iOS-NSRunlLoop 实现原理和理解
来源:互联网 发布:光盘直接复制数据 编辑:程序博客网 时间:2024/06/05 07:39
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Runloop即运行循环。为什么你的APP放在那里不去动它,在某个时间点去操作它,它还会给你反馈。就是因为Runloop的存在。
总结一下,因为Runloop的存在,保证你的程序不会死。
初识runloop
使程序一直运行并接受用户输入决定程序在何时处理一些Event调用解耦(Message Queue)节省CPU时间(没事的时候闲着,有事的时候处理)
谁依赖NSRunloop
NSTimerUIEventautoreleaseNSObject(NSDelaydPerforming)NSObject(NSThreadPerformAddtion)CADisplayLinkCATransitionCAAnimationdispatch_get_main_queue()AFNetworking(NSURLConnection)
主线程几乎所有的函数都从以下的6个之1的调起
__CFRUNLOOP_IS_CALLING_OUT_TO_AN_OBSERVER_CALLBACK_FUNCTION____CFRUNLOOP_IS_CALLING_OUT_TO_A_BLOCK____CFRUNLOOP_IS_SERVICING_THE_MAIN_DISPATCH_QUEUE____CFRUNLOOP_IS_CALLING_OUT_TO_A_TIMER_CALLBACK_FUNCTION____CFRUNLOOP_IS_CALLING_OUT_TO_A_SOURCE0_PERFORM_FUNCTION____CFRUNLOOP_IS_CALLING_OUT_TO_A_SOURCE1_PERFORM_FUNCTION__
因为NSRunloop是对CFRunloop的封装,所以这里只看CFRunLoop就可以了。
CFRunLoopTimer的封装
系统提供的NSTimer、CADisplayLink、performSelector等都是对CFRunLoopTimer的封装。
CFRunLoopSource
Source是RunLoop的数据源抽象类(用OC的话来讲就是protocol)。
RunLoop定义了两个版本的Source,分别是Source0和Source1。
- Source0:处理APP内部事件、APP自己负责管理(触发),如UIEvent、CFSocket
- Source1:由RunLoop和内核管理,Mach Port驱动,如CFMachPort、CFMessagePort
CFRunLoopObserver
观察者,向外部报告RunLoop当前状态的更改
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};
框架中很多机制都由CFRunLoopObserver触发,比如CAAnimation
举例:
self.navigationController pushViewController:<#(nonnull UIViewController *)#> animated:<#(BOOL)#>
当程序执行完这行代码时,我们可以看到经历push动画之后,到达了一个新的界面。
但其实并不是执行完这行代码就出现了Push的动画。
其实,执行这段代码时不会立刻就掉push动画,而是要RunLoop循环一圈收集所有的Animation操作,汇集起来一起去调。
CFRunLoopObserver与AutoreleasePool
对象的释放并不是在{}括号结束。而是稍微延迟了一点。
堆栈如下:
_wrapRunLoopAutoreleasePoolHandler__CFRUNLOOP_IS_CALLING_OUT_TO_AN_OBSERVER_CALLBACK_FUNCTION__
UIKit通过RunLoopOberser在RunLoop两次Sleep间对AutoreleasePool进行Pop和Push,将这次Loop产生的Autorelease对象释放。
也就是RunLoop跑一圈没事了就睡,被唤醒了再跑下一圈,在两次sleep之间对自动释放池进行释放。
CFRunLoopMode
注意
RunLoop在同一段时间只能且必须在一种特定Mode下Run。
更换Mode时,需要停止当前Loop,然后重启新Mode。
Mode是iOS滑动顺畅的关键。
类型
- NSDefaultRunLoopMode
默认状态(空闲状态),比如点击按钮都是这个状态 - UITrackingRunLoopMode
滑动时的Mode。比如滑动UIScrollView时。 - UIInitializationRunLoopMode
私有的,APP启动时。就是从iphone桌面点击APP的图标进入APP到第一个界面展示之前,在第一个界面显示出来后,UIInitializationRunLoopMode就被切换成了NSDefaultRunLoopMode。 NSRunLoopCommonModes
它是NSDefaultRunLoopMode和UITrackingRunLoopMode的集合。结构类似于一个数组。在这个mode下执行其实就是两个mode都能执行而已。
典型的应用场景这样:当前界面有开启一个NSTimer,并且滑动UIScrollView。正常开启NSTimer后,滑动UIScrollView时它是不滑动的。解决办法就是把这个timer加入到当前的RunLoop,并把RunLoop的mode设置为NSRunLoopCommonModes。这样就可以保证不管你是NSDefaultRunLoopMode里跑,还是UITrackingRunLoopMode里跑,这个timer都可以执行。self.timer = [NSTimer scheduledTimerWithTimeInterval:0.0625 target:self selector:@selector(progressChange) userInfo:nil repeats:YES]; [[NSRunLoop currentRunLoop] addTimer:self.timer forMode:NSRunLoopCommonModes];
当你开始滑动UIScrollView时,RunLoop的mode状态变化如下:
NSDefaultRunLoopMode -> UITrackingRunLoopMode -> NSDefaultRunLoopMode
开始滑动时,第一次mode的切换会把NSDefaultRunLoopMode停掉。然后开启新的UITrackingRunLoopMode。当滑动停止时,由UITrackingRunLoopMode切换回NSDefaultRunLoopMode,这时UITrackingRunLoopMode被停止,又切换回了老的NSDefaultRunLoopMode(这个老的NSDefaultRunLoopMode应该是重新开始的)。
RunLoop和GCD的关系
RunLoop和GCD的关系,准确来说是只要使用了dispatch_get_main_queue(),就与RunLoop有了关系。
因为GCD中dispatch到main queue的block被分发到main RunLoop执行。
RunLoop的挂起和唤醒
我写了个demo,运行,然后点击debug栏的暂停,查看堆栈,如下:
- 指定用于唤醒的mach_port接口
- 调用mach_msg监听唤醒端口,被唤醒前,系统内核将这个线程挂起,停留在mach_msg_trap状态
- 由另一个线程(或另一个进程中的某个线程)向内核发送这个端口的msg后,trap状态被唤醒,RunLoop继续开始干活。
RunLoop迭代执行顺序
伪代码:
SetupThisRunLoopRunTimeoutTimer(); //by GCD timerdo{ __CFRunLoopDoObservers(kCFRunLoopBeforeTimers); __CFRunLoopDoObservers(kCFRunLoopBeforeSources); __CFRunLoopDoBlocks(); __CFRunLoopDoSource0(); CheckIfExistMessagesInMainDispatchQueue(); //GCD __CFRunLoopDoObservers(kCFRunLoopBeforeWaiting); var wakeUpPort = SleepAndWaitForWakingUpPorts(); //mach_msg_trap //Zzz... //Received mach_msg , wake up __CFRunLoopDoObservers(kCFRunLoopAfterWaiting); //Handle msgs if(wakeUpPort == timerPort){ __CFRunLoopDoTimers(); }else if(wakeUpPort == mainDispatchQueuePort) { //GCD __CFRUNLOOP_IS_SERVICING_THE_MAIN_DISPATCH_QUEUE_() }else { __CFRunLoopDoSource1(); } __CFRunLoopDOBlocks();}while(!stop && !timeout);
代码解读
//首先do..while循环不能是一个死循环,所以在这里设置一个过期时间//这件事是GCD干的,用来检测do..while循环跑了多久SetupThisRunLoopRunTimeoutTimer();//开始跑循环do{ //告诉observer我要跑timer了 __CFRunLoopDoObservers(kCFRunLoopBeforeTimers); //告诉observer我要跑source了 __CFRunLoopDoObservers(kCFRunLoopBeforeSources); __CFRunLoopDoBlocks(); //程序跑到这里会查询Source0有什么消息 __CFRunLoopDoSource0(); //询问GCD你有没有存在主线程的东西需要我帮你调 CheckIfExistMessagesInMainDispatchQueue(); //GCD //告诉observer我要睡了,RunLoop进入到挂起状态 __CFRunLoopDoObservers(kCFRunLoopBeforeWaiting); //进入trap状态,程序跑到这里就卡在这不动了,等待被某个Port唤醒 var wakeUpPort = SleepAndWaitForWakingUpPorts(); //被唤醒后,告诉observer我被唤醒了 __CFRunLoopDoObservers(kCFRunLoopAfterWaiting); //假如是被timer唤醒的 if(wakeUpPort == timerPort){ //就去循环遍历和timer有关的回调 __CFRunLoopDoTimers(); }else if(wakeUpPort == mainDispatchQueuePort) { //如果是主线程的GCD把我唤醒的,那RunLoop就知道GCD要让它做事了,然后就取调GCD的这些事件 __CFRUNLOOP_IS_SERVICING_THE_MAIN_DISPATCH_QUEUE_() }else { //如果都不是,就是Source1,Source1是基于Port事件的,比如网络某个端口来数据了,就会把RunLoop唤醒,去对来的数据进行处理 __CFRunLoopDoSource1(); } __CFRunLoopDoBlocks();}while(!stop && !timeout);//判断条件:有没有被外部干掉 && 到了过期时间//如果过期时间不手动进行设置的话,默认值是一个很大的值,可能是Int_Max
AFNetworking是如何玩转RunLoop的
+ (void)networkRequestThreadEntryPoint:(id)_unuserd object { @autoreleasepool { [[NSThread currentThread] setName:@"AFNetworking"]; //为了不让runloop run起来没事干导致消失 //所以给runloop加了一个NSMachPort,给它一个mode去监听 //实际上port什么也没干,就是让runloop一直在等,目的就是让runloop一直活着 //这是一个创建常驻服务线程的好方法 NSRunloop *runloop = [NSRunLoop currentRunLoop]; [runloop addPort:[NSMachPort port] forMode:NSDefaultRunLoopMode]; [runloop run]; }}+ (NSThread *)networkRequestThread { static NSThread *_networkReuqestThread = nil; static dispatch_once_t oncePredicate; dispatch_once(&oncePredicate, ^{ _networkRequestThread = [[NSThread alloc] initWithTarget:self selector:@selector(networkRequestThreadEntryPoint:) object:nil]; [_networkRequestThread start]; }); return _networkRequestThread;}
一个TableView延迟加载图片的新思路
以前是怎么解决的?
通过UITableView的代理方法,判断如果处于滑动状态就不去设置cell上的图片,如果没有处于滑动状态就取设置cell上的图片。
而现在通过Runloop就有一个十分简便的方法。
//在cell里面把设置图片的事情在NSDefaultRunloopMode里面去做。//当主线程的tableview不再滑动的时候就会去设置图片UIImage *dowloadImage = ...;[self.iconImageView performSelector:@selector(setImage:) withObject:dowloadImage afterDelay:0 inModes:@[NSDefaultRunloopMode]];
这样去设置图片就简便了很多,不用再去判断tableview的代理方法。代码也会很清爽。
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