ReactiveCocoa 中 RACScheduler是如何封裝GCD的

前言

在使用ReactiveCocoa 過程中，Josh Abernathy和Justin Spahr-Summers 兩位大神為了能讓RAC的使用者更暢快的在沉浸在FRP的世界里，更好的進(jìn)行并發(fā)編程，于是就對GCD進(jìn)行了一次封裝，并與RAC的各大組件進(jìn)行了完美的整合。

自從有了RACScheduler以后，使整個(gè)RAC并發(fā)編程的代碼里面更加和諧統(tǒng)一，更加順手，更加“ReactiveCocoa”。

目錄

  • 1.RACScheduler是如何封裝GCD的
  • 2.RACScheduler的一些子類
  • 3.RACScheduler是如何“取消”并發(fā)任務(wù)的
  • 4.RACScheduler是如何和RAC其他組件進(jìn)行完美整合的

一. RACScheduler是如何封裝GCD的

RACScheduler在ReactiveCocoa中到底是干嘛的呢？處于什么地位呢？官方給出的定義如下：


Schedulers are used to control when and where work is performed

RACScheduler在ReactiveCocoa中是用來控制一個(gè)任務(wù)，何時(shí)何地被執(zhí)行。它主要是用來解決ReactiveCocoa中并發(fā)編程的問題的。

RACScheduler的實(shí)質(zhì)是對GCD的封裝，底層就是GCD實(shí)現(xiàn)的。

要分析RACScheduler，先來回顧一下GCD。

眾所周知，在GCD中，Dispatch Queue主要分為2類，Serial Dispatch Queue 和 Concurrent Dispatch Queue 。其中Serial Dispatch Queue是等待現(xiàn)在執(zhí)行中處理結(jié)束的隊(duì)列，Concurrent Dispatch Queue是不等待現(xiàn)在執(zhí)行中處理結(jié)束的隊(duì)列。

生成Dispatch Queue的方法也有2種，第一種方式是通過GCD的API生成Dispatch Queue。

生成Serial Dispatch Queue


dispatch_queue_t serialDispatchQueue = dispatch_queue_create("com.gcd.SerialDispatchQueue", DISPATCH_QUEUE_SERIAL);

生成Concurrent Dispatch Queue



dispatch_queue_t concurrentDispatchQueue = dispatch_queue_create("com.gcd.ConcurrentDispatchQueue", DISPATCH_QUEUE_CONCURRENT);

第二種方法是直接獲取系統(tǒng)提供的Dispatch Queue。系統(tǒng)提供的也分為2類，Main Dispatch Queue 和 Global Dispatch Queue。Main Dispatch Queue 對應(yīng)著是Serial Dispatch Queue，Global Dispatch Queue 對應(yīng)著是Concurrent Dispatch Queue。

Global Dispatch Queue主要分為8種。

首先是以下4種，分別是優(yōu)先級對應(yīng)Qos的情況。


  - DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_HIGH:         QOS_CLASS_USER_INITIATED
  - DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT:      QOS_CLASS_DEFAULT
  - DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_LOW:          QOS_CLASS_UTILITY
  - DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_BACKGROUND:   QOS_CLASS_BACKGROUND

其次是，是否支持 overcommit。加上上面4個(gè)優(yōu)先級，所以一共8種Global Dispatch Queue。帶有 overcommit 的隊(duì)列表示每當(dāng)有任務(wù)提交時(shí)，系統(tǒng)都會新開一個(gè)線程處理，這樣就不會造成某個(gè)線程過載(overcommit)。

回到RACScheduler中來，RACScheduler既然是對GCD的封裝，那么上述說的這些類型也都有其一一對應(yīng)的封裝。


typedef enum : long {
     RACSchedulerPriorityHigh = DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_HIGH,
     RACSchedulerPriorityDefault = DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT,
     RACSchedulerPriorityLow = DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_LOW,
     RACSchedulerPriorityBackground = DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_BACKGROUND,
} RACSchedulerPriority;

首先是RACScheduler中的優(yōu)先級，這里只封裝了4種，也是分別對應(yīng)GCD中的DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_HIGH，DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT，DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_LOW，DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_BACKGROUND。

RACScheduler有6個(gè)類方法，都是用來生成一個(gè)queue的。


+ (RACScheduler *)immediateScheduler;
+ (RACScheduler *)mainThreadScheduler;

+ (RACScheduler *)schedulerWithPriority:(RACSchedulerPriority)priority name:(NSString *)name;
+ (RACScheduler *)schedulerWithPriority:(RACSchedulerPriority)priority;
+ (RACScheduler *)scheduler;

+ (RACScheduler *)currentScheduler;

接下來依次分析一下它們的底層實(shí)現(xiàn)。

1. immediateScheduler


+ (instancetype)immediateScheduler {
    static dispatch_once_t onceToken;
    static RACScheduler *immediateScheduler;
    dispatch_once(&onceToken, ^{
        immediateScheduler = [[RACImmediateScheduler alloc] init];
    });
    
    return immediateScheduler;
}

immediateScheduler底層實(shí)現(xiàn)就是生成了一個(gè)RACImmediateScheduler的單例。

RACImmediateScheduler 是繼承自RACScheduler。


@interface RACImmediateScheduler : RACScheduler
@end

在RACScheduler中，每個(gè)種類的RACScheduler都會有一個(gè)name屬性，名字也算是他們的標(biāo)示。RACImmediateScheduler的name是@"com.ReactiveCocoa.RACScheduler.immediateScheduler"

RACImmediateScheduler的作用和它的名字一樣，是立即執(zhí)行閉包里面的任務(wù)。


- (RACDisposable *)schedule:(void (^)(void))block {
    NSCParameterAssert(block != NULL);
    
    block();
    return nil;
}

- (RACDisposable *)after:(NSDate *)date schedule:(void (^)(void))block {
    NSCParameterAssert(date != nil);
    NSCParameterAssert(block != NULL);
    
    [NSThread sleepUntilDate:date];
    block();
    
    return nil;
}

在schedule:方法中，直接調(diào)用執(zhí)行入?yún)lock( )閉包。在after: schedule:方法中，線程先睡眠，直到date的時(shí)刻，再醒過來執(zhí)行入?yún)lock( )閉包。


- (RACDisposable *)after:(NSDate *)date repeatingEvery:(NSTimeInterval)interval withLeeway:(NSTimeInterval)leeway schedule:(void (^)(void))block {
    NSCAssert(NO, @"+[RACScheduler immediateScheduler] does not support %@.", NSStringFromSelector(_cmd));
    return nil;
}

當(dāng)然RACImmediateScheduler是不可能支持after: repeatingEvery: withLeeway: schedule:方法的。因?yàn)樗亩x就是立即執(zhí)行的，不應(yīng)該repeat。


- (RACDisposable *)scheduleRecursiveBlock:(RACSchedulerRecursiveBlock)recursiveBlock {
    
    for (__block NSUInteger remaining = 1; remaining > 0; remaining--) {
        recursiveBlock(^{
            remaining++;
        });
    }
    return nil;
}

RACImmediateScheduler的scheduleRecursiveBlock:方法中只要recursiveBlock閉包存在，就會無限遞歸調(diào)用執(zhí)行，除非recursiveBlock不存在了。

2. mainThreadScheduler

mainThreadScheduler也是一個(gè)類型是RACTargetQueueScheduler的單例。


+ (instancetype)mainThreadScheduler {
    static dispatch_once_t onceToken;
    static RACScheduler *mainThreadScheduler;
    dispatch_once(&onceToken, ^{
        mainThreadScheduler = [[RACTargetQueueScheduler alloc] initWithName:@"com.ReactiveCocoa.RACScheduler.mainThreadScheduler" targetQueue:dispatch_get_main_queue()];
    });
    
    return mainThreadScheduler;
}

mainThreadScheduler的名字是@"com.ReactiveCocoa.RACScheduler.mainThreadScheduler"。

RACTargetQueueScheduler繼承自RACQueueScheduler



@interface RACTargetQueueScheduler : RACQueueScheduler
- (id)initWithName:(NSString *)name targetQueue:(dispatch_queue_t)targetQueue;
@end

在RACTargetQueueScheduler中，只有一個(gè)初始化方法。


- (id)initWithName:(NSString *)name targetQueue:(dispatch_queue_t)targetQueue {
    NSCParameterAssert(targetQueue != NULL);
    
    if (name == nil) {
        name = [NSString stringWithFormat:@"com.ReactiveCocoa.RACTargetQueueScheduler(%s)", dispatch_queue_get_label(targetQueue)];
    }
    
    dispatch_queue_t queue = dispatch_queue_create(name.UTF8String, DISPATCH_QUEUE_SERIAL);
    if (queue == NULL) return nil;
    
    dispatch_set_target_queue(queue, targetQueue);
    
    return [super initWithName:name queue:queue];
}

先新建了一個(gè)queue，name是@"com.ReactiveCocoa.RACScheduler.mainThreadScheduler"，類型是Serial Dispatch Queue 類型的，然后調(diào)用了dispatch_set_target_queue方法。

所以重點(diǎn)就在dispatch_set_target_queue方法里面了。

dispatch_set_target_queue方法主要有兩個(gè)目的：一是設(shè)置dispatch_queue_create創(chuàng)建隊(duì)列的優(yōu)先級，二是建立隊(duì)列的執(zhí)行階層。

  • 當(dāng)使用dispatch_queue_create創(chuàng)建隊(duì)列的時(shí)候，不管是串行還是并行，它們的優(yōu)先級都是DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT級別，而這個(gè)API就是可以設(shè)置隊(duì)列的優(yōu)先級。

舉個(gè)例子：


dispatch_queue_t serialQueue = dispatch_queue_create("serialQueue", DISPATCH_QUEUE_SERIAL);
dispatch_queue_t globalQueue = dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_HIGH, 0);
//注意：被設(shè)置優(yōu)先級的隊(duì)列是第一個(gè)參數(shù)。
dispatch_set_target_queue(serialQueue, globalQueue);

通過上面的代碼，就把將serailQueue設(shè)置成DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_HIGH。

  • 使用這個(gè)dispatch_set_target_queue方法可以設(shè)置隊(duì)列執(zhí)行階層，例如dispatch_set_target_queue(queue, targetQueue);
    這樣設(shè)置時(shí)，相當(dāng)于將queue指派給targetQueue，如果targetQueue是串行隊(duì)列，則queue是串行執(zhí)行的；如果targetQueue是并行隊(duì)列，那么queue是并行的。

舉個(gè)例子：


    dispatch_queue_t targetQueue = dispatch_queue_create("targetQueue", DISPATCH_QUEUE_SERIAL);
    
    dispatch_queue_t queue1 = dispatch_queue_create("queue1", DISPATCH_QUEUE_SERIAL);
    dispatch_queue_t queue2 = dispatch_queue_create("queue2", DISPATCH_QUEUE_CONCURRENT);
    
    dispatch_set_target_queue(queue1, targetQueue);
    dispatch_set_target_queue(queue2, targetQueue);
    
    dispatch_async(queue1, ^{
        NSLog(@"queue1 1");
    });
    dispatch_async(queue1, ^{
        NSLog(@"queue1 2");
    });
    dispatch_async(queue2, ^{
        NSLog(@"queue2 1");
    });
    dispatch_async(queue2, ^{
        NSLog(@"queue2 2");
    });
    dispatch_async(targetQueue, ^{
        NSLog(@"target queue");
    });

如果targetQueue為Serial Dispatch Queue，那么輸出結(jié)果必定如下：


queue1 1
queue1 2
queue2 1
queue2 2
target queue

如果targetQueue為Concurrent Dispatch Queue，那么輸出結(jié)果可能如下：



queue1 1
queue2 1
queue1 2
target queue
queue2 2

回到RACTargetQueueScheduler中來，在這里傳進(jìn)來的入?yún)⑹莇ispatch_get_main_queue( )，這是一個(gè)Serial Dispatch Queue，這里再調(diào)用dispatch_set_target_queue方法，相當(dāng)于把queue的優(yōu)先級設(shè)置的和main_queue一致。

3. scheduler

以下三個(gè)方法實(shí)質(zhì)是同一個(gè)方法。



+ (RACScheduler *)schedulerWithPriority:(RACSchedulerPriority)priority name:(NSString *)name;
+ (RACScheduler *)schedulerWithPriority:(RACSchedulerPriority)priority;
+ (RACScheduler *)scheduler;




+ (instancetype)schedulerWithPriority:(RACSchedulerPriority)priority name:(NSString *)name {
    return [[RACTargetQueueScheduler alloc] initWithName:name targetQueue:dispatch_get_global_queue(priority, 0)];
}

+ (instancetype)schedulerWithPriority:(RACSchedulerPriority)priority {
    return [self schedulerWithPriority:priority name:@"com.ReactiveCocoa.RACScheduler.backgroundScheduler"];
}

+ (instancetype)scheduler {
    return [self schedulerWithPriority:RACSchedulerPriorityDefault];
}

通過源碼我們能知道，scheduler這一系列的三個(gè)方法，是創(chuàng)建了一個(gè) Global Dispatch Queue，對應(yīng)的屬于Concurrent Dispatch Queue。

schedulerWithPriority: name:方法可以指定線程的優(yōu)先級和名字。

schedulerWithPriority:方法只能執(zhí)行優(yōu)先級，名字為默認(rèn)的@"com.ReactiveCocoa.RACScheduler.backgroundScheduler"。

scheduler方法創(chuàng)建出來的queue的優(yōu)先級是默認(rèn)的，名字也是默認(rèn)的@"com.ReactiveCocoa.RACScheduler.backgroundScheduler"。

注意，scheduler和mainThreadScheduler，immediateScheduler這兩個(gè)單例不同的是，scheduler每次都會創(chuàng)建一個(gè)新的Concurrent Dispatch Queue。

4. currentScheduler

+ (instancetype)currentScheduler {
    RACScheduler *scheduler = NSThread.currentThread.threadDictionary[RACSchedulerCurrentSchedulerKey];
    if (scheduler != nil) return scheduler;
    if ([self.class isOnMainThread]) return RACScheduler.mainThreadScheduler;
    return nil;
}

首先，在ReactiveCocoa 中定義了這么一個(gè)key，@"RACSchedulerCurrentSchedulerKey"，這個(gè)用來從線程字典里面存取出對應(yīng)的RACScheduler。


NSString * const RACSchedulerCurrentSchedulerKey = @"RACSchedulerCurrentSchedulerKey";

在currentScheduler這個(gè)方法里面看到的是從線程字典里面取出一個(gè)RACScheduler。至于什么時(shí)候存的，下面會解釋到。

如果能從線程字典里面取出一個(gè)RACScheduler，就返回取出的RACScheduler。如果字典里面沒有，再判斷當(dāng)前的scheduler是否是在主線程上。


+ (BOOL)isOnMainThread {
    return [NSOperationQueue.currentQueue isEqual:NSOperationQueue.mainQueue] || [NSThread isMainThread];
}

判斷方法如上，只要是NSOperationQueue在mainQueue上，或者NSThread是主線程，都算是在主線程上。

如果是在主線程上，就返回mainThreadScheduler。
如果既不在主線程上，線程字典里面也找不到對應(yīng)key值對應(yīng)的value，那么就返回nil。

RACScheduler除了有6個(gè)類方法，還有4個(gè)實(shí)例方法：


- (RACDisposable *)schedule:(void (^)(void))block;
- (RACDisposable *)after:(NSDate *)date schedule:(void (^)(void))block;
- (RACDisposable *)afterDelay:(NSTimeInterval)delay schedule:(void (^)(void))block;
- (RACDisposable *)after:(NSDate *)date repeatingEvery:(NSTimeInterval)interval withLeeway:(NSTimeInterval)leeway schedule:(void (^)(void))block;

這4個(gè)方法其實(shí)從名字上就知道是用來干嘛的。

schedule:是為RACScheduler添加一個(gè)任務(wù)，入?yún)⑹且粋€(gè)閉包。

after: schedule:是為RACScheduler添加一個(gè)定時(shí)任務(wù)，在date時(shí)間之后才執(zhí)行任務(wù)。

afterDelay: schedule:是為RACScheduler添加一個(gè)延時(shí)執(zhí)行的任務(wù)，延時(shí)delay時(shí)間之后才執(zhí)行任務(wù)。

after: repeatingEvery: withLeeway: schedule:是為RACScheduler添加一個(gè)定時(shí)任務(wù)，在date時(shí)間之后才開始執(zhí)行，然后每隔interval秒執(zhí)行一次任務(wù)。

這四個(gè)方法會分別在RACScheduler的各個(gè)子類里面進(jìn)行重寫。

比如之前提到的immediateScheduler，schedule:方法中會直接立即執(zhí)行閉包。after: schedule:方法中添加一個(gè)定時(shí)任務(wù)，在date時(shí)間之后才執(zhí)行任務(wù)。after: repeatingEvery: withLeeway: schedule:這個(gè)方法在RACImmediateScheduler中就直接返回nil。

還有其他子類在下面會分析這4個(gè)方法的實(shí)現(xiàn)。

另外還有最后3個(gè)方法


- (RACDisposable *)scheduleRecursiveBlock:(RACSchedulerRecursiveBlock)recursiveBlock;
- (void)scheduleRecursiveBlock:(RACSchedulerRecursiveBlock)recursiveBlock addingToDisposable:(RACCompoundDisposable *)disposable
- (void)performAsCurrentScheduler:(void (^)(void))block;

前兩個(gè)方法是實(shí)現(xiàn)RACSequence中signalWithScheduler:方法的，具體分析見這篇文章

performAsCurrentScheduler:方法是在RACQueueScheduler中使用到了，在下面子類分析里面詳細(xì)分析。

二. RACScheduler的一些子類

RACScheduler總共有以下5個(gè)子類。

1. RACTestScheduler

這個(gè)類主要是一個(gè)測試類，主要用在單元測試中，它是用來驗(yàn)證異步調(diào)用沒有花費(fèi)大量的時(shí)間等待。RACTestScheduler也可以用在多線程當(dāng)中，當(dāng)時(shí)一次只能在排隊(duì)的方法隊(duì)列中選擇一個(gè)方法執(zhí)行。


@interface RACTestSchedulerAction : NSObject
@property (nonatomic, copy, readonly) NSDate *date;
@property (nonatomic, copy, readonly) void (^block)(void);
@property (nonatomic, strong, readonly) RACDisposable *disposable;

- (id)initWithDate:(NSDate *)date block:(void (^)(void))block;
@end

在單元測試中，ReactiveCocoa為了方便比較每個(gè)方法的調(diào)用，新建了一個(gè)RACTestSchedulerAction對象，用來更加方便的比較和描述測試的全過程。RACTestSchedulerAction的定義如上。現(xiàn)在再來解釋一下參數(shù)。

date是一個(gè)時(shí)間，時(shí)間主要是用來比較和決定下一次該輪到哪個(gè)閉包要開始執(zhí)行了。

void (^block)(void)閉包是RACScheduler中的一個(gè)任務(wù)。

disposable是控制一個(gè)action是否可以執(zhí)行的。一旦disposed了，那么這個(gè)action就不會被執(zhí)行。

initWithDate: block: 方法是初始化一個(gè)新的action。

在單元測試過程中，需要調(diào)用step方法來進(jìn)行查看每次調(diào)用閉包的情況。


- (void)step {
    [self step:1];
}

- (void)stepAll {
    [self step:NSUIntegerMax];
}

step和stepAll方法都是調(diào)用step:方法。step只是執(zhí)行一次RACScheduler中的任務(wù)，stepAll是執(zhí)行所有的RACScheduler中的任務(wù)。既然都是調(diào)用step:，那接下來分析一下step:的具體實(shí)現(xiàn)。


- (void)step:(NSUInteger)ticks {
    @synchronized (self) {
        for (NSUInteger i = 0; i < ticks; i++) {
            const void *actionPtr = NULL;
            if (!CFBinaryHeapGetMinimumIfPresent(self.scheduledActions, &actionPtr)) break;
            
            RACTestSchedulerAction *action = (__bridge id)actionPtr;
            CFBinaryHeapRemoveMinimumValue(self.scheduledActions);
            
            if (action.disposable.disposed) continue;
            
            RACScheduler *previousScheduler = RACScheduler.currentScheduler;
            NSThread.currentThread.threadDictionary[RACSchedulerCurrentSchedulerKey] = self;
            
            action.block();
            
            if (previousScheduler != nil) {
                NSThread.currentThread.threadDictionary[RACSchedulerCurrentSchedulerKey] = previousScheduler;
            } else {
                [NSThread.currentThread.threadDictionary removeObjectForKey:RACSchedulerCurrentSchedulerKey];
            }
        }
    }
}

step:的實(shí)現(xiàn)主要就是一個(gè)for循環(huán)。循環(huán)的次數(shù)就是入?yún)icks決定的。首先const void *actionPtr是一個(gè)指向函數(shù)的指針。在上述實(shí)現(xiàn)中有一個(gè)很重要的函數(shù)——CFBinaryHeapGetMinimumIfPresent。該函數(shù)的原型如下：


Boolean CFBinaryHeapGetMinimumIfPresent(CFBinaryHeapRef heap, const void **value)

這個(gè)函數(shù)的主要作用的是在二分堆heap中查找一個(gè)最小值。


static CFComparisonResult RACCompareScheduledActions(const void *ptr1, const void *ptr2, void *info) {
    RACTestSchedulerAction *action1 = (__bridge id)ptr1;
    RACTestSchedulerAction *action2 = (__bridge id)ptr2;
    return CFDateCompare((__bridge CFDateRef)action1.date, (__bridge CFDateRef)action2.date, NULL);
}

比較規(guī)則如上，就是比較兩者的date的值。從二分堆中找出這樣一個(gè)最小值，對應(yīng)的就是scheduler中的任務(wù)。如果最小值有幾個(gè)相等最小值，就隨機(jī)返回一個(gè)最小值。返回的函數(shù)放在actionPtr中。整個(gè)函數(shù)的返回值是一個(gè)BOOL值，如果二分堆不為空，能找到最小值就返回YES，如果二分堆為空，就找不到最小值了，就返回NO。

stepAll方法里面?zhèn)魅肓薔SUIntegerMax，這個(gè)for循環(huán)也不會死循環(huán)，因?yàn)榈蕉阎兴械娜蝿?wù)都執(zhí)行完成之后，CFBinaryHeapGetMinimumIfPresent返回NO，就會執(zhí)行break，跳出循環(huán)。

這里會把currentScheduler保存到線程字典里面。接著會執(zhí)行action.block，執(zhí)行任務(wù)。


- (RACDisposable *)schedule:(void (^)(void))block {
    NSCParameterAssert(block != nil);
    
    @synchronized (self) {
        NSDate *uniqueDate = [NSDate dateWithTimeIntervalSinceReferenceDate:self.numberOfDirectlyScheduledBlocks];
        self.numberOfDirectlyScheduledBlocks++;
        
        RACTestSchedulerAction *action = [[RACTestSchedulerAction alloc] initWithDate:uniqueDate block:block];
        CFBinaryHeapAddValue(self.scheduledActions, (__bridge void *)action);
        
        return action.disposable;
    }
}

- (RACDisposable *)after:(NSDate *)date schedule:(void (^)(void))block {
    NSCParameterAssert(date != nil);
    NSCParameterAssert(block != nil);
    
    @synchronized (self) {
        RACTestSchedulerAction *action = [[RACTestSchedulerAction alloc] initWithDate:date block:block];
        CFBinaryHeapAddValue(self.scheduledActions, (__bridge void *)action);
        
        return action.disposable;
    }
}

schedule:方法里面會累加numberOfDirectlyScheduledBlocks值，這個(gè)值也會初始化成時(shí)間，以便比較各個(gè)方法該調(diào)度的時(shí)間。numberOfDirectlyScheduledBlocks最終會代表總共有多少個(gè)block任務(wù)產(chǎn)生了。然后用CFBinaryHeapAddValue加入到堆中。

after:schedule:就是直接新建RACTestSchedulerAction對象，然后再用CFBinaryHeapAddValue把block閉包加入到堆中。

after: repeatingEvery: withLeeway: schedule:同樣也是新建RACTestSchedulerAction對象，然后再用CFBinaryHeapAddValue把block閉包加入到堆中。

2. RACSubscriptionScheduler

RACSubscriptionScheduler是RACScheduler最后一個(gè)單例。RACScheduler中唯一的三個(gè)單例現(xiàn)在就齊全了：RACImmediateScheduler，RACTargetQueueScheduler ，RACSubscriptionScheduler。



+ (instancetype)subscriptionScheduler {
    static dispatch_once_t onceToken;
    static RACScheduler *subscriptionScheduler;
    dispatch_once(&onceToken, ^{
        subscriptionScheduler = [[RACSubscriptionScheduler alloc] init];
    });
    
    return subscriptionScheduler;
}

RACSubscriptionScheduler 的名字是@"com.ReactiveCocoa.RACScheduler.subscriptionScheduler"


- (id)init {
    self = [super initWithName:@"com.ReactiveCocoa.RACScheduler.subscriptionScheduler"];
    if (self == nil) return nil;
    _backgroundScheduler = [RACScheduler scheduler];  
    return self;
}

RACSubscriptionScheduler初始化的時(shí)候會新建一個(gè)Global Dispatch Queue。


- (RACDisposable *)schedule:(void (^)(void))block {
    NSCParameterAssert(block != NULL);
    if (RACScheduler.currentScheduler == nil) return [self.backgroundScheduler schedule:block];
    block();
    return nil;
}

如果RACScheduler.currentScheduler為nil就用backgroundScheduler去調(diào)用block閉包，否則就執(zhí)行block閉包。


- (RACDisposable *)after:(NSDate *)date schedule:(void (^)(void))block {
    RACScheduler *scheduler = RACScheduler.currentScheduler ?: self.backgroundScheduler;
    return [scheduler after:date schedule:block];
}



- (RACDisposable *)after:(NSDate *)date repeatingEvery:(NSTimeInterval)interval withLeeway:(NSTimeInterval)leeway schedule:(void (^)(void))block {
    RACScheduler *scheduler = RACScheduler.currentScheduler ?: self.backgroundScheduler;
    return [scheduler after:date repeatingEvery:interval withLeeway:leeway schedule:block];
}

兩個(gè)after方法都有取出RACScheduler.currentScheduler，如果為空就用self.backgroundScheduler去調(diào)用各自的after的方法。

RACSubscriptionScheduler中的backgroundScheduler的意義就在此，當(dāng)RACScheduler.currentScheduler不存在的時(shí)候就會替換成self.backgroundScheduler。

3. RACImmediateScheduler

這個(gè)子類在分析immediateScheduler方法的時(shí)候，詳細(xì)分析過了，這里不再贅述。

4. RACQueueScheduler

- (RACDisposable *)schedule:(void (^)(void))block {
    NSCParameterAssert(block != NULL);
    
    RACDisposable *disposable = [[RACDisposable alloc] init];
    
    dispatch_async(self.queue, ^{
        if (disposable.disposed) return;
        [self performAsCurrentScheduler:block];
    });
    
    return disposable;
}

schedule:會調(diào)用performAsCurrentScheduler:方法。


- (void)performAsCurrentScheduler:(void (^)(void))block {
    NSCParameterAssert(block != NULL);
    
    RACScheduler *previousScheduler = RACScheduler.currentScheduler;
    NSThread.currentThread.threadDictionary[RACSchedulerCurrentSchedulerKey] = self;
    
    @autoreleasepool {
        block();
    }
    
    if (previousScheduler != nil) {
        NSThread.currentThread.threadDictionary[RACSchedulerCurrentSchedulerKey] = previousScheduler;
    } else {
        [NSThread.currentThread.threadDictionary removeObjectForKey:RACSchedulerCurrentSchedulerKey];
    }
}

performAsCurrentScheduler:方法會先在調(diào)用block( )之前，把當(dāng)前的scheduler存入線程字典中。

試想，如果現(xiàn)在在一個(gè)Concurrent Dispatch Queue中，在執(zhí)行block( )之前需要先切換線程，切換到當(dāng)前scheduler中。當(dāng)執(zhí)行完block閉包之后，previousScheduler如果不為nil，那么就還原現(xiàn)場，線程字典里面再存回原來的scheduler，反之previousScheduler為nil，那么就移除掉線程字典里面的key。

這里需要值得注意的是：

scheduler本質(zhì)其實(shí)是一個(gè)quene，并不是一個(gè)線程。它只能保證里面的線程都是串行執(zhí)行的，但是它不能保證每個(gè)線程不一定都是在同一個(gè)線程里面執(zhí)行。

如上面這段performAsCurrentScheduler:的實(shí)現(xiàn)所表現(xiàn)的那樣。所以
在scheduler使用Core Data很容易崩潰，很可能跑到子線程上面去了。一旦寫數(shù)據(jù)的時(shí)候到了子線程上，很容易就Crash了。一定要記得回到main queue上。


- (RACDisposable *)after:(NSDate *)date schedule:(void (^)(void))block {
    NSCParameterAssert(date != nil);
    NSCParameterAssert(block != NULL);
    
    RACDisposable *disposable = [[RACDisposable alloc] init];
    
    dispatch_after([self.class wallTimeWithDate:date], self.queue, ^{
        if (disposable.disposed) return;
        [self performAsCurrentScheduler:block];
    });
    
    return disposable;
}

在after中調(diào)用dispatch_after方法，經(jīng)過date時(shí)間之后再調(diào)用performAsCurrentScheduler:。

wallTimeWithDate:的實(shí)現(xiàn)如下：


+ (dispatch_time_t)wallTimeWithDate:(NSDate *)date {
    NSCParameterAssert(date != nil);
    
    double seconds = 0;
    double frac = modf(date.timeIntervalSince1970, &seconds);
    
    struct timespec walltime = {
        .tv_sec = (time_t)fmin(fmax(seconds, LONG_MIN), LONG_MAX),
        .tv_nsec = (long)fmin(fmax(frac * NSEC_PER_SEC, LONG_MIN), LONG_MAX)
    };
    
    return dispatch_walltime(&walltime, 0);
}

dispatch_walltime函數(shù)是由POSIX中使用的struct timespec類型的時(shí)間得到dispatch_time_t類型的值。dispatch_time函數(shù)通常用于計(jì)算相對時(shí)間，而dispatch_walltime函數(shù)用于計(jì)算絕對時(shí)間。

這段代碼其實(shí)很簡單，就是把date的時(shí)間轉(zhuǎn)換成一個(gè)dispatch_time_t類型的。由NSDate類對象獲取能傳遞給dispatch_after函數(shù)的dispatch_time_t類型的值。


- (RACDisposable *)after:(NSDate *)date repeatingEvery:(NSTimeInterval)interval withLeeway:(NSTimeInterval)leeway schedule:(void (^)(void))block {
   NSCParameterAssert(date != nil);
   NSCParameterAssert(interval > 0.0 && interval < INT64_MAX / NSEC_PER_SEC);
   NSCParameterAssert(leeway >= 0.0 && leeway < INT64_MAX / NSEC_PER_SEC);
   NSCParameterAssert(block != NULL);
   
   uint64_t intervalInNanoSecs = (uint64_t)(interval * NSEC_PER_SEC);
   uint64_t leewayInNanoSecs = (uint64_t)(leeway * NSEC_PER_SEC);
   
   dispatch_source_t timer = dispatch_source_create(DISPATCH_SOURCE_TYPE_TIMER, 0, 0, self.queue);
   dispatch_source_set_timer(timer, [self.class wallTimeWithDate:date], intervalInNanoSecs, leewayInNanoSecs);
   dispatch_source_set_event_handler(timer, block);
   dispatch_resume(timer);
   
   return [RACDisposable disposableWithBlock:^{
       dispatch_source_cancel(timer);
   }];
}

after: repeatingEvery: withLeeway: schedule:方法里面的實(shí)現(xiàn)就是用GCD在self.queue上創(chuàng)建了一個(gè)Timer，時(shí)間間隔是interval，修正時(shí)間是leeway。

leeway這個(gè)參數(shù)是為dispatch source指定一個(gè)期望的定時(shí)器事件精度，讓系統(tǒng)能夠靈活地管理并喚醒內(nèi)核。例如系統(tǒng)可以使用leeway值來提前或延遲觸發(fā)定時(shí)器，使其更好地與其它系統(tǒng)事件結(jié)合。創(chuàng)建自己的定時(shí)器時(shí)，應(yīng)該盡量指定一個(gè)leeway值。不過就算指定leeway值為0，也不能完完全全期望定時(shí)器能夠按照精確的納秒來觸發(fā)事件。

這個(gè)定時(shí)器在interval執(zhí)行入?yún)㈤]包。在取消任務(wù)的時(shí)候調(diào)用dispatch_source_cancel取消定時(shí)器timer。

5. RACTargetQueueScheduler

這個(gè)子類在分析mainThreadScheduler方法的時(shí)候，詳細(xì)分析過了，這里不再贅述。

三. RACScheduler是如何“取消”并發(fā)任務(wù)的

既然RACScheduler是對GCD的封裝，那么在GCD的上層可以實(shí)現(xiàn)一些GCD所無法完成的“特性”。這里的“特性”是打引號的，因?yàn)榈讓邮荊CD，上層的特性只能通過一些特殊手段來實(shí)現(xiàn)看似是新的特性。在這一點(diǎn)上，RACScheduler就實(shí)現(xiàn)了GCD沒有的特性——“取消”任務(wù)。

Operation Queues ：
相對 GCD來說，使用 Operation Queues 會增加一點(diǎn)點(diǎn)額外的開銷，但是卻換來了非常強(qiáng)大的靈活性和功能，它可以給 operation 之間添加依賴關(guān)系、取消一個(gè)正在執(zhí)行的 operation 、暫停和恢復(fù) operation queue 等；

GCD：
是一種更輕量級的，以 FIFO的順序執(zhí)行并發(fā)任務(wù)的方式，使用 GCD時(shí)我們可以并不關(guān)心任務(wù)的調(diào)度情況，而讓系統(tǒng)幫我們自動(dòng)處理。但是 GCD的缺陷也是非常明顯的，想要給任務(wù)之間添加依賴關(guān)系、取消或者暫停一個(gè)正在執(zhí)行的任務(wù)時(shí)就會變得非常棘手。

既然GCD不方便取消一個(gè)任務(wù)，那么RACScheduler是怎么做到的呢？

這就體現(xiàn)在RACQueueScheduler上。回頭看看RACQueueScheduler的schedule:實(shí)現(xiàn) 和 after: schedule:實(shí)現(xiàn)。

最核心的代碼:


 dispatch_async(self.queue, ^{
      if (disposable.disposed) return;
      [self performAsCurrentScheduler:block];
 });

在調(diào)用performAsCurrentScheduler:之前，加了一個(gè)判斷，判斷當(dāng)前是否取消了任務(wù)，如果取消了任務(wù)，就return，不會調(diào)用block閉包。這樣就實(shí)現(xiàn)了取消任務(wù)的“假象”。

四. RACScheduler是如何和RAC其他組件進(jìn)行完美整合的

在整個(gè)ReactiveCocoa中，利用RACScheduler實(shí)現(xiàn)了很多操作，和RAC是深度整合的。這里就來總結(jié)總結(jié)ReactiveCocoa中總共有哪些地方用到了RACScheduler。

在ReactiveCocoa 中全局搜索RACScheduler，遍歷完所有庫，RACScheduler就用在以下10個(gè)類中。下面就來看看是如何用在這些地方的。

從下面這些地方使用了Scheduler中，我們就可以了解到哪些操作是在子線程，哪些是在主線程。區(qū)分出了這些，對于線程不安全的操作，我們就能心有成足的處理好它們，讓它們回到主線程中去操作，這樣就可以減少很多莫名的Crash。這些Crash都是因?yàn)榫€程問題導(dǎo)致的。

1. 在RACCommand中

- (id)initWithEnabled:(RACSignal *)enabledSignal signalBlock:(RACSignal * (^)(id input))signalBlock

這個(gè)方法十分復(fù)雜，里面用到了RACScheduler.immediateScheduler，deliverOn:RACScheduler.mainThreadScheduler。具體的源碼分析會在下一篇RACCommand源碼分析里面詳細(xì)分析。


- (RACSignal *)execute:(id)input

在這個(gè)方法中，會調(diào)用subscribeOn:RACScheduler.mainThreadScheduler。

2. 在RACDynamicSignal中


- (RACDisposable *)subscribe:(id<RACSubscriber>)subscriber {
    NSCParameterAssert(subscriber != nil);
    
    RACCompoundDisposable *disposable = [RACCompoundDisposable compoundDisposable];
    subscriber = [[RACPassthroughSubscriber alloc] initWithSubscriber:subscriber signal:self disposable:disposable];
    
    if (self.didSubscribe != NULL) {
        RACDisposable *schedulingDisposable = [RACScheduler.subscriptionScheduler schedule:^{
            RACDisposable *innerDisposable = self.didSubscribe(subscriber);
            [disposable addDisposable:innerDisposable];
        }];
        
        [disposable addDisposable:schedulingDisposable];
    }
    
    return disposable;
}

在RACDynamicSignal的subscribe:訂閱過程中會用到subscriptionScheduler。于是對這個(gè)scheduler調(diào)用schedule:就會執(zhí)行下面這段代碼：


- (RACDisposable *)schedule:(void (^)(void))block {
    NSCParameterAssert(block != NULL);
    
    if (RACScheduler.currentScheduler == nil) return [self.backgroundScheduler schedule:block];
    
    block();
    return nil;
}

如果currentScheduler不為空，閉包會在currentScheduler中執(zhí)行，如果currentScheduler為空，閉包就會在backgroundScheduler中執(zhí)行，這是一個(gè)Global Dispatch Queue，優(yōu)先級是RACSchedulerPriorityDefault。

同理，在RACEmptySignal，RACErrorSignal，RACReturnSignal，RACSignal的相關(guān)的signal的訂閱中也都會調(diào)用subscriptionScheduler。

3. 在RACBehaviorSubject中

- (RACDisposable *)subscribe:(id<RACSubscriber>)subscriber {
    RACDisposable *subscriptionDisposable = [super subscribe:subscriber];
    
    RACDisposable *schedulingDisposable = [RACScheduler.subscriptionScheduler schedule:^{
        @synchronized (self) {
            [subscriber sendNext:self.currentValue];
        }
    }];
    
    return [RACDisposable disposableWithBlock:^{
        [subscriptionDisposable dispose];
        [schedulingDisposable dispose];
    }];
}

在RACBehaviorSubject的subscribe:訂閱過程中會用到subscriptionScheduler。于是對這個(gè)scheduler調(diào)用schedule:，代碼在上面分析過了。

同理，如果currentScheduler不為空，閉包會在currentScheduler中執(zhí)行，如果currentScheduler為空，閉包就會在backgroundScheduler中執(zhí)行，這是一個(gè)Global Dispatch Queue，優(yōu)先級是RACSchedulerPriorityDefault。

4. 在RACReplaySubject中

它的訂閱也同上面信號的訂閱一樣，會調(diào)用subscriptionScheduler。

由于RACReplaySubject是在子線程上，所以建議在使用Core Data這些不安全庫的時(shí)候一定要記得加上deliverOn。

5. 在RACSequence中

在RACSequence中，以下兩個(gè)方法用到了RACScheduler：


- (RACSignal *)signal {
    return [[self signalWithScheduler:[RACScheduler scheduler]] setNameWithFormat:@"[%@] -signal", self.name];
}




- (RACSignal *)signalWithScheduler:(RACScheduler *)scheduler {
    return [[RACSignal createSignal:^(id<RACSubscriber> subscriber) {
        __block RACSequence *sequence = self;
        
        return [scheduler scheduleRecursiveBlock:^(void (^reschedule)(void)) {
            if (sequence.head == nil) {
                [subscriber sendCompleted];
                return;
            }
            
            [subscriber sendNext:sequence.head];
            
            sequence = sequence.tail;
            reschedule();
        }];
    }] setNameWithFormat:@"[%@] -signalWithScheduler: %@", self.name, scheduler];
}

上面兩個(gè)方法會調(diào)用RACScheduler中的scheduleRecursiveBlock:方法。關(guān)于這個(gè)方法的源碼分析可以看RACSequence的源碼分析。

6. 在RACSignal+Operations中

這里總共有9個(gè)方法用到了Scheduler。

第一個(gè)方法：


static RACDisposable *subscribeForever (RACSignal *signal, void (^next)(id), void (^error)(NSError *, RACDisposable *), void (^completed)(RACDisposable *))

在上面這個(gè)方法里面用到了


RACScheduler *recursiveScheduler = RACScheduler.currentScheduler ?: [RACScheduler scheduler];

取出currentScheduler或者一個(gè)Global Dispatch Queue，然后調(diào)用scheduleRecursiveBlock:。

第二個(gè)方法：



- (RACSignal *)throttle:(NSTimeInterval)interval valuesPassingTest:(BOOL (^)(id next))predicate

在上面這個(gè)方法中會調(diào)用


RACScheduler *scheduler = [RACScheduler scheduler];
RACScheduler *delayScheduler = RACScheduler.currentScheduler ?: scheduler

在delayScheduler中調(diào)用afterDelay: schedule:方法，這也是throttle:valuesPassingTest:方法實(shí)現(xiàn)的很重要的一步。

第三個(gè)方法：


- (RACSignal *)delay:(NSTimeInterval)interval

由于這是一個(gè)延遲方法，肯定是會調(diào)用Scheduler的after方法。


   RACScheduler *delayScheduler = RACScheduler.currentScheduler ?: scheduler;
   RACDisposable *schedulerDisposable = [delayScheduler afterDelay:interval schedule:block];

RACScheduler.currentScheduler ?: scheduler 這個(gè)判斷在上述幾個(gè)時(shí)間相關(guān)的方法都用到了。

所以，這里給一個(gè)建議：**
delay由于不一定會回到當(dāng)前線程中，所以delay之后再去訂閱可能就在子線程中去執(zhí)行。所以使用delay的時(shí)候最好追加一個(gè)deliverOn。**

第四個(gè)方法：


- (RACSignal *)bufferWithTime:(NSTimeInterval)interval onScheduler:(RACScheduler *)scheduler

在這個(gè)方法中理所當(dāng)然的需要調(diào)用[scheduler afterDelay:interval schedule:flushValues]這個(gè)方法，來達(dá)到延遲的目的，從而實(shí)現(xiàn)緩沖buffer的效果。

第五個(gè)方法：


+ (RACSignal *)interval:(NSTimeInterval)interval onScheduler:(RACScheduler *)scheduler

第六個(gè)方法：


+ (RACSignal *)interval:(NSTimeInterval)interval onScheduler:(RACScheduler *)scheduler withLeeway:(NSTimeInterval)leeway { }

第五個(gè)方法 和 第六個(gè)方法都用傳進(jìn)去的入?yún)cheduler去調(diào)用after: repeatingEvery: withLeeway: schedule:方法。

第七個(gè)方法：


- (RACSignal *)timeout:(NSTimeInterval)interval onScheduler:(RACScheduler *)scheduler { }

在這個(gè)方法中會用入?yún)cheduler調(diào)用afterDelay: schedule:，延遲一段時(shí)候后，執(zhí)行[disposable dispose]，從而也實(shí)現(xiàn)了超時(shí)發(fā)送sendError:。

第八個(gè)方法：


- (RACSignal *)deliverOn:(RACScheduler *)scheduler { }

第九個(gè)方法：


- (RACSignal *)subscribeOn:(RACScheduler *)scheduler { }

第八個(gè)方法 和 第九個(gè)方法都是根據(jù)入?yún)cheduler去調(diào)用schedule:方法。入?yún)⑹鞘裁搭愋偷膕cheduler決定了schedule:執(zhí)行在哪個(gè)queue上。

7. 在RACSignal中

在RACSignal也有積極計(jì)算和惰性求值的信號。


+ (RACSignal *)startEagerlyWithScheduler:(RACScheduler *)scheduler block:(void (^)(id<RACSubscriber> subscriber))block {
    NSCParameterAssert(scheduler != nil);
    NSCParameterAssert(block != NULL);
    
    RACSignal *signal = [self startLazilyWithScheduler:scheduler block:block];
    [[signal publish] connect];
    return [signal setNameWithFormat:@"+startEagerlyWithScheduler: %@ block:", scheduler];
}

startEagerlyWithScheduler中會調(diào)用startLazilyWithScheduler產(chǎn)生一個(gè)信號signal，然后緊接著轉(zhuǎn)換成熱信號。通過startEagerlyWithScheduler產(chǎn)生的信號就直接是一個(gè)熱信號。


+ (RACSignal *)startLazilyWithScheduler:(RACScheduler *)scheduler block:(void (^)(id<RACSubscriber> subscriber))block {
    NSCParameterAssert(scheduler != nil);
    NSCParameterAssert(block != NULL);
    
    RACMulticastConnection *connection = [[RACSignal
                                           createSignal:^ id (id<RACSubscriber> subscriber) {
                                               block(subscriber);
                                               return nil;
                                           }]
                                          multicast:[RACReplaySubject subject]];
    
    return [[[RACSignal
              createSignal:^ id (id<RACSubscriber> subscriber) {
                  [connection.signal subscribe:subscriber];
                  [connection connect];
                  return nil;
              }]
             subscribeOn:scheduler]
            setNameWithFormat:@"+startLazilyWithScheduler: %@ block:", scheduler];
}

上述是startLazilyWithScheduler:的源碼實(shí)現(xiàn)，在這個(gè)方法中和startEagerlyWithScheduler最大的區(qū)別就出來了，connect方法在return的信號中，所以Lazily就體現(xiàn)在，通過startLazilyWithScheduler建立出來的信號，只有訂閱它之后才能調(diào)用到connect，轉(zhuǎn)變成熱信號。

在這里調(diào)用了subscribeOn:scheduler，這里用到了scheduler。

8. 在NSData+RACSupport中

+ (RACSignal *)rac_readContentsOfURL:(NSURL *)URL options:(NSDataReadingOptions)options scheduler:(RACScheduler *)scheduler {
    NSCParameterAssert(scheduler != nil);
    
    RACReplaySubject *subject = [RACReplaySubject subject];
    [subject setNameWithFormat:@"+rac_readContentsOfURL: %@ options: %lu scheduler: %@", URL, (unsigned long)options, scheduler];
    
    [scheduler schedule:^{
        NSError *error = nil;
        NSData *data = [[NSData alloc] initWithContentsOfURL:URL options:options error:&error];
        if (data == nil) {
            [subject sendError:error];
        } else {
            [subject sendNext:data];
            [subject sendCompleted];
        }
    }];
    
    return subject;
}

在這個(gè)方法中，會傳入RACQueueScheduler或者RACTargetQueueScheduler的RACScheduler。那么調(diào)用schedule方法就會執(zhí)行到這里：


- (RACDisposable *)schedule:(void (^)(void))block {
    NSCParameterAssert(block != NULL);
    
    RACDisposable *disposable = [[RACDisposable alloc] init];
    
    dispatch_async(self.queue, ^{
        if (disposable.disposed) return;
        [self performAsCurrentScheduler:block];
    });
    
    return disposable;
}
9. 在NSString+RACSupport中

+ (RACSignal *)rac_readContentsOfURL:(NSURL *)URL usedEncoding:(NSStringEncoding *)encoding scheduler:(RACScheduler *)scheduler {
    NSCParameterAssert(scheduler != nil);
    
    RACReplaySubject *subject = [RACReplaySubject subject];
    [subject setNameWithFormat:@"+rac_readContentsOfURL: %@ usedEncoding:scheduler: %@", URL, scheduler];
    
    [scheduler schedule:^{
        NSError *error = nil;
        NSString *string = [NSString stringWithContentsOfURL:URL usedEncoding:encoding error:&error];
        if (string == nil) {
            [subject sendError:error];
        } else {
            [subject sendNext:string];
            [subject sendCompleted];
        }
    }];
    
    return subject;
}

同NSData+RACSupport中的rac_readContentsOfURL: options: scheduler:一樣，也會傳入RACQueueScheduler或者RACTargetQueueScheduler的RACScheduler。

10. 在NSUserDefaults+RACSupport中

RACScheduler *scheduler = [RACScheduler scheduler];

在這個(gè)方法中也會新建RACTargetQueueScheduler，一個(gè)Global Dispatch Queue。優(yōu)先級是RACSchedulerPriorityDefault。

最后

關(guān)于RACScheduler底層實(shí)現(xiàn)分析都已經(jīng)分析完成。最后請大家多多指教。

最后編輯于 ：
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