什么是 RunLoop ?
Run loop 表示一个循环程序会一直运行。通过内部维护事件循环(Event Loop)来对事件/消息进行管理的一个对象。事件循环模型的特点： 在没有消息处理时，线程进入休眠状态以避免资源占用，在有消息时，立刻被唤醒执行任务。
所以，RunLoop 实际上就是一个对象，这个对象管理了其需要处理的事件和消息，并提供了一个入口函数来执行上面 Event Loop 的逻辑。线程执行了这个函数后，就会一直处于这个函数内部 “接受消息->等待->处理” 的循环中，直到这个循环结束（比如传入 quit 的消息），函数返回。
在 iOS 系统中提供了两个这样的对象：
-
NSRunLoop: 基于CFRunLoopRef封装，提供面向对象的API，但是不是线程安全的。 -
CFRunLoopRef：是在CoreFoundation框架中，提供了纯 C 的API，是线程安全。
main函数为什么不会退出？
应用程序中，启动后执行下面代码：
int main(int argc, char * argv[]) {
@autoreleasepool {
return UIApplicationMain(argc, argv, nil, NSStringFromClass([AppDelegate class]));
}
}
因为调用UIApplicationMain启动了一个Runloop。有接收消息进行处理，没有消息进入等待。
RunLoop 和 线程的关系
RunLoop和线程是一一对应的。
- 主线程的
RunLoop默认启动。 参考上面问题。 - 对于其他线程，没有默认启动。如果需要则可以通过手动配置和启动。
- 在任何一个 Cocoa 程序的线程中，都可以通过以下代码来获取到当前线程的 run loop 。
NSRunLoop *runloop = [NSRunLoop currentRunLoop];
RunLoop数据结构
在 CoreFoundation 中，提供了5个类：
- CFRunLoopRef
- CFRunLoopModeRef
- CFRunLoopSourceRef
- CFRunLoopTimerRef
- CFRunLoopObserverRef
他们之间的关系如下：
一个 RunLoop 包含若干个 Mode，每个 Mode 又包含若干个 Source/Timer/Observer。每次调用 RunLoop 的主函数时，只能指定其中一个 Mode，这个Mode被称作 CurrentMode。如果需要切换 Mode，只能退出 Loop，再重新指定一个 Mode 进入。这样做主要是为了分隔开不同组的 Source/Timer/Observer，让其互不影响。
结构体定义
CFRunLoop结构体如下：
-
pthread: 与线程相关，一一对应。 -
currentMode：当前RunLoop所处的模式 -
modes集合CFMutableSetRef -
commonModes:CFMutableSetRef -
commonModeItems: 集合，包含多个Observer、Timer、Source。
Mode
Mode代表RunLoop的不同运行模式，运行时只能选择一种模式运行作为currentMode，如果想切换需要退出当前循环，重新选择Mode在进入循环。为什么这样设计呢，为了隔离开不同的任务，互不影响。
CFRunLoopMode结构体：
RunLoopMode中包含的内容：
-
name: 名称NSDefaultRunLoopMode -
source0：处理点击事件，performSelector：onThread:withObject:方法。 -
source1：基于Port的线程间通信，系统事件捕捉。 -
observers数组，监听状态，UI刷新，自动释放池 -
timers数组，NSTimer
一个Mode对应多个Source/Timer/Observer。RunLoop只能接受到当前Mode中添加的事件。
两种常用的Mode:
-
kCFRunLoopDefaultMode(NSDefaultRunLoopMode): APP的默认Mode，通常主线程是这个模式。 -
UITrackingRunLoopMode: 界面跟踪Mode，用户ScrollView追踪触摸滑动，保证界面滑动是不受其他Mode的影响。
注意：NSRunLoopCommonMode不是实际存在的Mode。是同步Source/Timer/Observer到多个Mode中的一种技术方案。
RunLoop的mode作用是什么？
mode 主要是用来指定事件在运行循环中的优先级的，分为：
-
NSDefaultRunLoopMode（kCFRunLoopDefaultMode）：默认，空闲状态 -
UITrackingRunLoopMode：ScrollView滑动时 -
UIInitializationRunLoopMode：启动时 -
NSRunLoopCommonModes（kCFRunLoopCommonModes）：Mode集合
苹果公开提供的 Mode 有两个：
NSDefaultRunLoopMode（kCFRunLoopDefaultMode)NSRunLoopCommonModes（kCFRunLoopCommonModes）
Source
CFRunLoopSourceRef是事件产生的地方。有两个版本 Source0 和 Source1:
-
source0: 手动唤醒线程。 触摸事件，performSelector：onThread:withObject:方法。 -
source1：自动唤醒线程，基于Port的线程间通讯 ，系统事件的捕捉。
Timer
CFRunLoopTimerRef基于时间的触发器，可以与NSTimer进行转换。performSelector:withObject:afterDelay:
Observer
CFRunLoopObserverRef 是观察者，每个 Observer都包含了一个回调（函数指针），当 RunLoop 的状态发生变化时，观察者就能通过回调接受到这个变化。可以观测的时间点有以下几个：
typedef CF_OPTIONS(CFOptionFlags, CFRunLoopActivity) {
kCFRunLoopEntry = (1UL << 0), // 即将进入Loop
kCFRunLoopBeforeTimers = (1UL << 1), // 即将处理 Timer
kCFRunLoopBeforeSources = (1UL << 2), // 即将处理 Source
kCFRunLoopBeforeWaiting = (1UL << 5), // 即将进入休眠
kCFRunLoopAfterWaiting = (1UL << 6), // 刚从休眠中唤醒
kCFRunLoopExit = (1UL << 7), // 即将退出Loop
};
上面的 Source/Timer/Observer 被统称为 mode item，一个 item 可以被同时加入多个 mode。但一个 item 被重复加入同一个 mode 时是不会有效果的。如果一个 mode 中一个 item 都没有，则 RunLoop 会直接退出，不进入循环。
CFRunLoopObserverRef observer = CFRunLoopObserverCreateWithHandler(kCFAllocatorDefault, kCFRunLoopAllActivities, YES, 0, ^(CFRunLoopObserverRef observer, CFRunLoopActivity activity) {
switch (activity) {
case kCFRunLoopEntry:
NSLog(@"KCFRunLoopEntry");
break;
case kCFRunLoopBeforeTimers:
NSLog(@"Timers");
break;
case kCFRunLoopBeforeSources:
NSLog(@"Sources");
break;
case kCFRunLoopBeforeWaiting:
NSLog(@"BeforeWaiting");
break;
case kCFRunLoopAfterWaiting:
NSLog(@"AfterWaiting");
break;
case kCFRunLoopExit:
NSLog(@"Exit");
break;
default:
break;
}
});
CFRunLoopAddObserver(CFRunLoopGetCurrent(), observer, kCFRunLoopCommonModes);
CFRelease(observer);
RunLoop运行逻辑
RunLoop的应用
1. 监控线程生命周期
2. 解决NSTimer在滑动停止工作的问题
3. 监控应用卡顿
4. 性能优化
滑动TableView的时候定时器为什么会失效？
因为滑动TableView的时候，RunLoop发生了Mode切换。
kCFRunLoopDefaultMode ---> UITrackingRunLoopMode。
解决方法：将Timer添加到RunLoop使用commonMode标记设置。
// 这种方式添加定时器不会出现，Timer停止的问题。
static int count = 0;
NSTimer *timer = [NSTimer timerWithTimeInterval:1.0 repeats:YES block:^(NSTimer * _Nonnull timer) {
NSLog(@"%d", count ++);
}];
[[NSRunLoop currentRunLoop] addTimer:timer forMode:NSRunLoopCommonModes];
// NSRunLoopCommonModes 并不是一个真的模式，而是一个标记。
如何实现常驻线程？
经常使用子线程时，可以创建一个常驻子线程，可以节省系统资源。下面看创建常驻子线程：
BOOL shouldKeepRunning = YES; // global
- (void)viewDidLoad {
[super viewDidLoad];
// LEThread继承自NSThread重写dealloc方法，打印销毁信息。
self.thread = [[LEThread alloc] initWithBlock:^{
// 用于线程保活，不做具体的任务。
// 线程一直在运行
[[NSRunLoop currentRunLoop] addPort:[[NSPort alloc] init] forMode:NSDefaultRunLoopMode];
// [[NSRunLoop currentRunLoop] run]; // 开启一个无限的循环，无法停止。
NSRunLoop *theRL = [NSRunLoop currentRunLoop];
while (shouldKeepRunning && [theRL runMode:NSDefaultRunLoopMode beforeDate:[NSDate distantFuture]]);
NSLog(@"%s ---end----", __func__);
}];
// 启动子线程
[self.thread start];
}
//停止线程
// 停止子线程RunLoop，该方法需要在子线程中调用。
- (void)stop {
shouldKeepRunning = NO; // 标志
CFRunLoopStop(CFRunLoopGetCurrent()); // 释放当前RunLoop。
NSLog(@"%s", __func__);
}
- 为当前线程开启一个RunLoop。
- 向该RunLoop中添加一个Port/Source等维持RunLoop的事件循环。
- 启动该RunLoop。
实例代码：GitHub
小结
- 讲讲
RunLoop，项目中有用到吗？ - runloop内部实现逻辑？
- runloop和线程的关系？
- timer 与 runloop 的关系？
- 程序中添加每3秒响应一次的NSTimer，当拖动tableview时timer可能无法响应要怎么解决？
- runloop 是怎么响应用户操作的， 具体流程是什么样的？
- 说说runLoop的几种状态
- runloop的mode作用是什么？
本文并没有深入研究RunLoop，只是梳理RunLoop相关的知识点。如果想深入学习推荐《小马哥底层课程》。
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