RunLoop

一、RunLoop的基本概念:

runloop从字面的意思来看就是:运行循环。

runloop的基本作用:

1、保持程序的持续运行

2、处理app中各种事件(触摸事件、定时器事件、Selector事件等)

3、能节省CPU,提高程序的性能:该做事的时候就被唤醒,没有事情就睡眠

假如没有了runloop,程序会在main函数执行完毕后退出,正是因为有了runloop,导致主函数没有马上退出,保证了程序持续运行。简单的可以理解为

二、RunLoop对象

iOS中有2套API来访问和使用RunLoop

1、Foundation框架中的NSRunLoop

2、Core Foundation中的CFRunLoop

NSRunLoop是基于CFRunLoop的一层OC包装。但是NSRunLoop不是线程安全的,而CFRunLoopRef是线程安全的。

三、RunLoop与线程

1、每条线程都有唯一的一个与之相对应的RunLoop对象

2、主线程的RunLoop由系统自动创建,子线程的RunLoop可以手动创建。

3、RunLoop在线程结束的时候会被销毁。

获取RunLoop对象

四、RunLoop的结构


首先我们需要知道的是CFRunLoop有五大类:

1、CFRunLoopRef 

2、CFRunLoopMod

3、CFRunLoopObserverRef

4、CFRunLoopSourceRef

5、CFRunLoopTimerRef

下边我们一一介绍上边的5大类:

1、CFRunLoopRef:一个RunLoop对象,没啥好解释的。

2、CFRunLoopMod。这个mode咱们好好聊聊。

CFRunLoopMod代表RunLoop的运行模式。

(1)一个RunLoop中包含多个Mode,每个Mode中又包含了多个Source/Timer/Observer。

(2)一个RunLoop在同一时间只能处在一种运行模式下,这个模式就是CurrentMode。

(3)如果切换Mode,只能退出当前的RunLoop,主要是为了分隔开不同组的Source/Timer/Observer。

系统默认注册了5种Mode

这里就遇到一个面试题:调用+scheduledTimerWithTimeInterval...的方式触发的timer,在滑动页面上的列表是,timer会暂停调用,为什么?如何解决的?

答:我们知道,一个timer在NSDefaultMode下被触发,如果这个时候拖动scrollview的话,这个timer就失效了,因为拖动scrollview,RunLoop的mode切换为UITrackingRunLoopMode。如果想要让一个定时器在两个模式下都有效有两种方法:1、将它加入到两个mode中;2、将timer加入到顶层的RunLoop的commonModeItems集合中,RunLoop会自动将这个集合中的所有item同步到具有"common"标示的mode。

第一种方案的代码:(是mainRunLoop还是currentMode还是需要自己做判断的)

第二种方案的代码:

3、CFRunLoopObserver:RunLoop状态的观察者,每一个观察者都包含一个回调(指针函数),当RunLoop的状态发生变化时,观察者就能通过回调接收这个变化。观察状态由以下几种:

有了这个观察者,就有了下边咱们要说到的RunLoop的处理逻辑。(这里是不是想到了ViewController的生命周期?)

4、CFRunLoopSourceRef:事件产生的地方

按照函数调用栈分为两类:Source0、Source1

Source0非基于Port的。只包含一个回调函数指针,使用时需要将事件标记为待处理:CFRunLoopSourceSignal(source),再调用CFRunLoopWakeUP(runloop)来唤醒RunLoop,使其处理整个事件

Source1基于Port的。通过内核和其他线程通信,接收、分发系统事件。

5、CFRunLoopTimerRef:基于时间的触发器

说到定时器,有一种说法,说RunLoop的timer和GCD中的timer是一个东西,其实不是的。CFRunLoopTimer基本上说的就是NSTimer,它受RunLoop Mode的影响。

GCD定时器不受RunLoop Mode的影响

五、RunLoop的处理逻辑

上图右边是线程的输入源:(这个输入源是不是和上边说的CFRunLoopSourceRef:事件产生的地方有什么联系啊)

(1)基于端口的输入源(Port Sources)

(2)自定义输入源(Custom Sources)

(3)Cocoa执行Selector的源(performSelectorxxx方法)

(4)定时源(Timer Sources)

线程针对上边不同的输入源,又不同的处理机制

(1)handlePort——处理基于端口的输入源

(2)customSrc——处理用户自定义输入源

(3)mySelector——处理Selector的源

(4)timerFired——处理定时源

上边是官方逻辑,下边的是非官方逻辑,从非官方逻辑里面我们可以看到我们上边说到的CFRunLoop的五大类都在什么时候用

六、RunLoop的具体使用

(1)事件传递与手势识别

对于硬件事件(触摸、锁屏、摇晃)的处理,苹果注册了一个基于port的source1,它的回调函数是__IOHIDEventSystemClientQueueCallback(),事件发生后,系统将事件包装成IOHIDEvent对象,并由mach port分配到对应的APP进程中,随后触发source1的回调,并调用_UIApplicationHandleEventQueueCallback()进行内部分发,其中包括识别 UIGesture/处理屏幕旋转/发送给 UIWindow 等,接下来发生的响应者链条了。

对于手势识别:当_UIApplicationHandleQueueCallback()接收到手势的时候,会将TouchBegin等事件的回调打断,随后会将这个手势标记为待处理状态,同时注册一个observer,检测BeforeWaiting状态,当RunLoop即将进入休眠时,其内部会获取到刚才所有标记为待处理的手势,执行_UIGestureRecognizerUpdateQueue()。

(2)Autorealease

iOS中autorelease变量什么时候释放,应该分为两种情况:

手动释放@autoreleasepool { }中的自动释放变量在当前大括号作用域结束时释放;

系统释放:在当前RunLoop本次Loop结束后释放;

autorelease原理:

(3)页面刷新

当在操作 UI 时,比如改变了 Frame、更新了 UIView/CALayer 的层次时,或者手动调用了 UIView/CALayer 的 setNeedsLayout/setNeedsDisplay方法后,这个 UIView/CALayer 就被标记为待处理,并被提交到一个全局的容器去。

苹果注册了一个 Observer 监听 BeforeWaiting(即将进入休眠) 和 Exit (即将退出Loop) 事件,回调去执行:

_ZN2CA11Transaction17observer_callbackEP19__CFRunLoopObservermPv()。这个函数里会遍历所有待处理的 UIView/CAlayer 以执行实际的绘制和调整,并更新 UI 界面。在这个函数之后就在屏幕上看到UI的变化。

图片刷新(假如界面要刷新N多图片需要渲染),此时用户拖拽UI控件就会出现卡的效果,我们可以通过RunLoop实现,只在RunLoop默认Mode下下载,也就是拖拽Mode下不刷新图片)

(4)Timer

可以说没有RunLoop就不可能实现定时器的功能。定时器的大致原理:设定一个时间点,将定时器加入RunLoop中,等到达设定的时间点的时候回唤醒线程处理回调。

(5)PerfromSeletor:afterDelay:

如果当前线程中没有RunLoop这个方法是不会有效的,本质上是在当前线程的RunLoop中添加一个定时器,当时间点到了会唤醒RunLoop执行回调。

(6)dispatch_main_queue

当调用dispatch_async(dispatch_get_main_queue(), block)时,libDispatch 会向主线程的 RunLoop 发送消息,RunLoop会被唤醒,并从消息中取得这个 block,并在回调__CFRUNLOOP_IS_SERVICING_THE_MAIN_DISPATCH_QUEUE__()里执行这个 block。但这个逻辑仅限于 dispatch 到主线程,dispatch 到其他线程仍然是由 libDispatch 处理的。

(7)保证一个线程永远不死

结束。谢谢。





总的来说,这个RunLoop比RunTime要容易一些,可能是因为用到的地方比较多,另外能够看到,不像RunTime藏的很深的样子。

该问借鉴了:(1)RunLoop

                   (2)RunLoop

有兴趣的可以去看看这个:深入理解RunLoop

在这里感谢上边两位作者,如果有版权问题,可以联系我。谢谢。

最后,哪里不对的地方可以给我留言,我会及时改进的,谢谢大家。

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