iOS开发多线程-RunLoop

来源：互联网发布：全国名录数据库编辑：程序博客网时间：2024/05/01 23:46

一、什么是RunLoop

1.从字面意思看

1)运行循环

2)跑圈

2.基本作用

1)保持程序的持续运行

2)处理App中的各种事件(比如触摸事件、定时器事件、Selector事件)

3)节省CPU资源,提高程序性能:该做事时做事,该休息时休息

4)......

3.如果没有RunLoop

说明:没有RunLoop的情况下,程序执行到第3行后程序就结束了

4.如果有了RunLoop

说明:有RunLoop的情况下,由于main函数里面启动了个RunLoop,所以程序并不会马上退出,保持持续运行状态

5.main函数中的RunLoop

1)第14行代码UIApplicationMain函数内部就启动了一个RunLoop,

2)所以UIApplicationMain函数一直没有返回, 保持了程序的持续运行,

3)这个默认启动的RunLopp是跟主线程相关联的

二、RunLoop对象

1.iOS中有2tAPI来访问和使用RunLoop

1)Foundation 框架

NSRunLoop

2)Core Foundation

CFRunLoopRef

2.NSRunLoop和CFRunLoopRef都代表着RunLoop对象

3.NSRunLoop是基于CFRunLoopRef的一层OC包装, 所以要了解RunLoop内部结构,需要多研究CFRunLoopRef层面的API (Core Foundation 层面)

三、RunLoop资料

1.苹果官方文档

https://developer.apple.com/library/mac/documentation/Cocoa/Conceptual/Multithreading/RunLoopManagement/RunLoopManagement.html

2.CFRunLoopRef是开源的

http://opensource.apple.com/source/CF/CF-1151.16/

四、RunLoop与线程

1.每条线程都有唯一的一个与之对应的RunLoop对象

2.主线程的RunLoop已经自动创建好了，子线程的RunLoop需要主动创建

3.RunLoop在第一次获取时创建，在线程结束时销毁

4.获取RunLoop对象

1)Foundation

[NSRunLoop currentRunLoop]; // 获得当前线程的RunLoop对象[NSRunLoop mainRunLoop]; // 获得主线程的RunLoop对象

2)Core Foundation

CFRunLoopGetCurrent(); // 获得当前线程的RunLoop对象CFRunLoopGetMain(); // 获得主线程的RunLoop对象

代码示例:

#import "ViewController.h"@interface ViewController ()@end@implementation ViewController- (void)touchesBegan:(NSSet<UITouch *> *)touches withEvent:(UIEvent *)event{    // NSRunLoop 主线程对应的RunLoop对象    NSRunLoop *mainRunLoop = [NSRunLoop mainRunLoop];    NSLog(@"mainRunLoop = %@", mainRunLoop);        // NSRunLoop 获得当前方法所在线程对应的RunLoop    NSRunLoop *currentRunLoop = [NSRunLoop currentRunLoop];    NSLog(@"currentRunLoop = %@", currentRunLoop);        // CFRunLoopRef 主线程对应的RunLoop对象    CFRunLoopRef cfMainRunLoop = CFRunLoopGetMain();    NSLog(@"cfMainRunLoop = %@", cfMainRunLoop);    // CFRunLoopRef 获得当前方法所在线程对应的RunLoop    CFRunLoopRef cfCurrentRunLoop = CFRunLoopGetCurrent();    NSLog(@"cfCurrentRunLoop = %@", cfCurrentRunLoop);        // 开启一条子线程    NSThread *thread = [[NSThread alloc] initWithTarget:self selector:@selector(run) object:nil];        [thread start];}- (void)run{    // 注意: 如果想给子线程添加RunLoop, 不能直接alloc init//    [[NSRunLoop alloc] init]; // 错误    // 只要调用currentRunLoop方法, 系统就会自动创建一个RunLoop, 添加到当前线程中    [NSRunLoop currentRunLoop]; // 这个方法是懒加载}@end

5.RunLoop相关类

CoreFoundation中关于RunLoop的5个类

1)CFRunLoopRef

2)CFRunLoopModeRef

3)CFRunLoopSourceRef

4)CFRunLoopTimerRef

5)CFRunLoopObserverRef

6.CFRunLoopModeRef

6.1 CFRunLoopModeRef代表RunLoop的运行模式

1)一个 RunLoop包含若干个 Mode，每个Mode又包含若干个Source/Timer/Observer

2)每次RunLoop启动时，只能指定其中一个 Mode，这个Mode被称作 CurrentMode

3)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

6.2系统默认注册了5个Mode:

1)kCFRunLoopDefaultMode：App的默认Mode，通常主线程是在这个Mode下运行

2)UITrackingRunLoopMode：界面跟踪 Mode，用于 ScrollView追踪触摸滑动，保证界面滑动时不受其他Mode 影响

3)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

4)GSEventReceiveRunLoopMode: 接受系统事件的内部 Mode，通常用不到

5)kCFRunLoopCommonModes: 这是一个占位用的Mode，不是一种真正的Mode

代码示例:

#import "ViewController.h"@interface ViewController ()@property (nonatomic, strong) dispatch_source_t timer;@end@implementation ViewController- (void)viewDidLoad {    [super viewDidLoad];}// 演示函数调用栈:source0(用户主动触发)和source1- (IBAction)btnClick:(id)sender {    NSLog(@"%s", __func__);}- (void)touchesBegan:(NSSet<UITouch *> *)touches withEvent:(UIEvent *)event{//    [self timer2];    // 开启后台线程执行timer2方法//    [self performSelectorInBackground:@selector(timer2) withObject:nil];    [self gcdTimer];}- (void)gcdTimer{    NSLog(@"%s", __func__);    /*     dispatch_after(dispatch_time(DISPATCH_TIME_NOW, (int64_t)(2.0 * NSEC_PER_SEC)), dispatch_get_main_queue(), ^{     NSLog(@"------2.0秒后执行-----");     });     */        // 创建一个定时器    /**     * 参数1: source的类型 DISPATCH_SOURCE_TYPE_TIMER:定时器     * 参数2: 线程等信息     * 参数3: 对第二个参数的描述信息     * 参数4: 传递一个队列, 该队列对应了将来的回调方法在哪个线程中执行     */    dispatch_source_t timer = dispatch_source_create(DISPATCH_SOURCE_TYPE_TIMER, 0, 0, dispatch_get_global_queue(0, 0));    // 对timer这个局部变量添加一个引用,以防止被释放    self.timer = timer;        // 设置定时器开始的时间和间隔的时间, 以及精准度    // 开始时间//    dispatch_time_t startTime = DISPATCH_TIME_NOW;    dispatch_time_t startTime = dispatch_time(DISPATCH_TIME_NOW, 3.0 * NSEC_PER_SEC);    // 间隔时间    uint64_t interval = 1.0 * NSEC_PER_SEC;    /**     *  参数1: 需要给哪个定时器设置     *  参数2: 定时器开始的时间 / DISPATCH_TIME_NOW 立即执行     *  参数3: 定时器开始之后的间隔时间     *  参数4: 定时器间隔执行的精准度, 传入0代表最精准(尽量的让定时器精准), 传入一个大于0的值, 代表多少秒的范围是可以接受的     *  参数4存在的意义: 主要是为了提高程序的性能     *  注意: Dispatch的定时器接收的时间是纳秒     */    dispatch_source_set_timer(timer, startTime, interval, 0 * NSEC_PER_SEC);        // 指定定时器的回调方法    dispatch_source_set_event_handler(timer, ^{        NSLog(@"test-----%@", [NSThread currentThread]);    });        // 开启定时器(恢复)    dispatch_resume(timer);}- (void)timer1{    NSLog(@"-----start-----");    // 创建一个定时器    NSTimer *timer = [NSTimer timerWithTimeInterval:2.0 target:self selector:@selector(show) userInfo:nil repeats:YES];        // 将NSTime添加到RunLoop中,并告诉系统,当前Timer只有在RunLoop的默认模式下才有效//    [[NSRunLoop currentRunLoop] addTimer:timer forMode:NSDefaultRunLoopMode];//    // 将NSTime添加到RunLoop中,并告诉系统,当前Timer只有在RunLoop的默认模式下才有效//    [[NSRunLoop currentRunLoop] addTimer:timer forMode:UITrackingRunLoopMode];        // 将NSTimer添加到RunLoop中, 并且告诉系统, 在所有被"标记"common的模式都可以运行    /*     common modes = <CFBasicHash 0x7fc0b8615250 [0x104be7180]>{type = mutable set, count = 2,     entries =>     0 : <CFString 0x1058bae50 [0x104be7180]>{contents = "UITrackingRunLoopMode"}     2 : <CFString 0x104bc3080 [0x104be7180]>{contents = "kCFRunLoopDefaultMode"}     }     UITrackingRunLoopMode和kCFRunLoopDefaultMode都被标记为了common模式, 所以只需要将timer的模式设置为forMode:NSRunLoopCommonModes, 就可以在默认模式和追踪模式都能够运行     */    [[NSRunLoop currentRunLoop] addTimer:timer forMode:NSRunLoopCommonModes];}- (void)timer2{    // 注意: 如果是通过scheduledTimerWithTimeInterval创建的NSTimer, 默认就会添加到RunLoop得DefaultMode中 , 所以它会自动运行    NSTimer *timer = [NSTimer scheduledTimerWithTimeInterval:1.0 target:self selector:@selector(show) userInfo:nil repeats:YES];    // 虽然默认已经添加到DefaultMode中, 但是我们也可以自己修改它的模式    [[NSRunLoop currentRunLoop] addTimer:timer forMode:NSRunLoopCommonModes];        // 开启子线程对应的RunLoop    /**     *  注意:     *      1)如果是子线程,那么需要手动创建子线程对应的RunLoop     *      2)子线程对应的RunLoop还需要手动开启     */    [[NSRunLoop currentRunLoop] run];}- (void)show{    NSLog(@"%s-----%@", __func__, [NSThread currentThread]);}@end

7.CFRunLoopSourceRef

7.1 CFRunLoopSourceRef是事件源（输入源）

7.2 以前的分法

1) Port-BasedSources

2) Custom InputSources

3) Cocoa PerformSelector Sources

7.3 现在的分法

1)Source0：非基于Port的，用于用户主动触发的事件

2)Source1：基于Port的，通过内核和其它线程相互发送消息

8.CFRunLoopTimerRef

1)CFRunLoopTimerRef是基于时间的触发器

2)基本上说的就是NSTimer，它会受到runloop的mode的影响

3)GCD的定时器不受Runloop的mode的影响

9.CFRunLoopObserverRef

CFRunLoopObserverRef是观察者，能够监听RunLoop的状态改变

可以监听的时间点有以下几个

10. CFRunLoopObserverRef

10.1 添加Observer

// 创建observerCFRunLoopObserverRef observer = CFRunLoopObserverCreateWithHandler(CFAllocatorGetDefault(), kCFRunLoopAllActivities, YES, 0, ^(CFRunLoopObserverRef observer, CFRunLoopActivity activity) {    NSLog(@"----监听到RunLoop状态发生改变---%zd", activity);});// 添加观察者：监听RunLoop的状态CFRunLoopAddObserver(CFRunLoopGetCurrent(), observer, kCFRunLoopDefaultMode);// 释放ObserverCFRelease(observer);

代码示例:

#import "ViewController.h"@interface ViewController ()@end@implementation ViewController// 当手指触摸控制器View的时候,调用该方法- (void)touchesBegan:(NSSet<UITouch *> *)touches withEvent:(UIEvent *)event{    // 创建Observer    /**     *  参数1: 指定如果给Observer分配存储空间     *  参数2: 需要监听的状态类     *       kCFRunLoopEntry = (1UL << 0),         即将启动(进入)的时候     *       kCFRunLoopBeforeTimers = (1UL << 1),  即将处理timer事件     *       kCFRunLoopBeforeSources = (1UL << 2), 即将处理source事件     *       kCFRunLoopBeforeWaiting = (1UL << 5), 即将进入睡眠     *       kCFRunLoopAfterWaiting = (1UL << 6),  RunLoop被唤醒     *       kCFRunLoopExit = (1UL << 7),          RunLoop退出     *       kCFRunLoopAllActivities = 0x0FFFFFFFU 监听所有状态     *     */    CFRunLoopObserverRef observer = CFRunLoopObserverCreateWithHandler(CFAllocatorGetDefault(), kCFRunLoopAllActivities, YES, 0, ^(CFRunLoopObserverRef observer, CFRunLoopActivity activity) {        switch (activity) {            case kCFRunLoopEntry:                NSLog(@"即将进入RunLoop");                break;            case kCFRunLoopBeforeTimers:                NSLog(@"即将处理timer");                break;            case kCFRunLoopBeforeSources:                NSLog(@"即将处理source");                break;            case kCFRunLoopBeforeWaiting:                NSLog(@"即将进入睡眠");                break;            case kCFRunLoopAfterWaiting:                NSLog(@"RunLoop刚从睡眠中唤醒");                break;            case kCFRunLoopExit:                NSLog(@"RunLoop即将退出");                break;            default:                break;        }    });        // 给主线程的RunLoop添加一个观察者,要监听的是RunLoop的哪种运行模式    /**     *  参数1: 需要给哪个RunLoop添加观察者     *  参数2: 需要添加的Observer对象     *  参数3: 在哪种模式下可以监听 kCFRunLoopDefaultMode == NSDefaultRunLoopMode     */    CFRunLoopAddObserver(CFRunLoopGetMain(), observer, kCFRunLoopDefaultMode);        // 释放对象    CFRelease(observer);        [NSTimer scheduledTimerWithTimeInterval:2.0 target:self selector:@selector(show) userInfo:nil repeats:YES];    }- (void)show{    NSLog(@"%s", __func__);}@end

打印查看:

五、CF的内存管理（CoreFoundation）

1. 凡是带有Create、Copy、Retain等字眼的函数，创建出来的对象，都需要在最后做一次release

比如CFRunLoopObserverCreate

release函数：CFRelease(对象);

六、RunLoop处理逻辑

1.官方版本

2.网友整理版本

七、RunLoop应用

1.NSTimer

2.ImageView显示

3.PerformSelector

4.常驻线程

5.自动释放池

代码示例:

#import "ViewController.h"@interface ViewController ()@property (weak, nonatomic) IBOutlet UIImageView *imageView;/** 引用线程 */@property (nonatomic, strong) NSThread *thread;@end@implementation ViewController- (void)viewDidLoad {    [super viewDidLoad];    //RunLoop的自动释放池子    /*     自动释放池什么时候创建和释放     1.第一次创建, 是在RunLoop进入的时候创建  对应的状态 = kCFRunLoopEntry     2.最后一次释放, 是在RunLoop退出的时候  对应的状态 = kCFRunLoopExit     3.其它创建和释放     * 每次睡觉的时候都会释放前自动释放池, 然后再创建一个新的          _wrapRunLoopWithAutoreleasePoolHandler activities = 0x1,     1  = kCFRunLoopEntry  进入RunLoop  创建自动释放池          _wrapRunLoopWithAutoreleasePoolHandler activities = 0xa0,     160 = kCFRunLoopBeforeWaiting  即将进入睡眠 ,先释放上一次创建的自动释放池, 然后再创建一个新的释放池     +     kCFRunLoopExit 即将退出RunLoop  释放自动释放池          */        NSLog(@"%s", __func__);        // 添加到RunLoop的默认运行模式下inModes:@[NSDefaultRunLoopMode,UITrackingRunLoopMode]//    [self.imageView performSelector:@selector(setImage:) withObject:[UIImage imageNamed:@"Snip20151128_3"] afterDelay:3.0];    // 指定运行模式进行特定的操作    [self.imageView performSelector:@selector(setImage:) withObject:[UIImage imageNamed:@"Snip20151128_3"] afterDelay:3.0 inModes:@[NSDefaultRunLoopMode,UITrackingRunLoopMode]];    }// 执行任务1的按钮(创建线程执行任务)- (IBAction)oneBtnClick {    // 创建线程并且执行任务1    self.thread = [[NSThread alloc] initWithTarget:self selector:@selector(operation1) object:nil];    [self.thread start];        // 注意:默认情况下一个线程只能使用一次, 也就是说只能执行一个操作, 执行完毕之后就不能使用了}// 执行任务2的按钮(指定按钮1创建的线程来执行)- (IBAction)twoBtnClick {        // 指定子线程执行任务2    [self performSelector:@selector(operation2) onThread:self.thread withObject:nil waitUntilDone:YES];}// 任务1- (void)operation1{    NSLog(@"---start---");    // 保证子线程不被销毁    // 采用死循环的方式是行不通的//    while (1) {//        NSLog(@"%s---%@", __func__, [NSThread currentThread]);//    }        // 子线程的NSRunLoop 需要手动创建    // 子线程的NSRunLoop 需要手动开启    // 如果子线程的NSRunLoop没有设置source or timer,那么子线程的NSRunLoop会立即关闭    NSRunLoop *runLoop = [NSRunLoop currentRunLoop];//    [runloop addPort:[NSMachPort port] forMode:NSDefaultRunLoopMode];        NSTimer *timer = [NSTimer scheduledTimerWithTimeInterval:2.0 target:self selector:@selector(test) userInfo:nil repeats:YES];        [runLoop addTimer:timer forMode:NSRunLoopCommonModes];        // 启动RunLoop    [runLoop run];        // 注意点: NSRunLoop只会检查有没有source和timer, 没有就关闭, 不会检查observer//    CFRunLoopObserverRef observer = CFRunLoopObserverCreateWithHandler(CFAllocatorGetDefault(), kCFRunLoopAllActivities, YES, 0, ^(CFRunLoopObserverRef observer, CFRunLoopActivity activity) {//        //    });//    //    CFRunLoopAddObserver(CFRunLoopGetCurrent(), observer, kCFRunLoopDefaultMode);//    //    // 释放对象//    CFRelease(observer);        // 该代码永远不会被执行    NSLog(@"---end---");}// 任务2- (void)operation2{    NSLog(@"%s-----%@", __func__, [NSThread currentThread]);}- (void)test{    NSLog(@"%s-----%@", __func__, [NSThread currentThread]);}@end

执行效果请自行演示

八、RunLoop面试题

1. 什么是RunLoop？

1)从字面意思看：运行循环、跑圈

2)其实它内部就是do-while循环，在这个循环内部不断地处理各种任务（比如Source、Timer、Observer）

3)一个线程对应一个RunLoop，主线程的RunLoop默认已经启动，子线程的RunLoop得手动启动（调用run方法）

4)RunLoop只能选择一个Mode启动，如果当前Mode中没有任何Source(Sources0、Sources1)、Timer，那么就直接退出RunLoop

2.自动释放池什么时候释放？

通过Observer监听RunLoop的状态

3.在开发中如何使用RunLoop？什么应用场景？

3.1 开启一个常驻线程（让一个子线程不进入消亡状态，等待其他线程发来消息，处理其他事件）

1)在子线程中开启一个定时器