RunLoop學習總結

什么是RunLoop

  • 從字面上看，就是運行循環(huán)，跑圈
  • 其實它內(nèi)部就是do-while循環(huán)，在這個循環(huán)內(nèi)部不斷地處理各種任務（比如Source、Timer、Observer）
  • 循環(huán)體的開始需要檢測是否有需要處理的事件，如果有則去處理，如果沒有則進入睡眠以節(jié)省CPU時間

基本作用

  1. 保持程序的持續(xù)運行
  2. 處理App中的各種事件（比如觸摸事件、定時器事件、Selector事件）
  3. 節(jié)省CPU資源，提高程序性能：該做事時做事，該休息時休息
  4. ······

RunLoop對象

  • iOS中有2套API來訪問和使用RunLoop
    • Core Foundation
    • NSRunLoop
  • NSRunLoop和CFRunLoopRef都代表著RunLoop對象
  • Core Foundation
    • CFRunLoopRef是在 CoreFoundation 框架內(nèi)的，它提供了純 C 函數(shù)的 API，所有這些 API 都是線程安全的。
  • NSRunLoop是基于CFRunLoopRef的一層OC包裝，提供了面向?qū)ο蟮?API，但是這些 API 不是線程安全的。所以要了解RunLoop內(nèi)部結構，需要多研究CFRunLoopRef層面的API（Core Foundation層面）

獲得RunLoop對象

  • Foundation
[NSRunLoop currentRunLoop]; // 獲得當前線程的RunLoop對象
[NSRunLoop mainRunLoop]; // 獲得主線程的RunLoop對象
  • Core Foundation
CFRunLoopGetCurrent(); // 獲得當前線程的RunLoop對象
CFRunLoopGetMain(); // 獲得主線程的RunLoop對象

RunLoop與線程

  • 每條線程都有唯一的一個與之對應的RunLoop對象，其關系是保存在一個全局的 Dictionary 里

  • 主線程的RunLoop已經(jīng)自動創(chuàng)建和啟動，子線程的RunLoop需要主動創(chuàng)建、調(diào)用run方法啟動

  • RunLoop在第一次獲取時創(chuàng)建，在線程結束時銷毀

RunLoop資料

Core Foundation中關于RunLoop的5個類

  • CFRunLoopRef
  • CFRunLoopModeRef
  • CFRunLoopSourceRef
  • CFRunLoopTimerRef
  • CFRunLoopObserverRef

CFRunLoopModeRef

  • CFRunLoopModeRef 類并沒有對外暴露，只是通過 CFRunLoopRef的接口進行了封裝，代表RunLoop的運行模式

  • 關系

    • 一個 RunLoop 包含若干個 Mode，每個 Mode 又包含若干個 Source/Timer/Observer
    • 每次調(diào)用 RunLoop 的主函數(shù)時，只能指定其中一個 Mode，這個Mode被稱作 CurrentMode
    • 如果需要切換 Mode，只能退出 Loop，再重新指定一個 Mode 進入
    • 這樣做主要是為了分隔開不同組的 Source/Timer/Observer，讓其互不影響

  • 系統(tǒng)默認注冊了5個Mode:

    • NSDefaultRunLoopMode：App的默認Mode，通常主線程是在這個Mode下運行

    • UITrackingRunLoopMode：界面跟蹤 Mode，用于 ScrollView 追蹤觸摸滑動，保證界面滑動時不受其他 Mode 影響

    • UIInitializationRunLoopMode: 在剛啟動 App 時第進入的第一個 Mode，啟動完成后就不再使用

    • GSEventReceiveRunLoopMode: 接受系統(tǒng)事件的內(nèi)部 Mode，通常用不到

    • NSRunLoopCommonModes: 這是一個占位用的Mode，不是一種真正的Mode

"CommonModes"概念

  • 一個 Mode 可以將自己標記為"Common"屬性（通過將其 ModeName 添加到 RunLoop 的 "commonModes" 中）。每當 RunLoop 的內(nèi)容發(fā)生變化時，RunLoop 都會自動將 _commonModeItems 里的 Source/Observer/Timer 同步到具有 "Common" 標記的所有Mode里。

  • 應用場景

    • 主線程的 RunLoop 里有兩個預置的 Mode：kCFRunLoopDefaultMode 和 UITrackingRunLoopMode。這兩個 Mode 都已經(jīng)被標記為"Common"屬性。DefaultMode 是 App 平時所處的狀態(tài)，TrackingRunLoopMode 是追蹤 ScrollView 滑動時的狀態(tài)。當你創(chuàng)建一個 Timer 并加到 DefaultMode 時，Timer 會得到重復回調(diào)，但此時滑動一個TableView時，RunLoop 會將 mode 切換為 TrackingRunLoopMode，這時 Timer 就不會被回調(diào)，并且也不會影響到滑動操作。

    • 有時你需要一個 Timer，在兩個 Mode 中都能得到回調(diào)，一種辦法就是將這個 Timer 分別加入這兩個 Mode。還有一種方式，就是將 Timer 加入到頂層的 RunLoop 的 "commonModeItems" 中。"commonModeItems" 被 RunLoop 自動更新到所有具有"Common"屬性的 Mode 里去

  • 定時器NSTimer，代碼實現(xiàn)

    NSTimer *timer = [NSTimer timerWithTimeInterval:2.0 target:self selector:@selector(run) userInfo:nil repeats:YES];

    // 定時器只運行在NSDefaultRunLoopMode下，一旦RunLoop進入其他模式，這個定時器就不會工作
    [[NSRunLoop currentRunLoop] addTimer:timer forMode:NSDefaultRunLoopMode];

    // 定時器只運行在UITrackingRunLoopMode下，一旦RunLoop進入其他模式，這個定時器就不會工作
    [[NSRunLoop currentRunLoop] addTimer:timer forMode:UITrackingRunLoopMode];

    // 定時器會跑在標記為common modes的模式下
    // 標記為common modes的模式：UITrackingRunLoopMode和NSDefaultRunLoopMode
    [[NSRunLoop currentRunLoop] addTimer:timer forMode:NSRunLoopCommonModes];

// 調(diào)用了scheduledTimer返回的定時器，已經(jīng)自動被添加到當前runLoop中，而且是NSDefaultRunLoopMode
    NSTimer *timer = [NSTimer scheduledTimerWithTimeInterval:2.0 target:self selector:@selector(run) userInfo:nil repeats:YES];

    // 修改模式
    [[NSRunLoop currentRunLoop] addTimer:timer forMode:NSRunLoopCommonModes];

CFRunLoopSourceRef

  • CFRunLoopSourceRef 是事件產(chǎn)生的地方。Source有兩個版本：Source0 和 Source1。
  • Source0 非基于Port的
    ，只包含了一個回調(diào)（函數(shù)指針），它并不能主動觸發(fā)事件。使用時，你需要先調(diào)用 CFRunLoopSourceSignal(source)，將這個 Source 標記為待處理，然后手動調(diào)用 CFRunLoopWakeUp(runloop) 來喚醒 RunLoop，讓其處理這個事件。
  • 基于Port的，通過內(nèi)核和其他線程通信，接收、分發(fā)系統(tǒng)事件

CFRunLoopTimerRef

  • CFRunLoopTimerRef是基于時間的觸發(fā)器
  • CFRunLoopTimerRef基本上說的就是NSTimer，它受RunLoop的Mode影響
  • GCD的定時器不受RunLoop的Mode影響

CFRunLoopObserverRef

  • CFRunLoopObserverRef是觀察者，能夠監(jiān)聽RunLoop的狀態(tài)改變
  • 可以監(jiān)聽的時間點有以下幾個
/* Run Loop Observer Activities */
typedef CF_OPTIONS(CFOptionFlags, CFRunLoopActivity) {
    kCFRunLoopEntry = (1UL << 0), // 1 // 即將進入Loop
    kCFRunLoopBeforeTimers = (1UL << 1), // 2 // 即將處理 Timer
    kCFRunLoopBeforeSources = (1UL << 2), // 4 即將處理 Source
    kCFRunLoopBeforeWaiting = (1UL << 5), // 32 // 即將進入休眠
    kCFRunLoopAfterWaiting = (1UL << 6), // 64
    // 剛從休眠中喚醒
    kCFRunLoopExit = (1UL << 7), // 128 // 即將退出Loop
    kCFRunLoopAllActivities = 0x0FFFFFFFU // 可以監(jiān)聽以上所有狀態(tài)
};
  • 添加觀察者Observer代碼實現(xiàn)
 // 創(chuàng)建observer
    CFRunLoopObserverRef observer = CFRunLoopObserverCreateWithHandler(CFAllocatorGetDefault(), kCFRunLoopAllActivities, YES, 0, ^(CFRunLoopObserverRef observer, CFRunLoopActivity activity) {
        NSLog(@"----監(jiān)聽到RunLoop狀態(tài)發(fā)生改變---%zd", activity);
    });

    // 添加觀察者：監(jiān)聽RunLoop的狀態(tài)
    CFRunLoopAddObserver(CFRunLoopGetCurrent(), observer, kCFRunLoopDefaultMode);

    // 釋放Observer
    CFRelease(observer);

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)建出來的對象，都需要在最后做一次release
    • 比如CFRunLoopObserverCreate
  • release函數(shù)：CFRelease(對象);

PerformSelecter

  • 當調(diào)用 NSObject 的 performSelecter:afterDelay: 后，實際上其內(nèi)部會創(chuàng)建一個 Timer 并添加到當前線程的 RunLoop 中。所以如果當前線程沒有 RunLoop，則這個方法會失效。

  • 當調(diào)用 performSelector:onThread: 時，實際上其會創(chuàng)建一個 Timer 加到對應的線程去，同樣的，如果對應線程沒有 RunLoop 該方法也會失效。

  • 應用：可以讓某些事件（行為、任務）在特定模式下執(zhí)行

    • 有時候圖片比較大，渲染到屏幕耗費時間，會造成界面卡頓，可以讓圖片在UIScrollView滾動完之后執(zhí)行
[self.imageView performSelector:@selector(setImage:) withObject:[UIImage imageNamed:@"placeholder"] afterDelay:2 inModes:@[NSDefaultRunLoopMode]];

使用RunLoop開啟一個常駐線程

  • 讓一個子線程不進入消亡狀態(tài)，等待其他線程發(fā)來消息，處理其他事件

  • 子線程RunLoop的三種手動啟動方式

    // 默認RunLoop指定的模式是NSDefaultRunLoopMode，周期無限長
    [[NSRunLoop currentRunLoop] run];

    [[NSRunLoop currentRunLoop] runUntilDate:[NSDate distantFuture]];

    [[NSRunLoop currentRunLoop] runMode:NSDefaultRunLoopMode beforeDate:[NSDate distantFuture]];
  • 常駐線程，讓子線程不消亡，兩種實現(xiàn)方式
    • 給RunLoop的Mode添加一個Source或者Timer
    // RunLoop只能選擇一個Mode啟動，如果當前Mode中沒有任何Source、Timer，那么就直接退出RunLoop
[[NSRunLoop currentRunLoop] addPort:[NSPort port] forMode:NSDefaultRunLoopMode];

[[NSRunLoop currentRunLoop] run];
    • 一直循環(huán)啟動RunLoop,退出RunLoop,直到添加了Source或Timer，才會跑圈
    while (1) {
    [[NSRunLoop currentRunLoop] run];
}

RunLoop處理邏輯

  • 官方版


    RunLoop1.png

  • 網(wǎng)友版

RunLoop2.png
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