Object-C Runloop詳解

一.Runloop介紹

1.什么是Runloop

字面意思運(yùn)行循環(huán),它是一個(gè)對(duì)象,這個(gè)對(duì)象提供一個(gè)入口函數(shù)。
程序會(huì)進(jìn)入do...while循環(huán),處理事件。它不是一個(gè)普通的do-while循環(huán),普通的do-while會(huì)一直暫用CPU資源,runloop在沒有消息處理時(shí),會(huì)進(jìn)入休眠表面資源占用。

2.Runloop作用

  • 保持程序的持續(xù)運(yùn)行
  • 處理app中的各種事件:觸摸、定時(shí)器、performSelector等
  • 節(jié)省cpu資源、提供程序的性能

3.Runloop和線程關(guān)系

  • 蘋果不允許直接創(chuàng)建 RunLoop，它只提供了兩個(gè)自動(dòng)獲取的函數(shù)：
    CFRunLoopGetMain():獲取主運(yùn)行循環(huán)。
    CFRunLoopGetCurrent():獲取當(dāng)前運(yùn)行循環(huán)。
  • runloop和線程一一對(duì)應(yīng)的關(guān)系.
  • 只能在當(dāng)前線程中操作當(dāng)前線程的RunLoop，而不能去操作其他線程的RunLoop。
  • RunLoop對(duì)象在第一次獲取RunLoop時(shí)創(chuàng)建，銷毀則是在線程結(jié)束的時(shí)候。
  • 主線程的RunLoop對(duì)象系統(tǒng)自動(dòng)幫助我們創(chuàng)建好了，而子線程的RunLoop對(duì)象需要我們主動(dòng)獲取，因?yàn)樽泳€程剛創(chuàng)建時(shí)并沒有RunLoop，如果你不主動(dòng)獲取，那它一直都不會(huì)Yo有。

相關(guān)源碼分析:
從獲取線程RunLoop的方法CFRunLoopGetCurrent()進(jìn)去:

CFRunLoopRef CFRunLoopGetCurrent(void) {
    CHECK_FOR_FORK();
    CFRunLoopRef rl = (CFRunLoopRef)_CFGetTSD(__CFTSDKeyRunLoop);
    if (rl) return rl;
    return _CFRunLoopGet0(pthread_self());
}

獲取RunLoop,調(diào)用_CFRunLoopGet0,當(dāng)前線程(pthread_self()作為參數(shù)傳入。

static pthread_t kNilPthreadT = { nil, nil };

CF_EXPORT CFRunLoopRef _CFRunLoopGet0(pthread_t t) {
 //1.為Nil,設(shè)置為主線程
    if (pthread_equal(t, kNilPthreadT)) {
        t = pthread_main_thread_np();
    }
    2.加鎖,保證線程安全
    __CFSpinLock(&loopsLock);
    3.__CFRunLoops是CFMutableDictionaryRef類型的靜態(tài)全局變量,保存線程和runloop一一對(duì)應(yīng)的關(guān)系
    if (!__CFRunLoops) {
    4.如果__CFRunLoops為空
        __CFSpinUnlock(&loopsLock);
        //5.創(chuàng)建可變字典CFMutableDictionaryRef
        CFMutableDictionaryRef dict = CFDictionaryCreateMutable(kCFAllocatorSystemDefault, 0, NULL, &kCFTypeDictionaryValueCallBacks);
        
     //6.通過pthread_main_thread_np()創(chuàng)建一個(gè)CFRunLoopRef
        CFRunLoopRef mainLoop = __CFRunLoopCreate(pthread_main_thread_np());
       //7.通過key-value的方式,將pthread_main_thread_np()和mainLoop存入`dict`
        CFDictionarySetValue(dict, pthreadPointer(pthread_main_thread_np()), mainLoop);
        //8.將dict賦值給__CFRunLoops
        if (!OSAtomicCompareAndSwapPtrBarrier(NULL, dict, (void * volatile *)&__CFRunLoops)) {
            CFRelease(dict);
        }
        CFRelease(mainLoop);
        __CFSpinLock(&loopsLock);
    }
    //9.在__CFRunLoops,線程作為key獲取runloop
    CFRunLoopRef loop = (CFRunLoopRef)CFDictionaryGetValue(__CFRunLoops, pthreadPointer(t));
    __CFSpinUnlock(&loopsLock);
    //10.不存在runloop
    if (!loop) {
    //11.創(chuàng)建一個(gè)loop
        CFRunLoopRef newLoop = __CFRunLoopCreate(t);
        __CFSpinLock(&loopsLock);
        loop = (CFRunLoopRef)CFDictionaryGetValue(__CFRunLoops, pthreadPointer(t));
        if (!loop) {
        //12.將創(chuàng)建好的newloop存儲(chǔ)到__CFRunLoops
            CFDictionarySetValue(__CFRunLoops, pthreadPointer(t), newLoop);
            loop = newLoop;
        }
        // don't release run loops inside the loopsLock, because CFRunLoopDeallocate may end up taking it
        __CFSpinUnlock(&loopsLock);
        CFRelease(newLoop);
    }
    if (pthread_equal(t, pthread_self())) {
        _CFSetTSD(__CFTSDKeyRunLoop, (void *)loop, NULL);
        if (0 == _CFGetTSD(__CFTSDKeyRunLoopCntr)) {
            _CFSetTSD(__CFTSDKeyRunLoopCntr, (void *)(PTHREAD_DESTRUCTOR_ITERATIONS-1), (void (*)(void *))__CFFinalizeRunLoop);
        }
    }
    return loop;
}
  • CFMutableDictionaryRef類型的全局靜態(tài)變量__CFRunLoops,線程為key,對(duì)應(yīng)的runloop為value保存在__CFRunLoops,線程和runloop是一一對(duì)應(yīng)的關(guān)系.
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二.Runloop結(jié)構(gòu)

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RunLoop 相關(guān)的主要涉及五個(gè)類,如上圖所示:

  • CFRunLoopRef
    • CFRunLoopModeRef//運(yùn)行模式
      • CFRunLoopSourceRef
      • CFRunLoopTimerRef
      • CFRunLoopObserverRef

1.CFRunLoopRef：Runloop對(duì)象

struct __CFRunLoop {
    CFRuntimeBase _base;
    pthread_mutex_t _lock;            /* locked for accessing mode list */
    __CFPort _wakeUpPort;            // used for CFRunLoopWakeUp
    Boolean _unused;
    volatile _per_run_data *_perRunData;              // reset for runs of the run loop
    pthread_t _pthread;//當(dāng)前線程
    uint32_t _winthread;
    CFMutableSetRef _commonModes;//commonModes下的兩個(gè)mode（kCFRunloopDefaultMode和UITrackingMode）
    CFMutableSetRef _commonModeItems;// 在commonModes狀態(tài)下運(yùn)行的對(duì)象（例如Timer）
    CFRunLoopModeRef _currentMode;////在當(dāng)前l(fā)oop下運(yùn)行的mode
    CFMutableSetRef _modes;// // 運(yùn)行的所有模式（CFRunloopModeRef類）
    struct _block_item *_blocks_head;
    struct _block_item *_blocks_tail;
    CFTypeRef _counterpart;
};

2.CFRunLoopModeRef：運(yùn)行模式

struct __CFRunLoopMode {
    CFStringRef _name;            // Mode Name
    CFMutableSetRef _sources0;    // Set
    CFMutableSetRef _sources1;    // Set
    CFMutableArrayRef _observers; // Array
    CFMutableArrayRef _timers;    // Array
    ...
};

一個(gè)RunLoop 對(duì)象中可能包含多個(gè)Mode，且每次調(diào)用 RunLoop 的主函數(shù)時(shí)，只能指定其中一個(gè) Mode(CurrentMode)?？芍貙懼付ú⑶袚QMode。主要是為了分隔開不同的 Source、Timer、Observer，讓它們之間互不影響。

RunLoop下共有五種mode:

  • kCFRunLoopDefaultMode：默認(rèn)模式，主線程是在這個(gè)運(yùn)行模式下運(yùn)行
  • UITrackingRunLoopMode：跟蹤用戶交互事件（用于 ScrollView 追蹤觸摸滑動(dòng)，保證界面滑動(dòng)時(shí)不受其他Mode影響）
  • UIInitializationRunLoopMode：在剛啟動(dòng)App時(shí)第進(jìn)入的第一個(gè) Mode，啟動(dòng)完成后就不再使用
  • GSEventReceiveRunLoopMode：接受系統(tǒng)內(nèi)部事件，通常用不到
  • kCFRunLoopCommonModes：偽模式，不是一種真正的運(yùn)行模式，實(shí)際是kCFRunLoopDefaultMode 和 UITrackingRunLoopMode的結(jié)合。

項(xiàng)目中,如下如下場(chǎng)景:頁(yè)面中有一個(gè)無(wú)限循環(huán)的banner,當(dāng)用戶在界面上滑動(dòng)時(shí),banner定時(shí)器不起作用。
原因:主線程的 RunLoop 里有兩個(gè) Mode：kCFRunLoopDefaultMode 和 UITrackingRunLoopMode。默認(rèn)情況下是defaultMode，但是當(dāng)滑動(dòng)UIScrollView時(shí)，RunLoop 會(huì)將 mode 切換為 TrackingRunLoopMode，這時(shí) Timer 就不會(huì)執(zhí)行。如果想在滑動(dòng)的時(shí)候不讓定時(shí)器失效，可以使用CommonMode來解決。

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

3.CFRunLoopSourceRef

  • Source0 ：非基于 Port。只包含了一個(gè)回調(diào)（函數(shù)指針），不能主動(dòng)觸發(fā)事件。使用時(shí)，需先調(diào)用 CFRunLoopSourceSignal(source)，將 Source 標(biāo)記為待處理，然后手動(dòng)調(diào)用 CFRunLoopWakeUp(runloop)喚醒 RunLoop，讓其處理這個(gè)事件。觸摸事件處理和 performSelector:onThread: 都會(huì)觸發(fā) Source0 。
  • Source1：基于Port，通過內(nèi)核和其他線程通信，接收、分發(fā)系統(tǒng)事件。 包含了一個(gè) mach_port 和一個(gè)回調(diào)（函數(shù)指針），被用于通過內(nèi)核和其他線程相互發(fā)送消息。這種 Source 能主動(dòng)喚醒 RunLoop 的線程?；赑ort的線程間通信和系統(tǒng)事件捕捉都是 Source1 完成，當(dāng) Source1 捕捉到系統(tǒng)時(shí)間后，會(huì)放在隊(duì)列中，之后再依次包裝為 Source0 處理。

4.CFRunLoopTimerRef

CFRunLoopTimerRef 是定時(shí)源，你可以簡(jiǎn)單把它理解為NSTimer。其包含一個(gè)時(shí)間點(diǎn)和一個(gè)回調(diào)（函數(shù)指針）。當(dāng)被加入到 RunLoop 時(shí)，RunLoop 會(huì)注冊(cè)對(duì)應(yīng)的時(shí)間點(diǎn)，當(dāng)時(shí)間到時(shí)，RunLoop 會(huì)執(zhí)行對(duì)應(yīng)時(shí)間點(diǎn)的回調(diào)。NSTimer 和 performSelector:withObject:afterDelay: 都是通過其處理的。

5.CFRunLoopObserverRef

CFRunLoopObserverRef是觀察者，主要用來監(jiān)聽RunLoop 的狀態(tài)，主要有以下幾種狀態(tài)。

typedef CF_OPTIONS(CFOptionFlags, CFRunLoopActivity) {
    kCFRunLoopEntry = (1UL << 0),
    kCFRunLoopBeforeTimers = (1UL << 1),
    kCFRunLoopBeforeSources = (1UL << 2),
    kCFRunLoopBeforeWaiting = (1UL << 5),
    kCFRunLoopAfterWaiting = (1UL << 6),
    kCFRunLoopExit = (1UL << 7),
    kCFRunLoopAllActivities = 0x0FFFFFFFU
};
  • kCFRunLoopEntry : 即將進(jìn)入RunLoop
  • kCFRunLoopBeforeTimers :即將處理Timer
  • kCFRunLoopBeforeSources:即將處理Source
  • kCFRunLoopBeforeWaiting :即將進(jìn)入休眠
  • kCFRunLoopAfterWaiting:即將從休眠中喚醒
  • kCFRunLoopExit :即將從RunLoop中退出
  • kCFRunLoopAllActivities:監(jiān)聽全部狀態(tài)改變

6.CFRunLoopRef,CFRunLoopModeRef,CFRunLoopSourceRef,CFRunLoopTimerRef,CFRunLoopObserverRef關(guān)系

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三、RunLoop邏輯流程源碼探索

Runloop的運(yùn)行從CFRunLoopRun開始.

void CFRunLoopRun(void) {    /* DOES CALLOUT */
    int32_t result;
    do {
        result = CFRunLoopRunSpecific(CFRunLoopGetCurrent(), kCFRunLoopDefaultMode, 1.0e10, false);
        CHECK_FOR_FORK();
    } while (kCFRunLoopRunStopped != result && kCFRunLoopRunFinished != result);
}

接下來都是調(diào)用CFRunLoopRunSpecific:

SInt32 CFRunLoopRunSpecific(CFRunLoopRef rl, CFStringRef modeName, CFTimeInterval seconds, Boolean returnAfterSourceHandled) {     /* DOES CALLOUT */
    CHECK_FOR_FORK();
    if (__CFRunLoopIsDeallocating(rl)) return kCFRunLoopRunFinished;
    __CFRunLoopLock(rl);
    //根據(jù)modeName找到本次運(yùn)行的mode
    CFRunLoopModeRef currentMode = __CFRunLoopFindMode(rl, modeName, false);
    //如果沒找到 || mode中沒有注冊(cè)任何事件，則就此停止，不進(jìn)入循環(huán)
    if (NULL == currentMode || __CFRunLoopModeIsEmpty(rl, currentMode, rl->_currentMode)) {
        Boolean did = false;
        if (currentMode) __CFRunLoopModeUnlock(currentMode);
        __CFRunLoopUnlock(rl);
        return did ? kCFRunLoopRunHandledSource : kCFRunLoopRunFinished;
    }
    volatile _per_run_data *previousPerRun = __CFRunLoopPushPerRunData(rl);
    //取上一次運(yùn)行的mode
    CFRunLoopModeRef previousMode = rl->_currentMode;
    //如果本次mode和上次的mode一致
    rl->_currentMode = currentMode;
    //初始化一個(gè)result為kCFRunLoopRunFinished
    int32_t result = kCFRunLoopRunFinished;
    
    if (currentMode->_observerMask & kCFRunLoopEntry )
        /// 1. 通知 Observers: RunLoop 即將進(jìn)入 loop。
        __CFRunLoopDoObservers(rl, currentMode, kCFRunLoopEntry);
    result = __CFRunLoopRun(rl, currentMode, seconds, returnAfterSourceHandled, previousMode);
    if (currentMode->_observerMask & kCFRunLoopExit )
        /// 10. 通知 Observers: RunLoop 即將退出。
        __CFRunLoopDoObservers(rl, currentMode, kCFRunLoopExit);
    
    __CFRunLoopModeUnlock(currentMode);
    __CFRunLoopPopPerRunData(rl, previousPerRun);
    rl->_currentMode = previousMode;
    __CFRunLoopUnlock(rl);
    return result;
}

進(jìn)入核心代碼__CFRunLoopRun,代碼太長(zhǎng)，這里只貼出核心代碼:

        /// 2. 通知 Observers: RunLoop 即將觸發(fā) Timer 回調(diào)。
        if (rlm->_observerMask & kCFRunLoopBeforeTimers) __CFRunLoopDoObservers(rl, rlm, kCFRunLoopBeforeTimers);
        if (rlm->_observerMask & kCFRunLoopBeforeSources)
            /// 3. 通知 Observers: RunLoop 即將觸發(fā) Source0 (非port) 回調(diào)。
            __CFRunLoopDoObservers(rl, rlm, kCFRunLoopBeforeSources);
        
        /// 執(zhí)行被加入的block
        __CFRunLoopDoBlocks(rl, rlm);
        /// 4. RunLoop 觸發(fā) Source0 (非port) 回調(diào)。
        Boolean sourceHandledThisLoop = __CFRunLoopDoSources0(rl, rlm, stopAfterHandle);
        if (sourceHandledThisLoop) {
            /// 執(zhí)行被加入的block
            __CFRunLoopDoBlocks(rl, rlm);
        }
        
        //如果沒有Sources0事件處理 并且 沒有超時(shí)，poll為false
        //如果有Sources0事件處理 或者 超時(shí)，poll都為true
        Boolean poll = sourceHandledThisLoop || (0ULL == timeout_context->termTSR);
        //第一次do..whil循環(huán)不會(huì)走該分支，因?yàn)閐idDispatchPortLastTime初始化是true
        if (MACH_PORT_NULL != dispatchPort && !didDispatchPortLastTime) {
#if DEPLOYMENT_TARGET_MACOSX || DEPLOYMENT_TARGET_EMBEDDED || DEPLOYMENT_TARGET_EMBEDDED_MINI
            //從緩沖區(qū)讀取消息
            msg = (mach_msg_header_t *)msg_buffer;
            /// 5. 如果有 Source1 (基于port) 處于 ready 狀態(tài)，直接處理這個(gè) Source1 然后跳轉(zhuǎn)去處理消息。
            if (__CFRunLoopServiceMachPort(dispatchPort, &msg, sizeof(msg_buffer), &livePort, 0)) {
                //如果接收到了消息的話，前往第9步開始處理msg
                goto handle_msg;
            }
#elif DEPLOYMENT_TARGET_WINDOWS
            if (__CFRunLoopWaitForMultipleObjects(NULL, &dispatchPort, 0, 0, &livePort, NULL)) {
                goto handle_msg;
            }
#endif
        }
        
        didDispatchPortLastTime = false;
        /// 6.通知 Observers: RunLoop 的線程即將進(jìn)入休眠(sleep)。
        if (!poll && (rlm->_observerMask & kCFRunLoopBeforeWaiting)) __CFRunLoopDoObservers(rl, rlm, kCFRunLoopBeforeWaiting);
        //設(shè)置RunLoop為休眠狀態(tài)
        __CFRunLoopSetSleeping(rl);


        msg = (mach_msg_header_t *)msg_buffer;
        /// 7. 調(diào)用 mach_msg 等待接受 mach_port 的消息。線程將進(jìn)入休眠, 直到被下面某一個(gè)事件喚醒。
        /// ? 一個(gè)基于 port 的Source 的事件。
        /// ? 一個(gè) Timer 到時(shí)間了
        /// ? RunLoop 自身的超時(shí)時(shí)間到了
        /// ? 被其他什么調(diào)用者手動(dòng)喚醒
        __CFRunLoopServiceMachPort(waitSet, &msg, sizeof(msg_buffer), &livePort, poll ? 0 : TIMEOUT_INFINITY);


   /// 8. 通知 Observers: RunLoop 的線程剛剛被喚醒了。
        if (!poll && (rlm->_observerMask & kCFRunLoopAfterWaiting)) __CFRunLoopDoObservers(rl, rlm, kCFRunLoopAfterWaiting);

總結(jié):

  • 1、通知觀察者 RunLoop 已經(jīng)啟動(dòng)。
  • 2、通知觀察者即將要開始定時(shí)器。
  • 3、通知觀察者任何即將啟動(dòng)的非基于端口的源。
  • 4、啟動(dòng)任何準(zhǔn)備好的非基于端口的源(Source0)。
  • 5、如果基于端口的源(Source1)準(zhǔn)備好并處于等待狀態(tài)，進(jìn)入步驟9。
  • 6、通知觀察者線程進(jìn)入休眠狀態(tài)。
  • 7、將線程置于休眠狀態(tài)，知道下面的任一事件發(fā)生才喚醒線程。
    某一事件到達(dá)基于端口的源
    定時(shí)器啟動(dòng)。
    RunLoop 設(shè)置的時(shí)間已經(jīng)超時(shí)。
    RunLoop 被喚醒。
  • 8、通知觀察者線程將被喚醒。
  • 9、處理未處理的事件。
    如果用戶定義的定時(shí)器啟動(dòng)，處理定時(shí)器事件并重啟RunLoop。進(jìn)入步驟2。
    如果輸入源啟動(dòng)，傳遞相應(yīng)的消息。
    如果RunLoop被顯示喚醒而且時(shí)間還沒超時(shí)，重啟RunLoop。進(jìn)入步驟2
  • 10、通知觀察者RunLoop結(jié)束。

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四.runloop應(yīng)用

主線程幾乎所有函數(shù)都從以下六個(gè)之一的函數(shù)調(diào)起:

  • CFRUNLOOP_IS_CALLING_OUT_TO_AN_OBSERVER_CALLBACK_FUNCTION

    用于向外部報(bào)告 RunLoop 當(dāng)前狀態(tài)的更改，框架中很多機(jī)制都由 RunLoopObserver 觸發(fā)，如 CAAnimation

  • CFRUNLOOP_IS_CALLING_OUT_TO_A_BLOCK

    消息通知、非延遲的perform、非延遲的dispatch調(diào)用、block回調(diào)、KVO

      block應(yīng)用:
  ```
   void (^block)(void) = ^{
      NSLog(@"123");
   };
   block();
  ```
    image

  • CFRUNLOOP_IS_SERVICING_THE_MAIN_DISPATCH_QUEUE
    dispatch_async(dispatch_get_main_queue(), ^{ NSLog(@"hello word"); });

    image

  • CFRUNLOOP_IS_CALLING_OUT_TO_A_TIMER_CALLBACK_FUNCTION

    延遲的perform, 延遲dispatch調(diào)用

     [self performSelector:@selector(fire) withObject:nil afterDelay:1.0];
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  • CFRUNLOOP_IS_CALLING_OUT_TO_A_SOURCE0_PERFORM_FUNCTION

      處理App內(nèi)部事件、App自己負(fù)責(zé)管理（觸發(fā)），如UIEvent、CFSocket。普通函數(shù)調(diào)用，系統(tǒng)調(diào)用

  • CFRUNLOOP_IS_CALLING_OUT_TO_A_SOURCE1_PERFORM_FUNCTION

      由RunLoop和內(nèi)核管理，Mach port驅(qū)動(dòng)，如CFMachPort、CFMessagePort

runloop與GCD

  • runLoop 的超時(shí)時(shí)間就是使用 GCD 中的 dispatch_source_t來實(shí)現(xiàn)的

  • 執(zhí)行GCD MainQueue 上的異步任務(wù)

    runloop用到了GCD，當(dāng)調(diào)用 dispatch_async(dispatch_get_main_queue(), block) 時(shí)，libDispatch 會(huì)向主線程的RunLoop 發(fā)送消息，RunLoop會(huì)被喚醒，并從消息中取得這個(gè) block，并在回調(diào) CFRUNLOOP_IS_SERVICING_THE_MAIN_DISPATCH_QUEUE() 里執(zhí)行這個(gè) block。但這個(gè)邏輯僅限于 dispatch 到主線程，dispatch 到其他線程仍然是由 libDispatch 處理的。

runloop與自動(dòng)釋放池

蘋果在主線程 RunLoop里注冊(cè)了兩個(gè) ``Observer：
第一個(gè)Observer監(jiān)視的事件是 Entry(即將進(jìn)入Loop)，其回調(diào)內(nèi)會(huì)調(diào)用 _objc_autoreleasePoolPush() 創(chuàng)建自動(dòng)釋放池。其 order 是-2147483647，優(yōu)先級(jí)最高，保證創(chuàng)建釋放池發(fā)生在其他所有回調(diào)之前。
第二個(gè) Observer 監(jiān)視了兩個(gè)事件： BeforeWaiting(準(zhǔn)備進(jìn)入睡眠) 和 Exit(即將退出Loop)，
BeforeWaiting(準(zhǔn)備進(jìn)入睡眠)時(shí)調(diào)用_objc_autoreleasePoolPop() 和 _objc_autoreleasePoolPush() 釋放舊的池并創(chuàng)建新池；
Exit(即將退出Loop) 時(shí)調(diào)用 _objc_autoreleasePoolPop() 來釋放自動(dòng)釋放池。這個(gè) Observer 的 order 是 2147483647，優(yōu)先級(jí)最低，保證其釋放池子發(fā)生在其他所有回調(diào)之后。

UI刷新

當(dāng)在操作 UI 時(shí)，比如改變了 Frame、更新了 UIView/CALayer 的層次時(shí)，或者手動(dòng)調(diào)用了 UIView/CALayer 的 setNeedsLayout/setNeedsDisplay方法后，這個(gè) UIView/CALayer 就被標(biāo)記為待處理，并被提交到一個(gè)全局的容器去。
蘋果注冊(cè)了一個(gè) Observer 監(jiān)聽 BeforeWaiting(即將進(jìn)入休眠) 和Exit (即將退出Loop) 事件，回調(diào)去執(zhí)行。遍歷所有待處理的 UIView/CAlayer 以執(zhí)行實(shí)際的繪制和調(diào)整，并更新 UI 界面。

事件響應(yīng)

蘋果注冊(cè)了一個(gè) Source1 (基于 mach port 的) 用來接收系統(tǒng)事件，其回調(diào)函數(shù)為 __IOHIDEventSystemClientQueueCallback()。
當(dāng)一個(gè)硬件事件(觸摸/鎖屏/搖晃等)發(fā)生后，首先由 IOKit.framework 生成一個(gè) IOHIDEvent 事件并由 SpringBoard 接收。SpringBoard 只接收按鍵(鎖屏/靜音等)，觸摸，加速，接近傳感器等幾種 Event，隨后用 mach port 轉(zhuǎn)發(fā)給需要的App進(jìn)程。隨后蘋果注冊(cè)的那個(gè) Source1就會(huì)觸發(fā)回調(diào)，并調(diào)用 _UIApplicationHandleEventQueue()進(jìn)行應(yīng)用內(nèi)部的分發(fā)。
_UIApplicationHandleEventQueue()會(huì)把 IOHIDEvent 處理并包裝成 UIEvent 進(jìn)行處理或分發(fā)，其中包括識(shí)別 UIGesture/處理屏幕旋轉(zhuǎn)/發(fā)送給 UIWindow 等。通常事件比如 UIButton 點(diǎn)擊、touchesBegin/Move/End/Cancel 事件都是在這個(gè)回調(diào)中完成的。

如何處理手勢(shì)

當(dāng)上面的 _UIApplicationHandleEventQueue() 識(shí)別了一個(gè)手勢(shì)時(shí)，其首先會(huì)調(diào)用 Cancel 將當(dāng)前的 touchesBegin/Move/End 系列回調(diào)打斷。隨后系統(tǒng)將對(duì)應(yīng)的 UIGestureRecognizer 標(biāo)記為待處理。蘋果注冊(cè)了一個(gè) Observer 監(jiān)測(cè) BeforeWaiting (Loop即將進(jìn)入休眠) 事件，這個(gè)Observer的回調(diào)函數(shù)是 _UIGestureRecognizerUpdateObserver()，其內(nèi)部會(huì)獲取所有剛被標(biāo)記為待處理的 GestureRecognizer，并執(zhí)行GestureRecognizer的回調(diào)。
當(dāng)有 UIGestureRecognizer 的變化(創(chuàng)建/銷毀/狀態(tài)改變)時(shí)，這個(gè)回調(diào)都會(huì)進(jìn)行相應(yīng)處理。

如何處理timer

NSTimer 其實(shí)就是 CFRunLoopTimerRef，他們之間是 toll-free bridged 的。一個(gè) NSTimer 注冊(cè)到 RunLoop 后，RunLoop會(huì)為其重復(fù)的時(shí)間點(diǎn)注冊(cè)好事件,RunLoop為了節(jié)省資源，并不會(huì)在非常準(zhǔn)確的時(shí)間點(diǎn)回調(diào)這個(gè)Timer。Timer 有個(gè)屬性叫做 Tolerance (寬容度)，標(biāo)示了當(dāng)時(shí)間點(diǎn)到后，容許有多少最大誤差.

meInterval tolerance API_AVAILABLE(macos(10.9), ios(7.0), watchos(2.0), tvos(9.0));

NSTimer和performSEL方法實(shí)際上是對(duì)CFRunloopTimerRef的封裝.

如何處理performSelector

當(dāng)調(diào)用 NSObject 的 performSelecter:afterDelay: 后，實(shí)際上其內(nèi)部會(huì)創(chuàng)建一個(gè) Timer 并添加到當(dāng)前線程的RunLoop中。所以如果當(dāng)前線程沒有 RunLoop，則這個(gè)方法會(huì)失效。
當(dāng)調(diào)用 performSelector:onThread: 時(shí)，實(shí)際上其會(huì)創(chuàng)建一個(gè) Timer 加到對(duì)應(yīng)的線程去，同樣的，如果對(duì)應(yīng)線程沒有 RunLoop 該方法也會(huì)失效。

常駐子線程

為了保證線程長(zhǎng)期運(yùn)轉(zhuǎn)，可以在子線程中加入RunLoop，并且給Runloop設(shè)置item，防止Runloop自動(dòng)退出。

+ (void)networkRequestThreadEntryPoint:(id)__unused object {
    @autoreleasepool {
        [[NSThread currentThread] setName:@"AFNetworking"];
        NSRunLoop *runLoop = [NSRunLoop currentRunLoop];
        [runLoop addPort:[NSMachPort port] forMode:NSDefaultRunLoopMode];
        [runLoop run];
    }
}

+ (NSThread *)networkRequestThread {
    static NSThread *_networkRequestThread = nil;
    static dispatch_once_t oncePredicate;
    dispatch_once(&oncePredicate, ^{
        _networkRequestThread = [[NSThread alloc] initWithTarget:self selector:@selector(networkRequestThreadEntryPoint:) object:nil];
        [_networkRequestThread start];
    });
    return _networkRequestThread;
}
- (void)start {
    [self.lock lock];
    if ([self isCancelled]) {
        [self performSelector:@selector(cancelConnection) onThread:[[self class] networkRequestThread] withObject:nil waitUntilDone:NO modes:[self.runLoopModes allObjects]];
    } else if ([self isReady]) {
        self.state = AFOperationExecutingState;
        [self performSelector:@selector(operationDidStart) onThread:[[self class] networkRequestThread] withObject:nil waitUntilDone:NO modes:[self.runLoopModes allObjects]];
    }
    [self.lock unlock];
}

卡頓監(jiān)測(cè)

所謂的卡頓一般是在主線程做了耗時(shí)操作，卡頓監(jiān)測(cè)的主要原理是在主線程的RunLoop 中添加一個(gè) observer，檢測(cè)從 即將處理Source(kCFRunLoopBeforeSources) 到 即將進(jìn)入休眠 (kCFRunLoopBeforeWaiting) 花費(fèi)的時(shí)間是否過長(zhǎng)。如果花費(fèi)的時(shí)間大于某一個(gè)闕值，則認(rèn)為卡頓，此時(shí)可以輸出對(duì)應(yīng)的堆棧調(diào)用信息。

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