iOS重學(xué)之路--Runloop

這就是一片文言文，請(qǐng)各位客官耐著性子去看。

  • 1.1 字面意思

      （1） 運(yùn)行循環(huán)
  （2） 跑圈

  • 1.2 基本作用（作用重大）

      （1） 保持程序的持續(xù)運(yùn)行(ios程序?yàn)槭裁茨芤恢被钪粫?huì)死)
  （2） 處理app中的各種事件（比如觸摸事件、定時(shí)器事件【NSTimer】、selector事件【選擇器·performSelector···】）
  （3） 節(jié)省CPU資源，提高程序性能，有事情就做事情，沒事情就睡覺

  • 1.3 重要說明

      （1）如果沒有Runloop,那么程序一啟動(dòng)就會(huì)退出，什么事情都做不了。
  （2）如果有了Runloop，那么相當(dāng)于在內(nèi)部有一個(gè)死循環(huán)，能夠保證程序的持續(xù)運(yùn)行
  （3）main函數(shù)中的Runloop
          a 在UIApplication函數(shù)內(nèi)部就啟動(dòng)了一個(gè)Runloop
              該函數(shù)返回一個(gè)int類型的值
          b 這個(gè)默認(rèn)啟動(dòng)的Runloop是跟主線程相關(guān)聯(lián)的

  • 1.4 Runloop對(duì)象

      （1）在iOS開發(fā)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(duì)象,它們是等價(jià)的，可以互相轉(zhuǎn)換
  （3）NSRunLoop是基于CFRunLoopRef的一層OC包裝

  • 1.5 Runloop參考資料

蘋果官方文檔

CFRunLoopRef開源代碼下載地址

  • 1.6 Runloop與線程
    1.Runloop和線程的關(guān)系：一個(gè)Runloop對(duì)應(yīng)著一條唯一的線程
        
    2.Runloop的創(chuàng)建：主線程Runloop已經(jīng)創(chuàng)建好了，子線程的runloop需要手動(dòng)創(chuàng)建
    3.Runloop的生命周期：在第一次獲取時(shí)創(chuàng)建，在線程結(jié)束時(shí)銷毀
  • 1.7 獲得Runloop對(duì)象
1.獲得當(dāng)前Runloop對(duì)象
    //01 NSRunloop
     NSRunLoop * runloop1 = [NSRunLoop currentRunLoop];
    //02 CFRunLoopRef
    CFRunLoopRef runloop2 =   CFRunLoopGetCurrent();

2.拿到當(dāng)前應(yīng)用程序的主Runloop（主線程對(duì)應(yīng)的Runloop）
    //01 NSRunloop
     NSRunLoop * runloop1 = [NSRunLoop mainRunLoop];
    //02 CFRunLoopRef
     CFRunLoopRef runloop2 =   CFRunLoopGetMain();

3.注意點(diǎn)：開一個(gè)子線程創(chuàng)建runloop,不是通過alloc init方法創(chuàng)建，而是直接通過調(diào)用currentRunLoop方法來創(chuàng)建，它本身是一個(gè)懶加載的。
4.在子線程中，如果不主動(dòng)獲取Runloop的話，那么子線程內(nèi)部是不會(huì)創(chuàng)建Runloop的?？梢韵螺dCFRunloopRef的源碼，搜索_CFRunloopGet0,查看代碼。
5.Runloop對(duì)象是利用字典來進(jìn)行存儲(chǔ)，而且key是對(duì)應(yīng)的線程，Value為該線程對(duì)應(yīng)的Runloop。
  • 1.8 Runloop相關(guān)類

（1）Runloop運(yùn)行原理圖


2.png

上圖顯示了線程的輸入源

1.基于端口的輸入源（Port Sources）
2.自定義輸入源（Custom Sources）
3.Cocoa執(zhí)行Selector的源（performSelectorxxxx方法）
4.定時(shí)源（Timer Sources ）
線程針對(duì)上面不同的輸入源，有不同的處理機(jī)制

1.handlePort——處理基于端口的輸入源
2.customSrc——處理用戶自定義輸入源
3.mySelector——處理Selector的源
4.timerFired——處理定時(shí)源

（2）五個(gè)相關(guān)的類

a.CFRunloopRef
b.CFRunloopModeRef【Runloop的運(yùn)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(jiān)聽者）】

（3）Runloop和相關(guān)類之間的關(guān)系圖

1.png

（4）Runloop要想跑起來，它的內(nèi)部必須要有一個(gè)mode,這個(gè)mode里面必須有source\timer，至少要有其中的一個(gè)。(因?yàn)閟ource\timer是主動(dòng)發(fā)消息過來的，有信號(hào)源可以監(jiān)聽，但是observer是被動(dòng)監(jiān)聽的，它不是主動(dòng)的，因此，mode 加這個(gè)Runloop是跑步起來的)

- (void)viewDidLoad {
    [super viewDidLoad];
    
//    NSLog(@"%@", [NSRunLoop currentRunLoop]);
    
    NSThread *thread = [[NSThread alloc] initWithTarget:self selector:@selector(execute) object:nil];
    self.thread = thread;
        [thread start];
}

- (void)execute
{
    /** 當(dāng)你為此時(shí)創(chuàng)建的runloop添加observer時(shí)，它并不能運(yùn)行起來（線程還是會(huì)死掉的）
     //        [[NSRunLoop currentRunLoop] addPort:[NSPort port] forMode:NSDefaultRunLoopMode];
     //    [NSRunLoop currentRunLoop] addTimer:<#(nonnull NSTimer *)#> forMode:<#(nonnull NSString *)#>
     只有你添加了以上兩中方式才能確保runloop存在，線程不死*/
    CFRunLoopObserverRef observer = CFRunLoopObserverCreateWithHandler(CFAllocatorGetDefault(), kCFRunLoopAllActivities, YES, 0, ^(CFRunLoopObserverRef observer, CFRunLoopActivity activity) {
        NSLog(@"----");
    });
    
    CFRunLoopAddObserver(CFRunLoopGetCurrent(), observer, kCFRunLoopDefaultMode);
    
    CFRelease(observer);
//
    //        [[NSRunLoop currentRunLoop] addPort:[NSPort port] forMode:NSDefaultRunLoopMode];
    //    [NSRunLoop currentRunLoop] addTimer:<#(nonnull NSTimer *)#> forMode:<#(nonnull NSString *)#>
    [[NSRunLoop currentRunLoop] run];
    
    NSLog(@"------1111");
}
- (void)test
{
    NSLog(@"----------test----%@", [NSThread currentThread]);
}

- (void)touchesBegan:(NSSet *)touches withEvent:(UIEvent *)event
{
    [self performSelector:@selector(test) onThread:self.thread withObject:nil waitUntilDone:NO];
}

  • CFRunloopModeRef

      1.CFRunloopModeRef代表著Runloop的運(yùn)行模式
  2.一個(gè)Runloop中可以有多個(gè)mode,一個(gè)mode里面又可以有多個(gè)source\observer\timer等等
  3.每次runloop啟動(dòng)的時(shí)候，只能指定一個(gè)mode,這個(gè)mode被稱為該Runloop的當(dāng)前mode
  4.如果需要切換mode,只能先退出當(dāng)前Runloop,再重新指定一個(gè)mode進(jìn)入
  5.這樣做主要是為了分割不同組的定時(shí)器等，讓他們相互之間不受影響
  6.系統(tǒng)默認(rèn)注冊(cè)了5個(gè)mode
      a.kCFRunLoopDefaultMode：App的默認(rèn)Mode，通常主線程是在這個(gè)Mode下運(yùn)行
      b.UITrackingRunLoopMode：界面跟蹤 Mode，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
      c.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（自我感覺然并卵）
      d.GSEventReceiveRunLoopMode: 接受系統(tǒng)事件的內(nèi)部 Mode，通常用不到（自我感覺然并卵）
      e.kCFRunLoopCommonModes: 這是一個(gè)占位用的Mode，不是一種真正的Mode

  • CFRunloopTimerRef

（1）NSTimer相關(guān)代碼

/*
    說明：
    （1）runloop一啟動(dòng)就會(huì)選中一種模式，當(dāng)選中了一種模式之后就不鳥其它的模式。一個(gè)mode里面可以添加多個(gè)NSTimer,也就是說以后當(dāng)創(chuàng)建NSTimer的時(shí)候，可以指定它是在什么模式下運(yùn)行的。
    （2）它是基于時(shí)間的觸發(fā)器，說直白點(diǎn)那就是時(shí)間到了我就觸發(fā)一個(gè)事件，觸發(fā)一個(gè)操作?；旧险f的就是NSTimer
    
*/
- (void)timer2
{
    //NSTimer 調(diào)用了scheduledTimer方法，那么會(huì)自動(dòng)添加到當(dāng)前的runloop里面去，而且runloop的運(yùn)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(shí)器添加到UITrackingRunLoopMode模式，一旦runloop切換模式，那么定時(shí)器就不工作
    //    [[NSRunLoop currentRunLoop] addTimer:timer forMode:UITrackingRunLoopMode];

    //定時(shí)器添加到NSDefaultRunLoopMode模式，一旦runloop切換模式，那么定時(shí)器就不工作
    //    [[NSRunLoop currentRunLoop] addTimer:timer forMode:NSDefaultRunLoopMode];

    //占位模式：common modes標(biāo)記
    //被標(biāo)記為common modes的模式 kCFRunLoopDefaultMode  UITrackingRunLoopMode
    [[NSRunLoop currentRunLoop] addTimer:timer forMode:NSRunLoopCommonModes];
}

  • 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(jìn)行劃分的
    另一種是基于函數(shù)的調(diào)用棧來進(jìn)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(xiàn)在的分法
          Source0：非基于Port的
          Source1：基于Port的,通過內(nèi)核和其他線程通信，接收、分發(fā)系統(tǒng)事件
  3.可以通過打斷點(diǎn)的方式查看一個(gè)方法的函數(shù)調(diào)用棧

  • CFRunLoopObserverRef

（1）CFRunLoopObserverRef是觀察者，能夠監(jiān)聽RunLoop的狀態(tài)改變

（2）如何監(jiān)聽

 //創(chuàng)建一個(gè)runloop監(jiān)聽者
    CFRunLoopObserverRef observer = CFRunLoopObserverCreateWithHandler(CFAllocatorGetDefault(),kCFRunLoopAllActivities, YES, 0, ^(CFRunLoopObserverRef observer, CFRunLoopActivity activity) {

        NSLog(@"監(jiān)聽runloop狀態(tài)改變---%zd",activity);


       switch (activity) {
            case kCFRunLoopEntry:
                NSLog(@"runloop進(jìn)入");
                break;
            case kCFRunLoopBeforeTimers:
                NSLog(@"runloop要去處理timer");
                break;
            case kCFRunLoopBeforeSources:
                NSLog(@"runloop要去處理Sources");
                break;
            case kCFRunLoopBeforeWaiting:
                NSLog(@"runloop要睡覺了");
                break;
            case kCFRunLoopAfterWaiting:
                NSLog(@"runloop醒來啦");
                break;

            case kCFRunLoopExit:
                NSLog(@"runloop退出");
                break;
            default:
                break;
        }
    });

    //為runloop添加一個(gè)監(jiān)聽者
    CFRunLoopAddObserver(CFRunLoopGetCurrent(), observer, kCFRunLoopDefaultMode);

    CFRelease(observer);

（3）監(jiān)聽的狀態(tài)

typedef CF_OPTIONS(CFOptionFlags, CFRunLoopActivity) {
    kCFRunLoopEntry = (1UL << 0),   //即將進(jìn)入Runloop
    kCFRunLoopBeforeTimers = (1UL << 1),    //即將處理NSTimer
    kCFRunLoopBeforeSources = (1UL << 2),   //即將處理Sources
    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
    kCFRunLoopAllActivities = 0x0FFFFFFFU   //所有狀態(tài)改變
};
  • 1.9 Runloop運(yùn)行邏輯
3.png
4.png

（二）自動(dòng)釋放池

自動(dòng)釋放池什么時(shí)候釋放？

通過Observer監(jiān)聽RunLoop的狀態(tài)，一旦監(jiān)聽到RunLoop即將進(jìn)入睡眠等待狀態(tài)，就釋放自動(dòng)釋放池（kCFRunLoopBeforeWaiting）
kCFRunLoopEntry; // 創(chuàng)建一個(gè)自動(dòng)釋放池
kCFRunLoopBeforeWaiting; // 銷毀自動(dòng)釋放池，創(chuàng)建一個(gè)新的自動(dòng)釋放池
kCFRunLoopExit; // 銷毀自動(dòng)釋放池

/*
 kCFRunLoopEntry = (1UL << 0),  1
 kCFRunLoopBeforeTimers = (1UL << 1), 2
 kCFRunLoopBeforeSources = (1UL << 2), 4
 kCFRunLoopBeforeWaiting = (1UL << 5), 32
 kCFRunLoopAfterWaiting = (1UL << 6), 64
 kCFRunLoopExit = (1UL << 7), 128
 */

// activities = 0x1 == 1
// activities = 0xa0 == 160

//<CFRunLoopObserver 0x7fe6a3611c50 [0x10a417a40]>{valid = Yes, activities = 0x1,
 repeats = Yes, order = -2147483647,
 callout = _wrapRunLoopWithAutoreleasePoolHandler (0x10a59e4c2),
 context = <CFArray 0x7fe6a3611ae0 [0x10a417a40]>{type = mutable-small, count = 1,
 values = ( 0 : <0x7fe6a4800048> )}}

//<CFRunLoopObserver 0x7fe6a3611d30 [0x10a417a40]>{valid = Yes, activities = 0xa0, repeats = Yes, order = 2147483647, callout = _wrapRunLoopWithAutoreleasePoolHandler (0x10a59e4c2), context = <CFArray 0x7fe6a3611ae0 [0x10a417a40]>{type = mutable-small, count = 1, values = (
//                                                                                                                                                                                                                                                                                0 : <0x7fe6a4800048>
//                                                                                                                                                                                                                                                                                )}}

/** 查看上面的activities   發(fā)現(xiàn) 監(jiān)聽的是下面三個(gè)值   0xa0 == 160
 kCFRunLoopBeforeWaitin|kCFRunLoopExit == 160
 */

/**
kCFRunLoopEntry = (1UL << 0),  1
+
kCFRunLoopBeforeWaiting = (1UL << 5), 32
kCFRunLoopExit = (1UL << 7), 128
*/

不太好的demo,請(qǐng)戳這里

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