRUNLOOP_IS_CALLING_OUT_TO_AN_OBSERVER_CALLBACK_FUNCTION__
__CFRunLoopDoBlocks 內(nèi)部調(diào)用 __CFRUNLOOP_IS_CALLING_OUT_TO_A_BLOCK__
__CFRunLoopDoSources0 內(nèi)部調(diào)用
__CFRUNLOOP_IS_CALLING_OUT_TO_A_SOURCE0_PERFORM_FUNCTION__
__CFRunLoopDoTimers 內(nèi)部調(diào)用
__CFRUNLOOP_IS_CALLING_OUT_TO_A_TIMER_CALLBACK_FUNCTION__
GCD 調(diào)用 __CFRUNLOOP_IS_SERVICING_THE_MAIN_DISPATCH_QUEUE__
__CFRunLoopDoSource1 內(nèi)部調(diào)用
__CFRUNLOOP_IS_CALLING_OUT_TO_A_SOURCE1_PERFORM_FUNCTION__
RunLoop處理邏輯流程圖:
image.png
九. RunLoop退出:
1.主線程銷(xiāo)毀RunLoop退出
2.Mode中有一些Timer 、Source、 Observer，這些保證Mode不為空時(shí)保證RunLoop沒(méi)有空轉(zhuǎn)并且是在運(yùn)行的，當(dāng)Mode中為空的時(shí)候，RunLoop會(huì)立刻退出
3.我們?cè)趩?dòng)RunLoop的時(shí)候可以設(shè)置什么時(shí)候停止
[NSRunLoop currentRunLoop]runUntilDate:<#(nonnull NSDate *)#>
[NSRunLoop currentRunLoop]runMode:<#(nonnull NSString *)#> beforeDate:<#(nonnull NSDate *)#>
十. RunLoop應(yīng)用:
1. 常駐線程
- 常駐線程的作用：我們知道，當(dāng)子線程中的任務(wù)執(zhí)行完畢之后就被銷(xiāo)毀了，那么如果我們需要開(kāi)啟一個(gè)子線程，在程序運(yùn)行過(guò)程中永遠(yuǎn)都存在，那么我們就會(huì)面臨一個(gè)問(wèn)題，如何讓子線程永遠(yuǎn)活著，這時(shí)就要用到常駐線程：給子線程開(kāi)啟一個(gè)RunLoop
注意：子線程執(zhí)行完操作之后就會(huì)立即釋放，即使我們使用強(qiáng)引用引用子線程使子線程不被釋放，也不能給子線程再次添加操作，或者再次開(kāi)啟。
子線程開(kāi)啟RunLoop的代碼，先點(diǎn)擊屏幕開(kāi)啟子線程并開(kāi)啟子線程RunLoop，然后點(diǎn)擊button。
#import "ViewController.h"
@interface ViewController ()
@property(nonatomic,strong)NSThread *thread;
@end
@implementation ViewController
- (void)viewDidLoad {
[super viewDidLoad];
}
-(void)touchesBegan:(NSSet<UITouch *> *)touches withEvent:(UIEvent *)event
{
// 創(chuàng)建子線程并開(kāi)啟
NSThread *thread = [[NSThread alloc]initWithTarget:self selector:@selector(show) object:nil];
self.thread = thread;
[thread start];
}
-(void)show
{
// 注意：打印方法一定要在RunLoop創(chuàng)建開(kāi)始運(yùn)行之前，如果在RunLoop跑起來(lái)之后打印，RunLoop先運(yùn)行起來(lái)，已經(jīng)在跑圈了就出不來(lái)了，進(jìn)入死循環(huán)也就無(wú)法執(zhí)行后面的操作了。
// 但是此時(shí)點(diǎn)擊Button還是有操作的，因?yàn)锽utton是在RunLoop跑起來(lái)之后加入到子線程的，當(dāng)Button加入到子線程RunLoop就會(huì)跑起來(lái)
NSLog(@"%s",__func__);
// 1.創(chuàng)建子線程相關(guān)的RunLoop，在子線程中創(chuàng)建即可，并且RunLoop中要至少有一個(gè)Timer 或 一個(gè)Source 保證RunLoop不會(huì)因?yàn)榭辙D(zhuǎn)而退出，因此在創(chuàng)建的時(shí)候直接加入
// 添加Source [NSMachPort port] 添加一個(gè)端口
[[NSRunLoop currentRunLoop] addPort:[NSMachPort port] forMode:NSDefaultRunLoopMode];
// 添加一個(gè)Timer
NSTimer *timer = [NSTimer scheduledTimerWithTimeInterval:2.0 target:self selector:@selector(test) userInfo:nil repeats:YES];
[[NSRunLoop currentRunLoop] addTimer:timer forMode:NSDefaultRunLoopMode];
//創(chuàng)建監(jiān)聽(tīng)者
CFRunLoopObserverRef observer = CFRunLoopObserverCreateWithHandler(CFAllocatorGetDefault(), kCFRunLoopAllActivities, YES, 0, ^(CFRunLoopObserverRef observer, CFRunLoopActivity activity) {
switch (activity) {
case kCFRunLoopEntry:
NSLog(@"RunLoop進(jìn)入");
break;
case kCFRunLoopBeforeTimers:
NSLog(@"RunLoop要處理Timers了");
break;
case kCFRunLoopBeforeSources:
NSLog(@"RunLoop要處理Sources了");
break;
case kCFRunLoopBeforeWaiting:
NSLog(@"RunLoop要休息了");
break;
case kCFRunLoopAfterWaiting:
NSLog(@"RunLoop醒來(lái)了");
break;
case kCFRunLoopExit:
NSLog(@"RunLoop退出了");
break;
default:
break;
}
});
// 給RunLoop添加監(jiān)聽(tīng)者
CFRunLoopAddObserver(CFRunLoopGetCurrent(), observer, kCFRunLoopDefaultMode);
// 2.子線程需要開(kāi)啟RunLoop
[[NSRunLoop currentRunLoop]run];
CFRelease(observer);
}
- (IBAction)btnClick:(id)sender {
[self performSelector:@selector(test) onThread:self.thread withObject:nil waitUntilDone:NO];
}
-(void)test
{
NSLog(@"%@",[NSThread currentThread]);
}
@end
- 注意：創(chuàng)建子線程相關(guān)的RunLoop，在子線程中創(chuàng)建即可，并且RunLoop中要至少有一個(gè)Timer 或 一個(gè)Source 保證RunLoop不會(huì)因?yàn)榭辙D(zhuǎn)而退出，因此在創(chuàng)建的時(shí)候直接加入，如果沒(méi)有加入Timer或者Source，或者只加入一個(gè)監(jiān)聽(tīng)者，運(yùn)行程序會(huì)崩潰
2. 自動(dòng)釋放池:
- Timer和Source也是一些變量，需要占用一部分存儲(chǔ)空間，所以要釋放掉，如果不釋放掉，就會(huì)一直積累，占用的內(nèi)存也就越來(lái)越大，這顯然不是我們想要的。
那么什么時(shí)候釋放，怎么釋放呢？
RunLoop內(nèi)部有一個(gè)自動(dòng)釋放池，當(dāng)RunLoop開(kāi)啟時(shí)，就會(huì)自動(dòng)創(chuàng)建一個(gè)自動(dòng)釋放池，當(dāng)RunLoop在休息之前會(huì)釋放掉自動(dòng)釋放池的東西，然后重新創(chuàng)建一個(gè)新的空的自動(dòng)釋放池，當(dāng)RunLoop被喚醒重新開(kāi)始跑圈時(shí)，Timer,Source等新的事件就會(huì)放到新的自動(dòng)釋放池中，當(dāng)RunLoop退出的時(shí)候也會(huì)被釋放。
注意：只有主線程的RunLoop會(huì)默認(rèn)啟動(dòng)。也就意味著會(huì)自動(dòng)創(chuàng)建自動(dòng)釋放池，子線程需要在線程調(diào)度方法中手動(dòng)添加自動(dòng)釋放池。
@autorelease{
// 執(zhí)行代碼
}
NSTimer、ImageView顯示、PerformSelector等在上面已經(jīng)有過(guò)例子，這里不再贅述。
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