目錄
1. RunLoop簡介
 2. RunLoop的相關(guān)類
 3. RunLoop的應(yīng)用

1. 什么是RunLoop

RunLoop運行邏輯.png

** RunLoop** 中文譯為 運行循環(huán)，其實內(nèi)部是一個 do - while 循環(huán)，在這個循環(huán)中不斷地處理各種任務(wù)。一個線程對應(yīng)一個 RunLoop，主線程 RunLoop 默認(rèn)自動啟動，子線程RunLoop需要手動啟動(調(diào)用RunLoop的run方法)。

RunLoop 的代碼原理可簡單地理解為：

int main(int argc, char * argv[])
{
    BOOL running = YES; // 程序開始
    do{
        // 執(zhí)行各種任務(wù)
    } while(running);
    return 0;
}

iOS中的程序入口 main 代碼如下：

int main(int argc, char * argv[]) {
    @autoreleasepool {
        return UIApplicationMain(argc, argv, nil, NSStringFromClass([AppDelegate class]));
    }
}

iOS 中的程序入口 main 中，UIApplicationMain 函數(shù)內(nèi)部就啟動了一個RunLoop，所以 UIApplicationMain 就沒有返回，保持了程序的運行。這個默認(rèn)啟動的 RunLoop 是和 主線程 關(guān)聯(lián)的。

iOS 中有兩套API可以訪問 RunLoop：

Core Foundation框架，基于C語言，CFRunLoopRef

Foundation框架，基于Objective-C語言，NSRunLoop
CFRunLoopRef 和 NSRunLoop 都代表 RunLoop 對象，NSRunLoop 是對 CFRunLoopRef 的一層 OC 封裝。

RunLoop 與線程的關(guān)系：

每一個線程都有唯一的與之對應(yīng)的 RunLoop 對象。

主線程的 RunLoop 自動創(chuàng)建，子線程的 RunLoop 需手動創(chuàng)建
RunLoop 采用延遲加載，在第一次獲取時自動創(chuàng)建，在線程結(jié)束時銷毀。（調(diào)用[NSRunLoop currentRunLoop];就自動創(chuàng)建了 RunLoop 對象）。

2.RunLoop的相關(guān)類

Core Foundation有5個關(guān)于 RunLoop 的相關(guān)類

1. CFRunLoopRef
2. CFRunLoopModeRef
3. CFRunLoopSourceRef
4. CFRunLoopTimerRef
5. CFRunLoopObserverRef

2.1 CFRunLoopModeRef

CFRunLoopModeRef 代表 RunLoop 的 模式（Mode）。

RunLoop內(nèi)部示意圖.png

RunLoop 啟動時需要設(shè)置運行模式，RunLoop 的模式有五種不同類型可以選擇。

（1）NSDefaultRunLoopMode(kCFRunLoopDefaultMode)：RunLoop 的默認(rèn) Mode，通常主線程在這個 Mode 下運行。
（2）UITrackingRunLoopMode：界面追蹤 Mode，用于 UIScrollView 追蹤，觸摸滑動，保證界面動畫不受其他Mode影響
（3）UIInitializationRunLoopMode：在剛啟動APP時進(jìn)入的第一個 Mode，啟動完成后就不再使用。（這個模式主要是蘋果在用，開發(fā)者用不到）
（4）GSEventReceiveRunLoopMode：接受系統(tǒng)事件的內(nèi)部 Mode（繪圖事件），通常開發(fā)者用不到。
（5）NSRunLoopCommonMode(kCFRunLoopCommonModes)：這是一個占位 Mode，不是一個真正的 Mode。一個模式可以被標(biāo)記為 NSRunLoopCommonMode。默認(rèn)情況下，NSDefaultRunLoopMode 和 UITrackingRunLoopMode 被標(biāo)記為 NSRunLoopCommonMode，RunLoop 在這個模式下運行，則表示 RunLoop 可以同時執(zhí)行在 NSDefaultRunLoopMode 和 UITrackingRunLoopMode 兩個模式下。

一個 RunLoop 對象可以包含很多個模式，每個模式中可以包含多個Source、Observer、Timer，可以監(jiān)聽多個對象。
RunLoop 只能選擇其中一種模式運行，這個Mode(模式)被稱作 CurrentMode。
如果需要切換 Mode，只能退出 RunLoop，再重新指定一個 Mode 進(jìn)入，這是為了分割不同 Mode 中的 Source，Timer 和 Observer，使他們互不影響。
一個如果 RunLoop 當(dāng)前模式沒有任何 Source、 Observer、 Timer，則 RunLoop 直接退出。

2.2 CFRunLoopTimerRef

CFRunLoopTimerRef 是基于時間的觸發(fā)器，一般說的就是NSTimer。

    NSTimer *timer = [NSTimer timerWithTimeInterval:2.0 target:self selector:@selector(run) userInfo:nil repeats:YES];
    [[NSRunLoop currentRunLoop] addTimer:timer forMode:NSDefaultRunLoopMode];  // 該定時器，在正常模式下工作，在滾動事件（如UIScrollView滾動）時，不工作。

    NSTimer *timer = [NSTimer timerWithTimeInterval:2.0 target:self selector:@selector(run) userInfo:nil repeats:YES];
    [[NSRunLoop currentRunLoop] addTimer:timer forMode:NSRunLoopCommonModes];  // 在這種情況下，定時器可以同時工作在默認(rèn)狀態(tài)和滾動狀態(tài)。

2.3 CFRunLoopSourceRef

CFRunLoopSourceRef 譯為 事件源 或者 輸入源，主要包括：觸摸事件、點擊和performSelectorOnThread事件。
事件源 按照官方文檔可分為：

Port-Based Sources：內(nèi)核發(fā)出的事件

Custom Input Sources：自定義輸入源
Cocoa Perform Selector Sources：performSelector事件源

按照函數(shù)調(diào)用棧可分為：

Source0：非基于Port的事件源

Source1：基于Port的事件源，通過內(nèi)核和其他線程通信，接收、分發(fā)系統(tǒng)事件

一旦發(fā)生觸摸、點擊或者 PerformSelectorOnThread事件，RunLoop就會處理這些事件。

2.4 CFRunLoopObServerRef

CFRunLoopObserverRef 是監(jiān)聽RunLoop 狀態(tài)改變的觀察者。它可以監(jiān)聽以下幾個時間點：

typedef CFOPTIONS(CFOptionFlags,CFRunLoopActivity)
{
        kCFRunLoopEntry            = (1UL <<  0), // 即將進(jìn)入 RunLoop
        kCFRunLoopBeforeTimers     = (1UL <<  1), // 即將處理 Timer
        kCFRunLoopBeforeSources    = (1UL <<  2), // 即將處理 Source
        kCFRunLoopBeforeWaiting    = (1UL <<  5), // 即將進(jìn)入 休眠
        kCFRunLoopAfterWaiting     = (1UL <<  6), // 剛從休眠中喚醒
        kCFRunLoopExit             = (1UL <<  7), // 即將退出 RunLoop
};

CFRunLoopObserverRef 是由C語言實現(xiàn)的，示例代碼：

  // 創(chuàng)建Observer
  CFRunLoopObserverRef observer = CFRunLoopObserverCreateWithHandler(CFAllocatorGetDefault(), kCFRunLoopAllActivities, YES, 0, ^(CFRunLoopObserverRef observer, CFRunLoopActivity activity)
  {
      NSLog(@"----監(jiān)聽RunLoop狀態(tài)改變，%lu",activity);
  });
    
  // 添加觀察者監(jiān)聽RunLoop狀態(tài)
  CFRunLoopAddObserver(CFRunLoopGetCurrent(), observer, kCFRunLoopDefaultMode);

  // 釋放Observer
  CFRelease(Observer);

2.5 RunLoop的處理邏輯

RunLoop處理邏輯過程.png

3. RunLoop的應(yīng)用

RunLoop 的基本作用：

1、保持程序的運行
2、處理APP中的各種事件，如：觸摸事件、定時器事件、selector事件
3、節(jié)省CPU資源，提高程序性能（無任務(wù)時休息，有任務(wù)時工作）

在開發(fā)中的應(yīng)用：

NSTimer

PerformSelector調(diào)用
線程常駐

3.1 NSTimer的使用

NSTimer 定時器需要添加到 RunLoop 中才能啟動。

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

    // 將NSTImer對象添加到NSRunLoop中
    [[NSRunLoop currentRunLoop] addTimer:timer forMode:NSRunLoopCommonModes];

3.2 PerformSelector 特定模式下執(zhí)行

在 RunLoop 的特定模式下執(zhí)行某個方法。

[self performSelector:@selector(run) withObject:nil afterDelay:0 inModes:@[NSDefaultRunLoopMode]];

3.3 線程常駐

RunLoop 實現(xiàn)常駐線程，需要在線程中添加 RunLoop，并且在 RunLoop 中添加 Source 或者 Timer 。(添加 Observer RunLoop依舊會退出，因為 Observer 是被動觀察)
示例代碼如下：

// 子線程RunLoop 添加 NSPort 保持 RunLoop 持續(xù)執(zhí)行

- (void)viewDidLoad {
    [super viewDidLoad];
    // Do any additional setup after loading the view, typically
    
    // 創(chuàng)建線程
    NSThread *thread = [[NSThread alloc] initWithTarget:self selector:@selector(execute) object:nil];
    self.thread = thread;
    // 開啟線程
    [thread start];
    
}
- (void)execute
{
    @autoreleasepool {
        // 線程中開啟RunLoop
        // 在RunLoop中添加Port，使RunLoop不退出
        [[NSRunLoop currentRunLoop] addPort:[NSPort port] forMode:NSRunLoopCommonModes];
        // 啟動RunLoop
        [[NSRunLoop currentRunLoop] run];
    }
}

-(void)touchesBegan:(NSSet<UITouch *> *)touches withEvent:(UIEvent *)event
{
    // 在子線程中響應(yīng)點擊事件
    [self performSelector:@selector(test) onThread:self.thread withObject:nil waitUntilDone:NO];
}

- (void)test
{
    NSLog(@"test----");
}

// 子線程RunLoop 添加 NSTimer定時執(zhí)行某項任務(wù) 保持 RunLoop 持續(xù)執(zhí)行

- (void)viewDidLoad {
    [super viewDidLoad];
    // Do any additional setup after loading the view, typically
    
    // 創(chuàng)建線程
    NSThread *thread = [[NSThread alloc] initWithTarget:self selector:@selector(execute) object:nil];
    self.thread = thread;
    // 開啟線程
    [thread start];
    
}
- (void)execute
{
    @autoreleasepool {
        // 創(chuàng)建NSTimer對象
        NSTimer *timer = [NSTimer timerWithTimeInterval:2.0 target:self selector:@selector(test) userInfo:nil repeats:YES];
        
        // 線程中開啟RunLoop
        // 在RunLoop中添加NSTimer，使RunLoop持續(xù)運行
        [[NSRunLoop currentRunLoop] addTimer:timer forMode:NSDefaultRunLoopMode];
        
        // 啟動RunLoop
        [[NSRunLoop currentRunLoop] run];

    }
}

- (void)test
{
    NSLog(@"test----");
}

-(void)touchesBegan:(NSSet<UITouch *> *)touches withEvent:(UIEvent *)event
{
    // 在子線程中響應(yīng)點擊事件
    [self performSelector:@selector(test2) onThread:self.thread withObject:nil waitUntilDone:NO];
}

- (void)test2
{
    NSLog(@"*****test2*****");
}

3.4 RunLoop與自動釋放池

在ARC模式下，系統(tǒng)自動將OC對象放入自動釋放池管理，在自動釋放池釋放時，在自動釋放池中的對象統(tǒng)一執(zhí)行一次 release 方法。
自動釋放池在 RunLoop 休眠之前釋放。
在子線程中使用 RunLoop 時，需要將 RunLoop 相關(guān)代碼放入自動釋放池中。

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RunLoop簡介

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2.3 CFRunLoopSourceRef

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3.1 NSTimer的使用

3.2 PerformSelector 特定模式下執(zhí)行

3.3 線程常駐

3.4 RunLoop與自動釋放池

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