14.RunLoop的理解

什么是RunLoop

• 从字面意思看：运行循环，跑圈
• 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)
• 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)
• RunLoop只能选择一个Model启动，如果当前Model中没有任何Source(Sources0、Sources1)、Timer那么就直接退出RunLoop

基本作用

• 保持程序的持续运行
• 处理App中的各种事件（比如触摸事件、定时器事件、Selector事件)
• 节省CPU资源，提高程序性能：该做事时做事，该休息时休息

main函数中的RunLoop

第14行代码的UIApplicationMain函数内部就启动了一个RunLoop
所以UIApplicationMain函数一直没有返回，保持了程序的持续运行
这个默认启动的RunLoop是跟主线程相关联的

RunLoop对象

• iOS中有2套API来访问和使用RunLoop
  
  • Foundation(NSRunLoop)
  • Core Foundation(CFRunLoopRef)
• NSRunLoop和CFRunLoopRef都代表着RunLoop对象
• 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

RunLoop资料

• 苹果官方文档
  https://developer.apple.com/library/mac/documentation/Cocoa/Conceptual/Multithreading/RunLoopManagement/RunLoopManagement.html
• CFRunLoopRef是开源的
  http://opensource.apple.com/source/CF/CF-1151.16/

RunLoop与线程

• 每条线程都有唯一的一个与之对应的RunLoop对象
• 主线程的RunLoop已经自动创建好了，子线程的RunLoop需要主动创建
• RunLoop在第一次获取时创建，在线程结束时销毁

获得RunLoop对象

• Foundation

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

• Core Foundation

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

RunLoop相关类

• Core Foundation中关于RunLoop的5个类
  
  • CFRunLoopRef
  • CFRunLoopModeRef
  • CFRunLoopSourceRef
  • CFRunLoopTimerRef
  • CFRunLoopObserverRef
    
    如果没有任何一个上面中的类，则RunLoop会直接退出去

• CFRunLoopModeRef(运行模式，一个runLoop中可能有多个运行模式)

  • CFRunLoopModeRef代表RunLoop的运行模式(不同的模式处理不同的事件)
    
    • 一个 RunLoop 包含若干个 Mode，每个Mode又包含若干个Source/Timer/Observer
    • 每次RunLoop启动时，只能指定其中一个 Mode，这个Mode被称作 CurrentMode
    • 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
  • 系统默认注册了5个Mode:
    
    • kCFRunLoopDefaultMode：App的默认Mode，通常主线程是在这个Mode下运行
    • 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(提高用户体验)
    • 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: 接受系统事件(如绘图事件，渲染事件)的内部 Mode，通常用不到
    • kCFRunLoopCommonModes: 这是一个占位用的Mode，不是一种真正的Mode,不会运行在这个模式下

• CFRunLoopSourceRef

  • CFRunLoopSourceRef是事件源（输入源）(触摸事件)
  • 以前的分法
    
    • Port-Based Sources（通过端口）
    • Custom Input Sources（自定义）
    • Cocoa Perform Selector Sources
  • 按照函数调用栈，Source分类
    
    • Source0：非基于Port的
    • Source1：基于Port的,通过内核和其他线程通信，接收分发系统事件

• CFRunLoopTimerRef

  • CFRunLoopTimerRef是基于时间的触发器
  • 基本上说的就是NSTimer,他受RunLoop的Model影响
  • GCD的定时器不受RunLoop的Model影响

• CFRunLoopObserverRef（监听runloop）

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

     // 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);    //在这里可以根据CFRunLoopActivity的状态做一些操作});// 添加观察者：监听RunLoop的状态CFRunLoopAddObserver(CFRunLoopGetCurrent(), observer, kCFRunLoopDefaultMode);// 释放ObserverCFRelease(observer);//可以设置RunLoop运行时间，超出时间会休眠,因为系统的RunLoop设置的时间很长，所以会一直运行[[NSRunLoop currentRunLoop] runUntilDate:<#(nonnull NSDate *)#>]; /*CF的内存管理（Core Foundation）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CFRunLoopObserverCreate2.release函数：CFRelease(对象);*/

RunLoop处理逻辑

RunLoop应用

• NSTimer

1. NSTimer *timer = [NSTimer timerWithTimeInterval:2.0 target:self selector:@selector(run) userInfo:nil repeats:YES];// 定时器只运行在NSDefaultRunLoopMode下，一旦RunLoop进入其他模式(例如滑动scrollview的时候，会切换模式)，这个定时器就不会工作// [[NSRunLoop currentRunLoop] addTimer:timer forMode:NSDefaultRunLoopMode];// 定时器只运行在UITrackingRunLoopMode下，一旦RunLoop进入其他模式(例如滑动scrollview的时候，会切换模式)，这个定时器就不会工作//[[NSRunLoop currentRunLoop] addTimer:timer forMode:UITrackingRunLoopMode];// 定时器会跑在标记为common modes的模式下// 标记为common modes的模式：UITrackingRunLoopMode和NSDefaultRunLoopMode，意味着timer不但会在UITrackingRunLoopMode下运行也会在NSDefaultRunLoopMode运行[[NSRunLoop currentRunLoop] addTimer:timer forMode:NSRunLoopCommonModes];2.// 调用了scheduledTimer返回的定时器，已经自动被添加到当前runLoop中，而且是NSDefaultRunLoopModeNSTimer *timer = [NSTimer scheduledTimerWithTimeInterval:2.0 target:self selector:@selector(run) userInfo:nil repeats:YES];// 修改模式[[NSRunLoop currentRunLoop] addTimer:timer forMode:NSRunLoopCommonModes];例如要想在拖动scrollview时不做某些事情时，可以把定时器放在NSDefaultRunLoopMode下，这样拖动scrollview时，就不会执行定时器下的事情，可以增加用户体验。

• ImageView显示
  当在下载图片并渲染显示的时候，拖动scrollview时，界面会有点卡，用户体验不好，这时可以设置imageView的显示模式，增加用户体验。

// 只在NSDefaultRunLoopMode模式下显示图片,滑动scrollview时不渲染图片(延迟到停止scrollview滑动时在渲染图片，增加用户体验)[self.imageView performSelector:@selector(setImage:) withObject:[UIImage imageNamed:@"placeholder"] afterDelay:3.0 inModes:@[NSDefaultRunLoopMode]];}

• PerformSelector

   [self performSelector:<#(nonnull SEL)#> withObject:<#(nullable id)#> afterDelay:<#(NSTimeInterval)#> inModes:<#(nonnull NSArray<NSString *> *)#>];

• 常驻线程(保证线程不死，如后台操作一直监听用户的操作)

  /** 自定义线程对象 */@property (nonatomic, strong) MyThread *thread;self.thread = [[MyThread alloc] initWithTarget:self selector:@selector(execute) object:nil];[self.thread start];可以通过两种方法保证该线程不死第一种：- (void)execute{while (1) {    [[NSRunLoop currentRunLoop] run];}第二种：- (void)execute{[[NSRunLoop currentRunLoop] addPort:[NSPort port] forMode:NSDefaultRunLoopMode];[[NSRunLoop currentRunLoop] run];}例如：在这个子线程中开起一个定时器可以长期监听- (void)execute{//这种创建的timer会自动添加到默认NSDefaultRunLoopMode模式下1.   [NSTimer scheduledTimerWithTimeInterval:2.0 target:self selector:@selector(test) userInfo:nil repeats:YES];相当于下面的创建方式2. NSTimer *timer = [NSTimer timerWithTimeInterval:2.0 target:self selector:@selector(run) userInfo:nil repeats:YES];[[NSRunLoop currentRunLoop] addTimer:timer forMode:NSDefaultRunLoopMode];[[NSRunLoop currentRunLoop] run];}

• 自动释放池什么时候释放？
  通过Observer监听RunLoop的状态，一旦监听到RunLoop即将进入睡眠等待状态，就释放自动释放池（kCFRunLoopBeforeWaiting）

   kCFRunLoopEntry; // 创建一个自动释放池 kCFRunLoopBeforeWaiting // 销毁自动释放池，创建一个新的自动释放池 kCFRunLoopExit // 销毁自动释放池

在开发中如何使用RunLoop？什么应用场景

• 开启一个常驻线程(让一个子线程不进入消亡状态，等待其他线程来发消息，处理其他事件)
  
  • 在子线程中开启一个定时器
  • 在子线程中进行一些长期监控
• 可以控制定时器在指定模式下执行
• 可以让某些事件(行为，任务)在特定模式下执行
• 可以添加Observer监听RunLoop的状态，比如监听点击事件的处理(在所有点击事件之前做一些事情)

GCD定时器

/** 定时器(这里不用带*，因为dispatch_source_t就是个类，内部已经包含了*) */@property (nonatomic, strong) dispatch_source_t timer;int count = 0;-(void)GCDTimer {// 获得全局并发队列//dispatch_queue_t queue = dispatch_get_global_queue(0, 0); dispatch_queue_t queue = dispatch_get_main_queue();// 创建一个定时器(dispatch_source_t本质还是个OC对象)self.timer = dispatch_source_create(DISPATCH_SOURCE_TYPE_TIMER, 0, 0, queue);// 设置定时器的各种属性（几时开始任务，每隔多长时间执行一次）// GCD的时间参数，一般是纳秒（1秒 == 10的9次方纳秒）// 何时开始执行第一个任务// dispatch_time(DISPATCH_TIME_NOW, 1.0 * NSEC_PER_SEC) 比当前时间晚1秒dispatch_time_t start = dispatch_time(DISPATCH_TIME_NOW, (int64_t)(1.0 * NSEC_PER_SEC));uint64_t interval = (uint64_t)(1.0 * NSEC_PER_SEC);dispatch_source_set_timer(self.timer, start, interval, 0);// 设置回调dispatch_source_set_event_handler(self.timer, ^{  count++; if (count == 4) {   // 取消定时器     dispatch_cancel(self.timer);     self.timer = nil;       }    }); // 启动定时器    dispatch_resume(self.timer);}