iOS-Runloop原理與應(yīng)用

Runloop：運行循環(huán)-死循環(huán)

主要目的:提高性能，有事情就干，沒事情休眠。
參考https://blog.csdn.net/callauxiliary/article/details/107419854

主要應(yīng)用

1，保證線程一直運行，處理事件,比如觸摸事件，時鐘事件，都是由runloop完成。
2，優(yōu)化卡頓：將一次runloop執(zhí)行完的任務(wù)，放到多次runloop中執(zhí)行。
3，UI滑動時計時不準(zhǔn)確的問題，設(shè)置定時器的Mode為：NSRunLoopCommonModes。
4，需要在線程上使用performSelector*****方法（運行時方法）。例如

讓UITableView、UICollectionView等延遲加載圖片

[imageView performSelector:@selector(setImage:) withObject:image afterDelay:0 inModes:@[NSDefaultRunLoopMode]];

這算一個優(yōu)化點，這里用的defaultMode，就是滾動的時候不加載圖片，停止?jié)L動加載圖片

Runloop運行原理

當(dāng)你調(diào)用 CFRunLoopRun() 時，線程就會一直停留在這個循環(huán)里；直到超時或被手動停止，該函數(shù)才會返回。每次線程運行RunLoop都會自動處理之前未處理的消息，并且將消息發(fā)送給觀察者，讓事件得到執(zhí)行。
Runloop的生命周期：在第一次獲取時創(chuàng)建，在線程結(jié)束時銷毀。

Runloop要想跑起來，它的內(nèi)部必須要有一個mode,這個mode里面必須有source\observer\timer，至少要有其中的一個。
系統(tǒng)默認(rèn)注冊了5個mode

    a.kCFRunLoopDefaultMode：App的默認(rèn)Mode，通常主線程是在這個Mode下運行

        b.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

        c.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

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

        e.kCFRunLoopCommonModes: 這是一個占位用的Mode，不是一種真正的Mode

RunLoop運行時首先根據(jù)modeName找到對應(yīng)mode，如果mode里沒有source/timer/observer，直接返回。

主要分為三大步驟：

1、首先根據(jù)modeName找到對應(yīng)的Mode

2、如果model里沒有Source/Timer/Observer，直接返回

3、如果model有Source/Timer/Observer，就會即將進入runloop


image.png

詳細步驟

簡單來講就是一個do-while循環(huán)，有輸入源就喚醒，沒有就處于休眠狀態(tài)，官方解釋鏈接。具體過程如下：

  1. 通知觀察者開始進入 Runloop
  2. 通知觀察者開始處理 Timer 事件
  3. 通知觀察者將要處理非基于 port 的事件
  4. 啟動準(zhǔn)備好的事件
  5. 如果基于 port 的事件已經(jīng)準(zhǔn)備好，立即啟動。并進入步驟 9
  6. 通知觀察者進入休眠狀態(tài)
  7. 線程進入休眠直到以下事件出現(xiàn)
    • 基于 port 的事件源出現(xiàn)
    • 定時器啟動
    • 設(shè)置的時間已經(jīng)超時
    • RunLoop 被喚醒
  8. 通知觀察者線程將被喚醒
  9. 處理已經(jīng)進入的事件
    • 如果用戶自定義的計時器啟動，處理事件并重啟 Runloop。轉(zhuǎn)到第二步
    • 輸入源啟動，傳遞消息
    • 如果 Runloop 被顯示喚醒且沒有超時，重啟 Runloop。轉(zhuǎn)到第二步
  10. 通知觀察者 Runloop 已經(jīng)退出

Runloop組成

兩種對象：NSRunLoop 和 CFRunLoopRef。

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 的封裝，提供了面向?qū)ο蟮?API，但是這些 API 不是線程安全的。

RunLoop共包含5個類，但公開的只有Source、Timer、Observer相關(guān)的三個類。
1，Timder，時鐘
2，source，事件源:一切事件的來源,按照函數(shù)的調(diào)用棧分為source0：非系統(tǒng)內(nèi)核事件，source1：系統(tǒng)內(nèi)核事件。
3，observer，觀察者，觀察的runloop的循環(huán)周期。

蘋果不允許直接創(chuàng)建 RunLoop，它只提供了兩個自動獲取的函數(shù)：CFRunLoopGetMain() 和 CFRunLoopGetCurrent()。

APP啟動過程

1，當(dāng)點擊APP時，操作系統(tǒng)開啟一條線程執(zhí)行程序的main函數(shù)。這個線程就是這個程序的主線程。這個線程是一個常駐線程，因為這個線程的Runloop被開啟了，不會被線程池釋放。

線程和runloop 的關(guān)系

線程和 RunLoop 之間是一一對應(yīng)的，其關(guān)系是保存在一個全局的 Dictionary 里。線程剛創(chuàng)建時并沒有 RunLoop，如果你不主動獲取，那它一直都不會有。RunLoop 的創(chuàng)建是發(fā)生在第一次獲取時，RunLoop 的銷毀是發(fā)生在線程結(jié)束時。你只能在一個線程的內(nèi)部獲取其 RunLoop（主線程除外）

Runloop的作用

1，保證線程不退出。
2，監(jiān)聽所有的事件,比如觸摸事件，時鐘事件，網(wǎng)絡(luò)事件等。
子線程要監(jiān)聽事件，就必須開啟子線程的runloop。

驗證將時鐘添加到runloop才可以實現(xiàn)監(jiān)聽

1，scheduledTimerWithTimeInterval初始化方法默認(rèn)是添加到當(dāng)前線程的runloop的，所以不用顯示的添加。
這種方法添加是NSDefaultRunLoopMode模式，UI事件會中斷響應(yīng)。

-(void)test{

    [NSTimer scheduledTimerWithTimeInterval:1 target:self selector:@selector(timeerFunC) userInfo:nil repeats:YES];
    
}

-(void)timeerFunC{
    static int num;
    NSLog(@"%d",num);
    num++;
}

3，子線程結(jié)束runloop

-(void)test{
    //要放在子線程,設(shè)置runloop時間,時間過了沒有執(zhí)行的任務(wù),子線程就會結(jié)束,并釋放
    dispatch_async(dispatch_get_global_queue(0, 0), ^{
        NSTimer *timer = [NSTimer timerWithTimeInterval:1 target:self selector:@selector(timeerFunC) userInfo:nil repeats:YES];
        //將時鐘手動添加到當(dāng)前的runloop，否者時鐘方法不會執(zhí)行
        [[NSRunLoop currentRunLoop]addTimer:timer forMode:NSDefaultRunLoopMode];
        //當(dāng)為yes時,取消RunLoop循環(huán)
        while (!_finish) {
            NSLog(@"來了11");
            [[NSRunLoop currentRunLoop]runUntilDate:[NSDate dateWithTimeIntervalSinceReferenceDate:1]];
        }
        NSLog(@"來了");
    });
}

-(void)timeerFunC{
    static int num;
    NSLog(@"%d",num);
    num++;
}

- (void)touchesBegan:(NSSet<UITouch *> *)touches withEvent:(UIEvent *)event{
    NSLog(@"22222");
    _finish = YES;
}

2，timerWithTimeInterval初始化方法需要手動將時鐘添加到當(dāng)前線程的runloop中，否則時鐘不能被監(jiān)聽。

-(void)test{
    NSTimer *timer = [NSTimer timerWithTimeInterval:1 target:self selector:@selector(timeerFunC) userInfo:nil repeats:YES];
    //將時鐘手動添加到當(dāng)前的runloop，否者時鐘方法不會執(zhí)行
    [[NSRunLoop currentRunLoop]addTimer:timer forMode:NSDefaultRunLoopMode];
}

-(void)timeerFunC{
    static int num;
    NSLog(@"%d",num);
    num++;
}

runloop的三種Mode

1，當(dāng)對象使用NSDefaultRunLoopMode（默認(rèn)模式，一般處理網(wǎng)絡(luò)事件和Timer事件），在runloop執(zhí)行UI事件的時候，會暫停響應(yīng)該對象的事件。
2，當(dāng)對象使用UITrackingRunLoopMode（UI模式，一般處理UI事件），只有在runloop執(zhí)行UI事件的時候，才會會暫停響應(yīng)該對象的事件。
3，當(dāng)對象使用NSRunLoopCommonModes（占位模式，這個不是一個真的模式，只是同時添加了上面兩種模式），在runloop執(zhí)行UI事件的時候，也會響應(yīng)該對象的事件（最理想的結(jié)果）。

開啟當(dāng)前線程的runloop

子線程處理需要監(jiān)聽的事件（需要子線程活著一直監(jiān)聽的情況），可以啟動子線程的runloop，讓子線程成為常駐線程，避免被釋放，從而可以響應(yīng)監(jiān)聽的事件。唯一讓線程不被釋放的方法就去啟動他的runloop。
解決NSTimer在滑動時停止工作的問題的辦法
1,設(shè)置定時器的Mode為：NSRunLoopCommonModes
2，將NSTimder放到子線程并且開啟runloop，name就是算是NSDefaultRunLoopMode,滑動UI也不會影響Timer。
NSTimder處理的事件一般放在子線程，并開啟子線程的runloop，避免影響主線程處理事件。

-(void)test{

    dispatch_async(dispatch_get_global_queue(0, 0), ^{
        NSTimer *timer = [NSTimer timerWithTimeInterval:1 target:self selector:@selector(timeerFunC) userInfo:nil repeats:YES];
        //將時鐘手動添加到當(dāng)前的runloop，否者時鐘方法不會執(zhí)行
        [[NSRunLoop currentRunLoop]addTimer:timer forMode: NSDefaultRunLoopMode ];
        //手動開啟當(dāng)前線程的runloop，這是一個死循環(huán)
        [[NSRunLoop currentRunLoop]run];
        NSLog(@"這里不會走了");
    });
}

-(void)timeerFunC{
    static int num;
    NSLog(@"%d",num);
    num++;
}

GCD實現(xiàn)定時器

Dispatch Source創(chuàng)建定時器timer,優(yōu)于NSTimer
必須要聲明timer屬性強應(yīng)用，不然會被釋放

@property (nonatomic, strong) dispatch_source_t timer;

-(void)test2{
    NSLog(@"啟動");
    _timer = dispatch_source_create(DISPATCH_SOURCE_TYPE_TIMER, 0, 0, dispatch_get_global_queue(0, 0));
    dispatch_source_set_timer(_timer, DISPATCH_TIME_NOW, 1 * NSEC_PER_SEC, 0);
    dispatch_source_set_event_handler(_timer, ^{
        NSLog(@"間隔一秒執(zhí)行%@",[NSThread currentThread]);
    });
    dispatch_resume(_timer);
    NSLog(@"啟動");
}

優(yōu)化練習(xí)

tableview在快速滑動時，高清圖片造成卡頓優(yōu)化。
原因:tableview在快速滑動時,runloop必須在一次循環(huán)內(nèi)，渲染所有的圖片。
思路:runloop每次循環(huán)只加載一張圖片，例如一個屏幕總的可以顯示15張圖片，那么就分15次加入到runloop中加載。相當(dāng)于把一次做完的事情，分成了15次。例如監(jiān)聽kCFRunLoopBeforeWaiting事件，回調(diào)函數(shù)加載圖片，加載完成后刪除這個任務(wù)。每次加載圖片后都會再次到達kCFRunLoopBeforeWaiting，還有圖片任務(wù)就會繼續(xù)執(zhí)行。
通過CFRunLoopObserverRef監(jiān)聽runloop 的狀態(tài)，函數(shù)指針回調(diào)，Ref是引用，指針的意思。
步驟
1，添加runloop觀察者，觀察runloop 的狀態(tài)變化。
2，將加載圖片的代碼塊放到數(shù)組中。
3，在觀察者回調(diào)中，拿出數(shù)組中加載圖片的代碼執(zhí)行。

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