大厂常问iOS面试题--Runloop篇

1.Runloop 和线程的关系?

  • 一个线程对应一个 Runloop。

  • 主线程的默认就有了 Runloop。

  • 子线程的 Runloop 以懒加载的形式创建。

  • Runloop 存储在一个全局的可变字典里,线程是 key ,Runloop 是 value。

2.RunLoop的运行模式

  • RunLoop的运行模式共有5种,RunLoop只会运行在一个模式下,要切换模式,就要暂停当前模式,重写启动一个运行模式

    - kCFRunLoopDefaultMode, App的默认运行模式,通常主线程是在这个运行模式下运行
    - UITrackingRunLoopMode, 跟踪用户交互事件(用于 ScrollView 追踪触摸滑动,保证界面滑动时不受其他Mode影响)
    - kCFRunLoopCommonModes, 伪模式,不是一种真正的运行模式
    - UIInitializationRunLoopMode:在刚启动App时第进入的第一个Mode,启动完成后就不再使用
    - GSEventReceiveRunLoopMode:接受系统内部事件,通常用不到
    
    

3.runloop内部逻辑?

  • 实际上 RunLoop 就是这样一个函数,其内部是一个 do-while 循环。当你调用 CFRunLoopRun() 时,线程就会一直停留在这个循环里;直到超时或被手动停止,该函数才会返回。

    RunLoop
  • 内部逻辑:

    1. 通知 Observer 已经进入了 RunLoop

    2. 通知 Observer 即将处理 Timer

    3. 通知 Observer 即将处理非基于端口的输入源(即将处理 Source0)

    4. 处理那些准备好的非基于端口的输入源(处理 Source0)

    5. 如果基于端口的输入源准备就绪并等待处理,请立刻处理该事件。转到第 9 步(处理 Source1)

    6. 通知 Observer 线程即将休眠

    7. 将线程置于休眠状态,直到发生以下事件之一

      • 事件到达基于端口的输入源(port-based input sources)(也就是 Source0)

      • Timer 到时间执行

      • 外部手动唤醒

      • 为 RunLoop 设定的时间超时

    8. 通知 Observer 线程刚被唤醒(还没处理事件)

    9. 处理待处理事件

      • 如果是 Timer 事件,处理 Timer 并重新启动循环,跳到第 2 步

      • 如果输入源被触发,处理该事件(文档上是 deliver the event)

      • 如果 RunLoop 被手动唤醒但尚未超时,重新启动循环,跳到第 2 步

4.autoreleasePool 在何时被释放?

  • App启动后,苹果在主线程 RunLoop 里注册了两个 Observer,其回调都是 _wrapRunLoopWithAutoreleasePoolHandler()。

  • 第一个 Observer 监视的事件是 Entry(即将进入Loop),其回调内会调用 _objc_autoreleasePoolPush() 创建自动释放池。其 order 是 -2147483647,优先级最高,保证创建释放池发生在其他所有回调之前。

  • 第二个 Observer 监视了两个事件: BeforeWaiting(准备进入休眠) 时调用_objc_autoreleasePoolPop() 和 _objc_autoreleasePoolPush() 释放旧的池并创建新池;Exit(即将退出Loop) 时调用 _objc_autoreleasePoolPop() 来释放自动释放池。这个 Observer 的 order 是 2147483647,优先级最低,保证其释放池子发生在其他所有回调之后。

  • 在主线程执行的代码,通常是写在诸如事件回调、Timer回调内的。这些回调会被 RunLoop 创建好的 AutoreleasePool 环绕着,所以不会出现内存泄漏,开发者也不必显示创建 Pool 了。

5.GCD 在Runloop中的使用?

  • GCD由 子线程 返回到 主线程,只有在这种情况下才会触发 RunLoop。会触发 RunLoop 的 Source 1 事件。

6.AFNetworking 中如何运用 Runloop?

  • AFURLConnectionOperation 这个类是基于 NSURLConnection 构建的,其希望能在后台线程接收 Delegate 回调。为此 AFNetworking 单独创建了一个线程,并在这个线程中启动了一个 RunLoop:

    + (void)networkRequestThreadEntryPoint:(id)__unused object {
        @autoreleasepool {
            [[NSThread currentThread] setName:@"AFNetworking"];
            NSRunLoop *runLoop = [NSRunLoop currentRunLoop];
            [runLoop addPort:[NSMachPort port] forMode:NSDefaultRunLoopMode];
            [runLoop run];
        }
    }
    
    + (NSThread *)networkRequestThread {
        static NSThread *_networkRequestThread = nil;
        static dispatch_once_t oncePredicate;
        dispatch_once(&oncePredicate, ^{
            _networkRequestThread = [[NSThread alloc] initWithTarget:self selector:@selector(networkRequestThreadEntryPoint:) object:nil];
            [_networkRequestThread start];
        });
        return _networkRequestThread;
    }
    
    
  • RunLoop 启动前内部必须要有至少一个 Timer/Observer/Source,所以 AFNetworking 在 [runLoop run] 之前先创建了一个新的 NSMachPort 添加进去了。通常情况下,调用者需要持有这个 NSMachPort (mach_port) 并在外部线程通过这个 port 发送消息到 loop 内;但此处添加 port 只是为了让 RunLoop 不至于退出,并没有用于实际的发送消息。

    - (void)start {
        [self.lock lock];
        if ([self isCancelled]) {
            [self performSelector:@selector(cancelConnection) onThread:[[self class] networkRequestThread] withObject:nil waitUntilDone:NO modes:[self.runLoopModes allObjects]];
        } else if ([self isReady]) {
            self.state = AFOperationExecutingState;
            [self performSelector:@selector(operationDidStart) onThread:[[self class] networkRequestThread] withObject:nil waitUntilDone:NO modes:[self.runLoopModes allObjects]];
        }
        [self.lock unlock];
    }
    
    
  • 当需要这个后台线程执行任务时,AFNetworking 通过调用 [NSObject performSelector:onThread:..] 将这个任务扔到了后台线程的 RunLoop 中。

7.PerformSelector 的实现原理?

  • 当调用 NSObject 的 performSelecter:afterDelay: 后,实际上其内部会创建一个 Timer 并添加到当前线程的 RunLoop 中。所以如果当前线程没有 RunLoop,则这个方法会失效。

  • 当调用 performSelector:onThread: 时,实际上其会创建一个 Timer 加到对应的线程去,同样的,如果对应线程没有 RunLoop 该方法也会失效。

8.PerformSelector:afterDelay:这个方法在子线程中是否起作用?

  • 不起作用,子线程默认没有 Runloop,也就没有 Timer。可以使用 GCD的dispatch_after来实现

9.事件响应的过程?

  • 苹果注册了一个 Source1 (基于 mach port 的) 用来接收系统事件,其回调函数为 __IOHIDEventSystemClientQueueCallback()。

  • 当一个硬件事件(触摸/锁屏/摇晃等)发生后,首先由 IOKit.framework 生成一个 IOHIDEvent 事件并由 SpringBoard 接收。这个过程的详细情况可以参考这里。SpringBoard 只接收按键(锁屏/静音等),触摸,加速,接近传感器等几种 Event,随后用 mach port 转发给需要的 App 进程。随后苹果注册的那个 Source1 就会触发回调,并调用 _UIApplicationHandleEventQueue() 进行应用内部的分发。

  • _UIApplicationHandleEventQueue() 会把 IOHIDEvent 处理并包装成 UIEvent 进行处理或分发,其中包括识别 UIGesture/处理屏幕旋转/发送给 UIWindow 等。通常事件比如 UIButton 点击、touchesBegin/Move/End/Cancel 事件都是在这个回调中完成的。

10.手势识别的过程?

  • 当 _UIApplicationHandleEventQueue() 识别了一个手势时,其首先会调用 Cancel 将当前的 touchesBegin/Move/End 系列回调打断。随后系统将对应的 UIGestureRecognizer 标记为待处理。

  • 苹果注册了一个 Observer 监测 BeforeWaiting (Loop即将进入休眠) 事件,这个 Observer 的回调函数是 _UIGestureRecognizerUpdateObserver(),其内部会获取所有刚被标记为待处理的 GestureRecognizer,并执行GestureRecognizer 的回调。

  • 当有 UIGestureRecognizer 的变化(创建/销毁/状态改变)时,这个回调都会进行相应处理。

11.CADispalyTimer和Timer哪个更精确

CADisplayLink 更精确

  • iOS设备的屏幕刷新频率是固定的,CADisplayLink在正常情况下会在每次刷新结束都被调用,精确度相当高。

  • NSTimer的精确度就显得低了点,比如NSTimer的触发时间到的时候,runloop如果在阻塞状态,触发时间就会推迟到下一个runloop周期。并且 NSTimer新增了tolerance属性,让用户可以设置可以容忍的触发的时间的延迟范围。

  • CADisplayLink使用场合相对专一,适合做UI的不停重绘,比如自定义动画引擎或者视频播放的渲染。NSTimer的使用范围要广泛的多,各种需要单次或者循环定时处理的任务都可以使用。在UI相关的动画或者显示内容使用 CADisplayLink比起用NSTimer的好处就是我们不需要在格外关心屏幕的刷新频率了,因为它本身就是跟屏幕刷新同步的。


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如下图所示: