線程中的runloop

在開發(fā)中，我們會(huì)經(jīng)常接觸到線程，比如在主線程中更新UI，在子線程中異步請求等，而線程中最重要的一個(gè)組成部分便是runloop,其是用來管理線程的。runloop在線程中有以下兩個(gè)作用：

1. 保證線程不退出
2. 監(jiān)聽并處理事件，使得線程有事件時(shí)工作，無事件時(shí)睡眠

每個(gè)線程中都有一個(gè)runloop，主線程中的runloop是在應(yīng)用程序啟動(dòng)時(shí)創(chuàng)建的，默認(rèn)是開啟的，子線程中的runloop采用的是延遲加載的方式，如果我們不主動(dòng)獲取，子線程的runloop是不會(huì)創(chuàng)建的。

解析runloop

runloop三要素: Modes(模式)、sources(源)、Observers(觀察者)。當(dāng)有事件源觸發(fā)時(shí)，runloop會(huì)被喚醒并處理事件源的方法，并通知該runloop運(yùn)行模式下的所有觀察者。

Run Loop Modes(運(yùn)行循環(huán)模式)

運(yùn)行循環(huán)在工作時(shí)，會(huì)有多種運(yùn)行模式。我們常用到的模式有：NSDefaultRunLoopMode和NSRunLoopCommonModes 。每個(gè)RunLoop Mode都可以看作是一個(gè)集合，其中包含了其監(jiān)聽的事件源以及在事件發(fā)生時(shí)需要通知的RunLoop Observers。在相應(yīng)的模式下，只有對應(yīng)于該模式的source會(huì)被處理，同樣也只有對應(yīng)于該模式的observer會(huì)被通知。其實(shí)運(yùn)行循環(huán)模式起到一個(gè)過濾作用，可以過濾到我們不關(guān)心的其他的source事件。

Cocoa 和 Core Foundation框架定義了一個(gè)默認(rèn)的和一些常用的運(yùn)行循環(huán)模式，如下表：

Run Loop Sources

先來看runloop和sources的結(jié)構(gòu)圖

runloop.png

• Input sources
  輸入源異步發(fā)送事件到線程中，輸入源共有兩種類型:一種是基于端口的輸入源(Port-based input sources)，一種是自定義輸入源(Custom input sources)?；诙丝诘臄?shù)據(jù)源監(jiān)聽?wèi)?yīng)用的Mach端口，自定義輸入源監(jiān)聽自定義的事件源，二者的唯一區(qū)別是：基于端口的輸入源的信號(hào)是由內(nèi)核自動(dòng)觸發(fā)的，自定義輸入源的信號(hào)是由其它線程手動(dòng)觸發(fā)的。

• Port-Based Sources
  Cocoa 和 Core Foundation框架給我們提供了一些創(chuàng)建基于端口的源的對象和函數(shù)。
  在 Cocoa中，我們只需要?jiǎng)?chuàng)建一個(gè) NSPort對象，并將其添加到運(yùn)行循環(huán)中就可以了,NSPort對象會(huì)自己創(chuàng)建輸入源。

   NSPort *port = [NSPort port];
   [port scheduleInRunLoop:[NSRunLoop currentRunLoop] forMode:NSDefaultRunLoopMode];
  

  但是在Core Foundation中，我們就需要手動(dòng)創(chuàng)建端口和輸入源，我們可以用CFMachPortRef, CFMessagePortRef, or CFSocketRef來創(chuàng)建相應(yīng)的對象

• Custom input sources
  我們也可以自定義輸入源，自定義輸入源時(shí)，我們需要配置定義輸入源的行為，運(yùn)行循環(huán)模式，輸入源事件的傳遞機(jī)制，以及銷毀輸入源等。

• Cocoa Perform Selector Sources
  除了基于端口的源，Cocoa也定義了自定義輸入源－－Perform Selector Sources，這使得我們可以在任意線程中執(zhí)行我們的方法，Perform Selector 的方法在目標(biāo)線程中是串行執(zhí)行的，這樣就解決了多個(gè)方法在一個(gè)線程中執(zhí)行的同步問題，和基于端口的源不同，Perform Selector 在方法執(zhí)行完成之后，會(huì)將自己從runloop中移除。

Note: 當(dāng)我們在目標(biāo)線程上執(zhí)行我們的方法時(shí)，目標(biāo)線程的運(yùn)行循環(huán)必須開啟，否則方法不會(huì)執(zhí)行。主線程的運(yùn)行循環(huán)默認(rèn)開啟，子線程的運(yùn)行循環(huán)默認(rèn)不開啟，因此我們想要在子線程上運(yùn)行我們的程序，需要手動(dòng)開啟子線程的運(yùn)行循環(huán)。

• Timer Sources(定時(shí)器源)
  定時(shí)器源發(fā)送同步事件到我們的線程中，對于線程來說，定時(shí)器是一種通知自己做一些事情的方式。雖然，定時(shí)器源會(huì)發(fā)出基于時(shí)間的通知，但是定時(shí)器并不是實(shí)時(shí)機(jī)制，跟輸入源一樣，定時(shí)器源也跟runloop的運(yùn)行模式相關(guān)，如果定時(shí)器的模式，不在運(yùn)行循環(huán)當(dāng)前監(jiān)控的模式中，定時(shí)器方法是不會(huì)執(zhí)行的。另外如果定時(shí)器觸發(fā)時(shí)，運(yùn)行循環(huán)正在執(zhí)行操作，定時(shí)器將會(huì)在下次運(yùn)行循環(huán)調(diào)用時(shí)觸發(fā)。

Run Loop Observers

運(yùn)行循環(huán)在運(yùn)行時(shí)，會(huì)發(fā)出一些通知，我們可以通過注冊O(shè)bservers來監(jiān)聽運(yùn)行循環(huán)當(dāng)前所處的狀態(tài)，運(yùn)行循環(huán)狀態(tài)有以下幾種：

• 即將進(jìn)入運(yùn)行循環(huán)
• 運(yùn)行循環(huán)將要處理定時(shí)器
• 運(yùn)行循環(huán)將要處理輸入源
• 運(yùn)行循環(huán)將要進(jìn)入睡眠
• 運(yùn)行循環(huán)被喚醒，但是還未處理事件
• 運(yùn)行循環(huán)退出

The Run Loop Sequence of Events(運(yùn)行循環(huán)執(zhí)行事件的順序)

1. 通知觀察者即將進(jìn)入運(yùn)行循環(huán)
2. 通知觀察者將要處理定時(shí)器事件
3. 通知觀察者將要處理輸入源(基于端口的源除外)事件
4. 處理輸入源(基于端口的源除外)事件
5. 如果有基于端口的輸入源事件，則立即處理。然后跳到第9步。
6. 通知觀察者線程將要進(jìn)入休眠
7. 線程進(jìn)入休眠，等待被喚醒，下列事件可以喚醒線程

• 基于端口的源的事件
• 定時(shí)器事件
• 設(shè)置的runloop超時(shí)時(shí)間到期
• runloop主動(dòng)被喚醒

8. 通知觀察者線程剛被喚醒
9. 處理掛起的事件

• 如果有用戶定義的定時(shí)器事件觸發(fā)，處理定時(shí)器事件，并且重啟運(yùn)行循環(huán)，進(jìn)入第2步
• 如果觸發(fā)的是輸入源事件，傳送事件
• 如果runloop被主動(dòng)喚醒，并且沒有超時(shí)，重啟runloop，進(jìn)入第2步.

10. 通知觀察者運(yùn)行循環(huán)將要退出

代碼示例后續(xù)會(huì)整理分享