iOS Runloop

什么是Runloop

在iOS开发中，NSObject对象的两个方法performSelector:withObject:，performSelector:withObject:afterDelay
问后者afterDelay参数传0与前者有何异同？
要回答这个问题，就不得不提起Runloop。

在没有Runloop机制的设计里，程序的流程是启动->执行任务->结束，而App为了持续捕获用户的输入、保持应用运行，应用了Runloop机制处理应用任务。典型的Runloop结构如下：

int main(int argc, char * argv[]) {    while(AppIsRunning) {        id whoWakesMe = SleepForWakingUp();        id event = GetEvent(whoWakesMe);        HandleEvent(event);    }    return 0;}

其中 while 循环保证了线程在处理完事件之后不会退出；
SleepForWakingUp 函数，让线程在没有事件需要处理的时候陷入休眠，让出 CPU；当事件到来时，线程被激活，whoWakesMe 获得返回值，代码从原来的休眠处重新跑起来，执行余下的操作。

在iOS开发中，Apple为我们提供了CFRunLoopRef以及NSRunLoop操作Runloop。
在应用的主线程，系统已经准备好了Runloop，我们平时使用的很多类库，都是依赖于Runloop的:

NSTimer 定时器基于Runloop计时
Autorelease 每次loop结束后释放autorelease对象
GCD dispatch_after都是基于Runloop的
performSelector:AfterDelay: 一类NSObject的方法

RunloopMode

RunloopMode 是一个要监控的Input和Timer事件源的集合或者是一个要通知的Runloop观察者的集合。每次运行Runloop，都要指定一个运行模式。在Runloop的运行期间，只有和当前运行模式相关的源才能被监控和允许发送事件。和其他模式相关的源会保留，直到Runloop运行在了合适的模式才会分发。
RunloopMode的这个特性是iOS顺滑的秘诀，例如在webView滑动时，webView的内容会停止加载，直到停止滑动。这也是开发者进行性能优化的一大入口。有以下几种 mode：

NSDefaultRunLoopMode：默认的状态，也是空闲的状态——对 APP > 没有操作时，main run loop 就会处于这个 mode；
UITrackingRunLoopMode：滑动 ScrollView 时会切换到这个 mode；
UIInitializationRunLoopMode：私有，在 APP 启动时会处于这个mode，启动后 切到 default；
NSRunLoopCommonModes：默认情况下包含 1 与 2 两种 mode；

Input Sources

是Runloop的数据源抽象类，包括两种version 的source

1. source0，处理 APP 内部事件，APP 自己负责管理(触发)，例如 touch 事件，UIEvent，CFSocket。source0 只包含了一个回调（函数指针），它并不能主动触发事件。使用时，你需要先调用 CFRunLoopSourceSignal(source)，将这个 Source 标记为待处理，然后手动调用 CFRunLoopWakeUp(runloop) 来唤醒 RunLoop，让其处理这个事件。
2. source1，由 run loop 和内核管理，Mach port 驱动，例如 CFMachPort，CFMessagePort。关于 port：给某个进程发消息可以发到某个 port 上，如果进程监听这个 port，就可以收到这个消息。注意，是进程。一个 app 就是一个进程。
   

Timer Sources

Timer Sources同步地在将来的一个确定的时间分发事件到我们的线程。Timers可以让线程通知自己去处理一些事情。Timers不是一个实时的机制,当Timers触发的时候NSrunloop刚好正在执行处理函数，Timers会等待NSRunloop调用自己的处理函数。
Timers可以创建一次性的和重复性的事件，当创建重复性的事件的时候，Timers只会根据规划好的触发时间来重新规划触发时间，而不是根据确切的触发时间。而且由于延迟触发丢失了几次触发的话，Timers只会补充一次触发。
performSelector:afterDelay: 里面使用的也是Timer，文章开头的问题，答案就在此。

NSRunloop Observer

不像是 Input Sources 一样在事件触发的时候执行处理函数。NSRunloop观察者是在NSRunloop几个执行的特定的点触发。NSRunloop可以观察的几个事件是：

进入NSRunloop
NSRunloop将要处理Timer事件
NSRunloop将要处理Input事件
NSRunloop将要进入睡眠
NSRunloop被唤醒，但是是在处理事件之前
退出NSRunloop

创建观察者的方法是CFRunLoopObserverRef，我们可以通过Core Foundation方法添加到指定的NSRunloop。观察者也可以创建一次性的和重复性的。一次性的观察者触发之后就会从NSRunloop中删除。

NSRunloop事件处理顺序

NSRunloop所有处理事件和通知观察者的顺序如下：

1. 通知观察者NSRunloop进入
2. 如果有Timer即将触发时，通知观察者
3. 如果有非Port的Input Sourc即将e触发时，通知观察者
4. 触发非Port的Input Source事件源
5. 如果基于Port的Input Source事件源即将触发时，立即处理该事件，跳转到步骤9
6. 通知观察者当前线程将进入休眠状态
7. 将线程进入休眠状态直到有以下事件发生：基于Port的Input Source被触发、Timer被触发、Run Loop运行时间到了过期时间、Run Loop被唤起
8. 通知观察者线程将要被唤醒
9. 处理被触发的事件：如果是用户自定义的Timer，处理Timer事件后重新启动Run Loop进入步骤2、如果线程被唤醒又没有到过期时间，则进入步骤2、如果是其他Input Source事件源有事件发生，直接处理这个事件
10. 到达此步骤说明Run Loop运行时间到期，或者是非Timer的Input Source事件被处理后，Run Loop将要退出，退出前通知观察者线程已退出

什么时候使用

主线程的NSRunloop自动运行，所以只有其他线程才需要我们自己运行NSRunloop。以下是几种场景：

1. 需要Timer的操作。如果不准备Runloop，则timer无法执行。
2. 子线程中使用performSelector:afterDelay:延迟执行。
3. 需要让线程执行周期性的工作。
4. 依赖Mode的操作，例如在scrollView滚动时不加载图片。