重點 (六) : RunLoop

1.png

如果沒有RunLoop


2.png

3.png

main函數中的RunLoop

4.png

第14行代碼的UIApplicationMain函數內部就啟動了一個RunLoop
所以UIApplicationMain函數一直沒有返回,保持了程序的持續運行
這個默認啟動的RunLoop是跟主線程相關聯的

RunLoop對象
iOS中有2套API來訪問和使用RunLoop
Foundation
NSRunLoop

Core Foundation
CFRunLoopRef

NSRunLoop和CFRunLoopRef都代表著RunLoop對象

NSRunLoop是基于CFRunLoopRef的一層OC包裝,所以要了解RunLoop內部結構,需要多研究CFRunLoopRef層面的API(Core Foundation層面)

RunLoop資料
蘋果官方文檔
https://developer.apple.com/library/mac/documentation/Cocoa/Conceptual/Multithreading/RunLoopManagement/RunLoopManagement.html

CFRunLoopRef是開源的
http://opensource.apple.com/source/CF/CF-1151.16/

RunLoop與線程
每條線程都有唯一的一個與之對應的RunLoop對象

主線程的RunLoop已經自動創建好了,子線程的RunLoop需要主動創建

RunLoop在第一次獲取時創建,在線程結束時銷毀

獲得RunLoop對象
Foundation
[NSRunLoop currentRunLoop]; 獲得當前線程的RunLoop對象
[NSRunLoop mainRunLoop]; 獲得主線程的RunLoop對象

Core Foundation
CFRunLoopGetCurrent(); 獲得當前線程的RunLoop對象
CFRunLoopGetMain(); 獲得主線程的RunLoop對象

RunLoop相關類

5.png

Core Foundation中關于RunLoop的5個類

CFRunLoopRef:它自己,也就代表一個RunLoop對象

CFRunLoopModeRef:RunLoop的運行模式

CFRunLoopSourceRef:事件源

CFRunLoopTimerRef:時間的觸發器

CFRunLoopObserverRef :觀察者監聽CFRunLoopRef的狀態改變

CFRunLoopModeRef

CFRunLoopModeRef代表RunLoop的運行模式

一個 RunLoop
包含若干個 Mode,每個Mode又包含若干個Source/Timer/Observer

每次RunLoop啟動時,只能指定其中一個
Mode,這個Mode被稱作 CurrentMode

如果需要切換Mode,只能退出Loop,再重新指定一個Mode進入

這樣做主要是為了分隔開不同組的Source/Timer/Observer,讓其互不影響

CFRunLoopModeRef

系統默認注冊了5個Mode模式:

kCFRunLoopDefaultMode:App的默認Mode,通常主線程是在這個Mode下運行

UITrackingRunLoopMode:界面跟蹤 Mode,用于 ScrollView 追蹤觸摸滑動,保證界面滑動時不受其他 Mode 影響

UIInitializationRunLoopMode: 在剛啟動 App 時第進入的第一個
Mode,啟動完成后就不再使用

GSEventReceiveRunLoopMode: 接受系統事件的內部 Mode,通常用不到

kCFRunLoopCommonModes:
這是一個占位用的Mode,不是一種真正的Mode

被標記為common modes模式
kCFRunLoopDefaultMode UITrackingRunLoopMode兩種模式

CFRunLoopSourceRef

CFRunLoopSourceRef是事件源(輸入源)

以前的分法

Port-Based Sources

Custom Input Sources

Cocoa Perform Selector Sources

現在的分法

Source0:非基于Port的

Source1:基于Port的

CFRunLoopTimerRef

CFRunLoopTimerRef是基于時間的觸發器

基本上說的就是NSTimer

6.png

RunLoop處理邏輯-官方版

7.png

RunLoop處理邏輯-網友整理版

8.png

RunLoop應用
NSTimer
ImageView顯示
PerformSelector
常駐線程
自動釋放池

RunLoop面試題
什么是RunLoop?
從字面意思看:運行循環、跑圈
其實它內部就是do-while循環,在這個循環內部不斷地處理各種任務(比如Source、Timer、Observer)
一個線程對應一個RunLoop,主線程的RunLoop默認已經啟動,子線程的RunLoop得手動啟動(調用run方法)
RunLoop只能選擇一個Mode啟動,如果當前Mode中沒有任何Source(Sources0、Sources1)、Timer,那么就直接退出RunLoop

自動釋放池什么時候釋放?
通過Observer監聽RunLoop的狀態

RunLoop面試題
在開發中如何使用RunLoop?什么應用場景?
開啟一個常駐線程(讓一個子線程不進入消亡狀態,等待其他線程發來消息,處理其他事件)
在子線程中開啟一個定時器
在子線程中進行一些長期監控

可以控制定時器在特定模式下執行

可以讓某些事件(行為、任務)在特定模式下執行

可以添加Observer監聽RunLoop的狀態,比如監聽點擊事件的處理(在所有點擊事件之前做一些事情)

自動釋放池與RunLoop
kCFRunLoopEntry; 創建一個自動釋放池
kCFRunLoopBeforeWaiting; 銷毀自動釋放池,創建一個新的自動釋放池
kCFRunLoopExit; 銷毀自動釋放池
自動釋放池的創建和銷毀
1.第一次創建:當runloop啟動的時候
2.最后一次銷毀:當runloop退出的時候
3.其它創建和銷毀:當runloop進入到睡覺狀態的時候會把之前的自動釋放池銷毀,重新創建一個新的

********************筆記***************************


1.Runloop基礎知識

  • 1.1 字面意思

a 運行循環
b 跑圈

  • 1.2 基本作用(作用重大)

a 保持程序的持續運行(ios程序為什么能一直活著不會死)
b 處理app中的各種事件(比如觸摸事件、定時器事件【NSTimer】、selector事件【選擇器·performSelector···】)
c 節省CPU資源,提高程序性能,有事情就做事情,沒事情就休息

  • 1.3 重要說明

(1)如果沒有Runloop,那么程序一啟動就會退出,什么事情都做不了。
(2)如果有了Runloop,那么相當于在內部有一個死循環,能夠保證程序的持續運行
(2)main函數中的Runloop
a 在UIApplication函數內部就啟動了一個Runloop
該函數返回一個int類型的值
b 這個默認啟動的Runloop是跟主線程相關聯的

  • 1.4 Runloop對象

(1)在iOS開發中有兩套api來訪問Runloop
a.foundation框架【NSRunloop】
b.core foundation框架【CFRunloopRef】
(2)NSRunLoop和CFRunLoopRef都代表著RunLoop對象,它們是等價的,可以互相轉換
(3)NSRunLoop是基于CFRunLoopRef的一層OC包裝,所以要了解RunLoop內部結構,需要多研究CFRunLoopRef層面的API(Core Foundation層面)

  • 1.5 Runloop參考資料

(1)蘋果官方文檔
https://developer.apple.com/library/mac/documentation/Cocoa/Conceptual/Multithreading/RunLoopManagement/RunLoopManagement.html

(2)CFRunLoopRef開源代碼下載地址:
http://opensource.apple.com/source/CF/CF-1151.16/

  • 1.6 Runloop與線程

1.Runloop和線程的關系:一個Runloop對應著一條唯一的線程
問題:如何讓子線程不死
回答:給這條子線程開啟一個Runloop
2.Runloop的創建:主線程Runloop已經創建好了,子線程的runloop需要手動創建
3.Runloop的生命周期:在第一次獲取時創建,在線程結束時銷毀

  • 1.7 獲得Runloop對象

1.獲得當前Runloop對象
01 NSRunloop
NSRunLoop * runloop1 = [NSRunLoop currentRunLoop];
02 CFRunLoopRef
CFRunLoopRef runloop2 = CFRunLoopGetCurrent();

2.拿到當前應用程序的主Runloop(主線程對應的Runloop)
01 NSRunloop
NSRunLoop * runloop1 = [NSRunLoop mainRunLoop];
02 CFRunLoopRef
CFRunLoopRef runloop2 = CFRunLoopGetMain();

3.注意點:開一個子線程創建runloop,不是通過alloc init方法創建,而是直接通過調用currentRunLoop方法來創建,它本身是一個懶加載的。
4.在子線程中,如果不主動獲取Runloop的話,那么子線程內部是不會創建Runloop的??梢韵螺dCFRunloopRef的源碼,搜索_CFRunloopGet0,查看代碼。
5.Runloop對象是利用字典來進行存儲,而且key是對應的線程Value為該線程對應的Runloop。

  • 1.8 Runloop相關類

(1)Runloop運行原理圖

9.png

(2)五個相關的類

a.CFRunloopRef

b.CFRunloopModeRef【Runloop的運行模式】

c.CFRunloopSourceRef【Runloop要處理的事件源】

d.CFRunloopTimerRef【Timer事件】

e.CFRunloopObserverRef【Runloop的觀察者(監聽者)】

(3)Runloop和相關類之間的關系圖

10.png

(4)Runloop要想跑起來,它的內部必須要有一個mode,這個mode里面必須有source\observer\timer,至少要有其中的一個。

  • CFRunloopModeRef

1.CFRunloopModeRef代表著Runloop的運行模式

2.一個Runloop中可以有多個mode,一個mode里面又可以有多個source\observer\timer等等

3.每次runloop啟動的時候,只能指定一個mode,這個mode被稱為該Runloop的當前mode

4.如果需要切換mode,只能先退出當前Runloop,再重新指定一個mode進入

5.這樣做主要是為了分割不同組的定時器等,讓他們相互之間不受影響

6.系統默認注冊了5個mode

a.kCFRunLoopDefaultMode:App的默認Mode,通常主線程是在這個Mode下運行

b.UITrackingRunLoopMode:界面跟蹤
Mode,用于ScrollView 追蹤觸摸滑動,保證界面滑動時不受其他Mode 影響

c.UIInitializationRunLoopMode:
在剛啟動App 時第進入的第一個Mode,啟動完成后就不再使用

d.GSEventReceiveRunLoopMode:
接受系統事件的內部Mode,通常用不到

e.kCFRunLoopCommonModes:
這是一個占位用的Mode,不是一種真正的Mode

  • CFRunloopTimerRef

(1)NSTimer相關代碼

說明:

(1)runloop一啟動就會選中一種模式,當選中了一種模式之后其它的模式就都不鳥。一個mode里面可以添加多個NSTimer,也就是說以后當創建NSTimer的時候,可以指定它是在什么模式下運行的。

(2)它是基于時間的觸發器,說直白點那就是時間到了我就觸發一個事件,觸發一個操作。基本上說的就是NSTimer

(3)相關代碼

  • (void)timer2

{

NSTimer

調用了scheduledTimer方法,那么會自動添加到當前的runloop里面去,而且runloop的運行模式kCFRunLoopDefaultMode

NSTimer

*timer = [NSTimer scheduledTimerWithTimeInterval:2.0 target:self selector:@selector(run)
userInfo:nil repeats:YES];

更改模式

[[NSRunLoop currentRunLoop] addTimer:timer forMode:NSRunLoopCommonModes];

}

  • (void)timer1

{

[NSTimer

scheduledTimerWithTimeInterval:2.0 target:self selector:@selector(run)
userInfo:nil repeats:YES];

NSTimer

*timer = [NSTimer timerWithTimeInterval:2.0 target:self
selector:@selector(run) userInfo:nil repeats:YES];

定時器添加到UITrackingRunLoopMode模式,一旦runloop切換模式,那么定時器就不工作

[[NSRunLoop

currentRunLoop] addTimer:timer forMode:UITrackingRunLoopMode];

定時器添加到NSDefaultRunLoopMode模式,一旦runloop切換模式,那么定時器就不工作

[[NSRunLoop

currentRunLoop] addTimer:timer forMode:NSDefaultRunLoopMode];

占位模式:common

modes標記

被標記為common

modes的模式kCFRunLoopDefaultMode
UITrackingRunLoopMode

[[NSRunLoop currentRunLoop] addTimer:timer forMode:NSRunLoopCommonModes];

NSLog(@"%@",[NSRunLoop currentRunLoop]);

}

  • (void)run

{

NSLog(@"---run---%@",[NSRunLoop

currentRunLoop].currentMode);

}

  • (IBAction)btnClick {
NSLog(@"---btnClick---");

}

(2)GCD中的定時器

0.創建一個隊列

dispatch_queue_t queue
= dispatch_get_global_queue(0, 0);

1.創建一個GCD的定時器

第一個參數:說明這是一個定時器

第四個參數:GCD的回調任務添加到那個隊列中執行,如果是主隊列則在主線程執行

dispatch_source_t
timer = dispatch_source_create(DISPATCH_SOURCE_TYPE_TIMER, 0, 0, queue);

2.設置定時器的開始時間,間隔時間以及精準度

設置開始時間,三秒鐘之后調用

dispatch_time_t start
= dispatch_time(DISPATCH_TIME_NOW,3.0 *NSEC_PER_SEC);

設置定時器工作的間隔時間

uint64_t intevel = 1.0

  • NSEC_PER_SEC;

第一個參數:要給哪個定時器設置

第二個參數:定時器的開始時間DISPATCH_TIME_NOW表示從當前開始

第三個參數:定時器調用方法的間隔時間

第四個參數:定時器的精準度,如果傳0則表示采用最精準的方式計算,如果傳大于0的數值,則表示該定時切換i可以接收該值范圍內的誤差,通常傳0

該參數的意義:可以適當的提高程序的性能

注意點:GCD定時器中的時間以納秒為單位(面試)

dispatch_source_set_timer(timer,
start, intevel, 0 * NSEC_PER_SEC);

3.設置定時器開啟后回調的方法

第一個參數:要給哪個定時器設置

第二個參數:回調block

dispatch_source_set_event_handler(timer,
^{

NSLog(@"------%@",[NSThread currentThread]);

});

4.執行定時器

dispatch_resume(timer);

注意:dispatch_source_t本質上是OC類,在這里是個局部變量,需要強引用

self.timer = timer;

  • CFRunloopSourceRef

1.是事件源也就是輸入源,有兩種分類模式;

一種是按照蘋果官方文檔進行劃分的

另一種是基于函數的調用棧來進行劃分的(source0和source1)。

2.具體的分類情況

(1)以前的分法

Port-Based Sources

Custom Input Sources

Cocoa Perform Selector
Sources

(2)現在的分法

Source0:非基于Port的

Source1:基于Port的

3.可以通過打斷點的方式查看一個方法的函數調用棧

  • CFRunLoopObserverRef

(1)CFRunLoopObserverRef是觀察者,能夠監聽RunLoop的狀態改變

(2)如何監聽

創建一個runloop監聽者

CFRunLoopObserverRef
observer =
CFRunLoopObserverCreateWithHandler(CFAllocatorGetDefault(),kCFRunLoopAllActivities,
YES, 0, ^(CFRunLoopObserverRef observer,
CFRunLoopActivity activity) {

NSLog(@"監聽runloop狀態改變---%zd",activity);

});

為runloop添加一個監聽者

CFRunLoopAddObserver(CFRunLoopGetCurrent(),
observer, kCFRunLoopDefaultMode);

CFRelease(observer);

(3)監聽的狀態

typedef CF_OPTIONS(CFOptionFlags,
CFRunLoopActivity) {

kCFRunLoopEntry = (1UL << 0), 即將進入Runloop

kCFRunLoopBeforeTimers = (1UL << 1), 即將處理NSTimer

kCFRunLoopBeforeSources = (1UL << 2), 即將處理Sources

kCFRunLoopBeforeWaiting = (1UL << 5), 即將進入休眠

kCFRunLoopAfterWaiting = (1UL << 6), 剛從休眠中喚醒

kCFRunLoopExit = (1UL << 7),
即將退出runloop

kCFRunLoopAllActivities = 0x0FFFFFFFU 所有狀態改變

};

  • 1.9
    Runloop運行邏輯
11.png

面試:runloop和NSURLConnection

1.發送請求

默認情況下,NSURLConnection發送的是一個異步請求

默認情況下,NSURLConnection的代理方法在主線程中進行調用(方便在拿到數據后,直接處理一些和UI相關的操作,而不需要考慮線程間通信)

方法一,不嚴謹

通過該方法設置代理,會自動的發送請求

[[NSURLConnection
alloc]initWithRequest:request delegate:self];

方法二

知識點A 設置代理方法在子線程中調用

設置代理,startImmediately為NO的時候,該方法不會自動發送請求

NSURLConnection
*connect = [[NSURLConnection alloc]initWithRequest:request delegate:self
startImmediately:NO];

手動通過代碼的方式來發送請求

注意該方法內部會自動的把connect添加到當前線程的RunLoop中在默認模式下執行

[connect
start];

(2)如何控制代理方法在哪個線程調用

說明:默認情況下,代理方法會在主線程中進行調用(為了方便開發者拿到數據后處理一些刷新UI的操作不需要考慮到線程間通信)

設置代理方法的執行隊列

[connect
setDelegateQueue:[[NSOperationQueue alloc]init]];

方法三:

設置代理,startImmediately為NO的時候,該方法不會自動發送請求

NSURLConnection *connect = [[NSURLConnection
alloc]initWithRequest:request delegate:self

startImmediately:NO];

設置代理方法的執行隊列

[connect
setDelegateQueue:[[NSOperationQueue alloc]init]];

發送請求

注意該方法內部會自動的把connect添加到當前線程的RunLoop中在默認模式下執行

[connect
start];

知識點B 如果把發送網絡請求的方法也放在子線程中執行如何

使用GCD開啟一個子線程來發送網絡請求

dispatch_async(dispatch_get_global_queue(0, 0), ^{

 使用非自動發送網絡請求模式,發送請求OK

 創建NSURLConnection對象,設置代理,暫不發送

NSURLConnection *connect = [[NSURLConnection
alloc]initWithRequest:request delegate:self

startImmediately:NO];

 設置代理方法的執行隊列

[connect setDelegateQueue:[[NSOperationQueue alloc]init]];

 調用start發送網絡請求

[connect start];

 NSURLConnection*connect = [[NSURLConnection

alloc]initWithRequest:request delegate:self];

 connect setDelegateQueue:[[NSOperationQueue

alloc]init]];

 創建當前線程的runloop,并開啟runloop

 [[NSRunLoop

currentRunLoop] run];

});

}

使用上面的方法一,發送請求失敗,為什么呢?(需要改造代碼)

(runloop和NSURLConnection的關系)?

01

網絡請求發送和數據接收是否成功,和一些因素相關,比如客戶端的網速、服務器端的查詢速度等等。

02 而在子線程中創建的NSURLConnection對象是一個臨時變量,當請求發送完成之后就被釋放了,所以這個時候它的代理方法不會調用用。

03 為什么使用方法二是OK的。因為在方法二中,調用了start來開始發送網絡請求,該方法內部會自動將當前的connect作為一個Source添加到當前線程所在的Runloop中,如果當前線程是子線程(即當前線程的runloop并未創建),那么該方法內部會默認先創建當前線程的Runloop,設置在runloop的默認模式下運行。此時runloop會對這個Connect對象進行強引用,保證了代理方法被調用的前提
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