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一、RunLoop基本概念

RunLoop從字面意思上看:
- 運(yùn)行循環(huán)
- 跑圈
RunLoop的基本作用:
- 保持程序的持續(xù)運(yùn)行
- 處理APP中各種事件(比如:觸摸事件,定時(shí)器事件，Selector事件等)
- 能節(jié)省CPU資源，提高程序的性能:該做事的時(shí)候就喚醒，沒(méi)有事情就睡眠
假如沒(méi)有了RunLoop:
- 大家都知道程序的入口是main函數(shù):
```
int main(int argc, char * argv[]) {
    @autoreleasepool {
        return UIApplicationMain(argc, argv, nil, NSStringFromClass([AppDelegate class]));
    }
}
```
- 如果沒(méi)有RunLoop，程序就會(huì)在main函數(shù)執(zhí)行完畢的時(shí)候退出，也正是因?yàn)橛辛薘unLoop，導(dǎo)致main函數(shù)沒(méi)有馬上退出,保證了程序持續(xù)運(yùn)行;
- 其實(shí)是在UIApplicationMain函數(shù)內(nèi)部啟動(dòng)了一個(gè)RunLoop;
- 這個(gè)默認(rèn)啟動(dòng)的RunLoop是跟主線程相關(guān)聯(lián)的
RunLoop內(nèi)部其實(shí)是有一個(gè)do-while循環(huán)(可以從RunLoop源碼中找到),暫且可以理解為下面的代碼:

RunLoop偽代碼.png

二、RunLoop對(duì)象

iOS中有2套API來(lái)訪問(wèn)和使用RunLoop
- Foundation框架中的NSRunLoop;
- Core Foundation中的CFRunLoop;
NSRunLoop是基于CFRunLoopRef的一層OC包裝，所以要了解RunLoop內(nèi)部結(jié)構(gòu)，需要多研究CFRunLoopRef層面的API（Core Foundation層面）

三、RunLoop與線程

每條線程都有唯一的一個(gè)與之對(duì)應(yīng)的RunLoop對(duì)象
主線程中的RunLoop由系統(tǒng)自動(dòng)創(chuàng)建，子線程中RunLoop可以通過(guò)手動(dòng)創(chuàng)建
RunLoop在線程結(jié)束的時(shí)候會(huì)被銷毀

獲取RunLoop對(duì)象

Foundation框架中

[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框架中

CFRunLoopGetCurrent(); // 獲得當(dāng)前線程的RunLoop對(duì)象
CFRunLoopGetMain(); // 獲得主線程的RunLoop對(duì)象

四、RunLoop的結(jié)構(gòu)(為更深入的了解RunLoop我們研究CFRunLoop)

RunLoop結(jié)構(gòu).png

1. CFRunLoopModeRef:

CFRunLoopModeRef代表RunLoop的運(yùn)行模式
一個(gè)RunLoop中包含N多個(gè)Mode，每個(gè)Mode中又包含了N多個(gè)Source/Timer/Observer
一個(gè)RunLoop在同一時(shí)間內(nèi)只能處在一種運(yùn)行模式下，這個(gè)模式也就是CurrentMode
一個(gè)RunLoop的運(yùn)行模式可以切換，是在當(dāng)前Mode退出后，下次進(jìn)入的時(shí)候切換
系統(tǒng)默認(rèn)注冊(cè)了5中Mode:
- NSDefaultRunLoopMode:默認(rèn)的Mode，通常主線程的RunLoop是在這個(gè)Mode下運(yùn)行
- UITrackingRunLoopMode:界面跟蹤Mode，當(dāng)用戶與界面交互的時(shí)候會(huì)在此Mode下運(yùn)行
- NSRunLoopCommonModes:這個(gè)不是一種真正的Mode，是一個(gè)占位用的Mode
- UIInitializationRunLoopMode:程序啟動(dòng)時(shí)的Mode，啟動(dòng)完成后就不在此Mode下
- GSEventReceiveRunLoopMode:接受系統(tǒng)事件的內(nèi)部Mode，一般我們用不到

2. CFRunLoopTimerRef

CFRunLoopTimerRef是基于時(shí)間的觸發(fā)器
CFRunLoopTimerRef基本上說(shuō)的就是NSTimer，它受RunLoop Mode的影響

// 創(chuàng)建一個(gè)定時(shí)器(NSDefaultRunLoopMode)
NSTimer *timer = [NSTimer timerWithTimeInterval:2.0 target:self selector:@selector(run) userInfo:nil repeats:YES];
// NSDefaultRunLoopMode:NSTimer只有在默認(rèn)模式下(NSDefaultRunLoopMode)工作，切換到其他模式不再工作，比如拖拽了界面上的某個(gè)控件(會(huì)切換成UITrackingRunLoopMode)
[[NSRunLoop mainRunLoop] addTimer:timer forMode:NSDefaultRunLoopMode];
        
// 創(chuàng)建一個(gè)定時(shí)器(UITrackingRunLoopMode)
NSTimer *timer = [NSTimer timerWithTimeInterval:2.0 target:self selector:@selector(run) userInfo:nil repeats:YES];
// 拖拽UI界面時(shí)出發(fā)定時(shí)器,在默認(rèn)模式(NSDefaultRunLoopMode)下不工作
[[NSRunLoop mainRunLoop] addTimer:timer forMode:UITrackingRunLoopMode];
       
// 創(chuàng)建一個(gè)定時(shí)器(NSRunLoopCommonModes)
NSTimer *timer = [NSTimer timerWithTimeInterval:2.0 target:self selector:@selector(run) userInfo:nil repeats:YES];
// NSRunLoopCommonModes僅僅是標(biāo)記NSTimer在兩種模式(UITrackingRunLoopMode/NSDefaultRunLoopMode)下都能運(yùn)行,但一個(gè)RunLoop中同一時(shí)間內(nèi)只能運(yùn)行一種模式
[[NSRunLoop currentRunLoop] addTimer:timer forMode:NSRunLoopCommonModes];

// 默認(rèn)已經(jīng)添加到主線程中RunLoop(mainRunLoop)中(Mode:NSDefaultRunLoopMode)
[NSTimer scheduledTimerWithTimeInterval:2.0 target:self selector:@selector(run) userInfo:nil repeats:YES];

GCD定時(shí)器不受RunLoop Mode的影響

/** 定時(shí)器對(duì)象 */
@property (nonatomic, strong)dispatch_source_t timer; // 需要一個(gè)強(qiáng)引用

NSLog(@"開(kāi)始");
// 獲取隊(duì)并發(fā)隊(duì)列，定時(shí)器的回調(diào)函數(shù)將會(huì)在子線程中執(zhí)行
// dispatch_queue_t queue = dispatch_get_global_queue(0, 0);
    
// 獲取主隊(duì)列，定時(shí)器的回調(diào)函數(shù)將會(huì)在子線程中執(zhí)行
dispatch_queue_t queue = dispatch_get_main_queue();

self.timer = dispatch_source_create(DISPATCH_SOURCE_TYPE_TIMER, 0, 0, queue);
    
// 該時(shí)間表示從現(xiàn)在開(kāi)始推遲兩秒
dispatch_time_t start = dispatch_time(DISPATCH_TIME_NOW, 2 * NSEC_PER_SEC);
    
// 設(shè)置定時(shí)器的開(kāi)始時(shí)間，間隔時(shí)間
dispatch_source_set_timer(self.timer, start, 1 * NSEC_PER_SEC, 0 * NSEC_PER_SEC);
    dispatch_source_set_event_handler(self.timer, ^{
        NSLog(@"------%@", [NSThread currentThread]);
    });
dispatch_resume(self.timer);

/* 參數(shù)說(shuō)明:
// 設(shè)置定時(shí)器的一些屬性
    dispatch_source_set_timer(dispatch_source_t source, // 定時(shí)器對(duì)象
                              dispatch_time_t start, // 定時(shí)器開(kāi)始執(zhí)行的時(shí)間
                              uint64_t interval, // 定時(shí)器的間隔時(shí)間
                              uint64_t leeway // 定時(shí)器的精度
                              );

*/

3. CFRunLoopSourceRef

按照官方文檔CFRunLoopSourceRef為3類
- Port-Based Sources:與內(nèi)核相關(guān)
- Custom Input Sources:與自定義Sources相關(guān)
- Cocoa Perform Selector Sources:與Performxxxxxx等方法等相關(guān)
按照函數(shù)調(diào)用棧CFRunLoopSourceRef分2類:
- Source0：非基于Port的
- Source1：基于Port的，通過(guò)內(nèi)核和其他線程通信，接收、分發(fā)系統(tǒng)事件

4. CFRunLoopObserverRef

CFRunLoopObserverRef是RunLoop的觀察者，可以通過(guò)CFRunLoopObserverRef來(lái)監(jiān)聽(tīng)RunLoop狀態(tài)的改變
CFRunLoopObserverRef監(jiān)聽(tīng)的狀態(tài)由以下幾種:
/* Run Loop Observer Activities */ typedef CF_OPTIONS(CFOptionFlags, CFRunLoopActivity) { kCFRunLoopEntry = (1UL << 0), // 狀態(tài)值:1,表示進(jìn)入RunLoop kCFRunLoopBeforeTimers = (1UL << 1), // 狀態(tài)值:2,表示即將處理NSTimer kCFRunLoopBeforeSources = (1UL << 2), // 狀態(tài)值:4,表示即將處理Sources kCFRunLoopBeforeWaiting = (1UL << 5), // 狀態(tài)值:32,表示即將休眠 kCFRunLoopAfterWaiting = (1UL << 6), // 狀態(tài)值:64,表示從休眠中喚醒 kCFRunLoopExit = (1UL << 7), // 狀態(tài)值:128,表示退出RunLoop kCFRunLoopAllActivities = 0x0FFFFFFFU // 表示監(jiān)聽(tīng)上面所有的狀態(tài) };
如何監(jiān)聽(tīng)RunLoop的狀態(tài):
- 1.創(chuàng)建CFRunLoopObserverRef

// 第一個(gè)參數(shù)用于分配該observer對(duì)象的內(nèi)存
// 第二個(gè)參數(shù)用以設(shè)置該observer所要關(guān)注的的事件，詳見(jiàn)回調(diào)函數(shù)myRunLoopObserver中注釋
// 第三個(gè)參數(shù)用于標(biāo)識(shí)該observer是在第一次進(jìn)入run loop時(shí)執(zhí)行還是每次進(jìn)入run loop處理時(shí)均執(zhí)行
// 第四個(gè)參數(shù)用于設(shè)置該observer的優(yōu)先級(jí),一般為0
// 第五個(gè)參數(shù)用于設(shè)置該observer的回調(diào)函數(shù)
// 第六個(gè)參數(shù)observer的運(yùn)行狀態(tài)   
 CFRunLoopObserverRef observer = CFRunLoopObserverCreateWithHandler(CFAllocatorGetDefault(), kCFRunLoopAllActivities, YES, 0, ^(CFRunLoopObserverRef observer, CFRunLoopActivity activity) {
            NSLog(@"----監(jiān)聽(tīng)到RunLoop狀態(tài)發(fā)生改變---%zd", activity);
            });

- 2.將觀察者CFRunLoopObserverRef添加到RunLoop上面

        CFRunLoopAddObserver(CFRunLoopGetCurrent(), observer, kCFRunLoopDefaultMode);

- 3.觀察者CFRunLoopObserverRef要`手動(dòng)釋放`
        CFRelease(observer);

五、RunLoop的處理邏輯

RunLoop處理邏輯-官方.png

上圖顯示了線程的輸入源
- 1.基于端口的輸入源（Port Sources）
- 2.自定義輸入源（Custom Sources）
- 3.Cocoa執(zhí)行Selector的源（performSelectorxxxx方法）
- 4.定時(shí)源（Timer Sources ）
線程針對(duì)上面不同的輸入源，有不同的處理機(jī)制
- 1.handlePort——處理基于端口的輸入源
- 2.customSrc——處理用戶自定義輸入源
- 3.mySelector——處理Selector的源
- 4.timerFired——處理定時(shí)源

非官方文檔

RunLoop處理邏輯-非官方.png

六、RunLoop的具體使用

1.圖片刷新(假如界面要刷新N多圖片(渲染)，此時(shí)用戶拖拽UI控件就會(huì)出現(xiàn)卡的效果，我們可以通過(guò)RunLoop實(shí)現(xiàn)，只在RunLoop默認(rèn)Mode下下載，也就是拖拽Mode下不刷新圖片)

- (void)viewDidLoad {
   [super viewDidLoad];
   // 只在NSDefaultRunLoopMode下執(zhí)行(刷新圖片)
   [self.myImageView performSelector:@selector(setImage:) withObject:[UIImage imageNamed:@"0"] afterDelay:2.0 inModes:@[NSDefaultRunLoopMode]];    
}

2.保證一個(gè)線程永遠(yuǎn)不死
- 方案一:用一個(gè)強(qiáng)引用引用住線程(這種方案是不可行的)，原因如下:

#import "ViewController.h"
#import "YCThread.h"
@interface ViewController ()

/*
思路:用一個(gè)強(qiáng)引用線程，當(dāng)點(diǎn)擊屏幕的時(shí)候再讓他啟動(dòng)，結(jié)果是不可行?。。?！

因?yàn)?，線程執(zhí)行完內(nèi)部的任務(wù)后就會(huì)自動(dòng)死亡，你如果用一個(gè)強(qiáng)引用引用這個(gè)線程，
即使內(nèi)存還在，但是該線程也已經(jīng)處于死亡狀態(tài)(線程狀態(tài))，是不能再次啟動(dòng)的，
如果再次啟動(dòng)一個(gè)死亡狀態(tài)的線程，就會(huì)
報(bào)錯(cuò)--reason: '*** -[YCThread start]: attempt(視圖) to start the thread again'
*/
/** 線程對(duì)象 */
@property (nonatomic, strong)YCThread *thread; // 強(qiáng)引用

@end

@implementation ViewController

- (void)viewDidLoad {
    [super viewDidLoad];
    // 創(chuàng)建子線程
    self.thread = [[YCThread alloc] initWithTarget:self selector:@selector(run) object:nil];
    // 啟動(dòng)子線程
    [self.thread start];
}

- (void)run {
    NSLog(@"----------");
}

- (void)touchesBegan:(NSSet *)touches withEvent:(UIEvent *)event {
    // 點(diǎn)擊屏幕再次啟動(dòng)線程
    [self.thread start];
}

@end

方案二:(死循環(huán)+RunLoop)，不建議此做法，不是太好

#import "ViewController.h"

@interface ViewController ()
/** 線程對(duì)象 */
@property (nonatomic, strong)NSThread *thread;
@end

@implementation ViewController

- (void)viewDidLoad {
    [super viewDidLoad];

    // 創(chuàng)建子線程
    self.thread = [[NSThread alloc] initWithTarget:self selector:@selector(run) object:nil];
    
    [self.thread start];
}

- (void)run {

    NSLog(@"run--%@", [NSThread currentThread]);
    
    // 利用死循環(huán)(不建議此做法)
    while (1) {
        [[NSRunLoop currentRunLoop] run];
    }
}

- (void)touchesBegan:(NSSet *)touches withEvent:(UIEvent *)event {
    
    [self performSelector:@selector(test) onThread:self.thread withObject:nil waitUntilDone:YES modes:@[NSDefaultRunLoopMode]];
}
- (void)test {

    NSLog(@"test--%@", [NSThread currentThread]);
}

@end

方案三:（子線程中加入RunLoop+RunLoop源）建議采用此方案
- 備注:RunLoop源:Port、Sources0/Sources1、Timer

#import "ViewController.h"
/*
思路:為了保證線程不死，我們考慮在子線程中加入RunLoop，
    但是由于RunLoop中沒(méi)有沒(méi)有源，就會(huì)自動(dòng)退出RunLoop，
    所以我們要為子線程添加一個(gè)RunLoop，
    并且為這個(gè)RunLoop添加源(保證RunLoop不退出)
*/
@interface ViewController ()

/** 線程對(duì)象 */
@property (nonatomic, strong)NSThread *thread;

@end

@implementation ViewController

- (void)viewDidLoad {
    [super viewDidLoad];
    
    // 創(chuàng)建子線程
    self.thread = [[NSThread alloc] initWithTarget:self selector:@selector(run) object:nil];

    //啟動(dòng)子線程
    [self.thread start];
    
}

- (void)run {

    NSLog(@"run--%@", [NSThread currentThread]); // 子線程
    
    // 給子線程添加一個(gè)RunLoop，并且加入源
    [[NSRunLoop currentRunLoop] addPort:[NSPort port] forMode:NSDefaultRunLoopMode];
    // 啟動(dòng)RunLoop
    [[NSRunLoop currentRunLoop] run];
    
    NSLog(@"------------"); // RunLoop啟動(dòng)，這句沒(méi)有執(zhí)行的機(jī)會(huì)
}

- (void)touchesBegan:(NSSet *)touches withEvent:(UIEvent *)event {

    // 在子線程中調(diào)用test方法，如果子線程還在就能夠調(diào)用成功
    [self performSelector:@selector(test) onThread:self.thread withObject:nil waitUntilDone:YES modes:@[NSDefaultRunLoopMode]];
}

- (void)test {
    NSLog(@"test--%@", [NSThread currentThread]); // 子線程
}

@end

主線程之所以沒(méi)有退出，就是因?yàn)橹骶€程內(nèi)部自動(dòng)開(kāi)啟了一個(gè)RunLoop.

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RunLoop

RunLoop

一、RunLoop基本概念

二、RunLoop對(duì)象

三、RunLoop與線程

四、RunLoop的結(jié)構(gòu)(為更深入的了解RunLoop我們研究CFRunLoop)

1. CFRunLoopModeRef:

2. CFRunLoopTimerRef

3. CFRunLoopSourceRef

4. CFRunLoopObserverRef

五、RunLoop的處理邏輯

六、RunLoop的具體使用

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RunLoop

一、RunLoop基本概念

二、RunLoop對(duì)象

三、RunLoop與線程

四、RunLoop的結(jié)構(gòu)(為更深入的了解RunLoop我們研究CFRunLoop)

1. CFRunLoopModeRef:

2. CFRunLoopTimerRef

3. CFRunLoopSourceRef

4. CFRunLoopObserverRef

五、RunLoop的處理邏輯

六、RunLoop的具體使用

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二、RunLoop對(duì)象

四、RunLoop的結(jié)構(gòu)(為更深入的了解RunLoop我們研究CFRunLoop)