读 Run Loops Document 笔记

下面主要是对Run Loops官方文档的翻译及总结。

定义

run loop 是一个事件处理的循环，负责对工作进行调度，同时协调接收即将到来的任务。他的目的是确保线程在有任务的时候立即工作，没有任务的时候就歇着。
run loop 的管理不是完全自动的，你可以通过代码去运行线程的run loop，让他去处理特定的任务。包括主线程在内的所有线程，都不需要自己去创建run loop，他们本身内部就有runloop对象，只不过主线程中的runloop是在程序启动的时候就自动运行起来了，而主线程外的其他线程的runloop 需要用户自己去run。

剖析

run loop 就像它的名字一样，它是一个在线程内部的循环，用来运行那些负责处理即将进入线程的事件的程序。
run loop接收来自于两种类型数据源的事件；一种是Input source，负责传递异步事件，主要来自其他线程或者其他的应用程序；另外一种是Timer source 负责传递同步事件，主要来计划时间触发或者是重复间隔触发事件。当两种源类型的事件到达后，都用特定的程序来进行处理。

image.png

上图是run loop及其数据源的构想结构图，input source 将异步事件传递个对应的处理程序，最终调用runUntilDate:方法退出run loop，Timer将事件传递给对应的处理程序，但不会导致run loop 退出。
除了处理数据源的输入外，run loop还会为一些特性产生通知，只要注了run loop的观察者都可以接受到这些通知，并且在线程内做一些额外的工作。

Run Loop Modes

run loop mode 是被监控的input source和 timer source的集合，也是需被run loop通知的观察者的集合。每当你运行你的run loop 的时候，你都需要间接或直接的指定一个在内部运行的mode 。在run loop 运行的过程中，只监控与当前mode相关联的source，也只接受关联source传递的事件。而与其他mode相关联的source及传递的事件，只能等待到对应的mode才能被处理，因此你可以通过mode来过滤出不需要的数据源传递的事件。
系统默认提供了几种mode，你也可以自定义mode，当你自定义mode时，一定要在mode内添加一个或多个的 input source或者timer source 或者观察者以确保该mode有用。

系统预定义mode
- 1：NSDefaultRunLoopMode 默认mode，多数情况下run loop在这种mode下运行。
- 2：NSConnectionReplyMode
- 3：NSModalPanelRunLoopMode
- 4：NSEventTrackingRunLoopMode 页面的滑动等运行在这用mode下
- 5： NSRunLoopCommonModes 这是一个可配置的通用mode组，将input source 和这个mode相关联，同时也会与组内的其他mode相关联，在Cocoa applications中，这个组中默认包括default, modal, event tracking modes，你也可以通过CFRunLoopAddCommonMode(::)方法将自定义的mode加入到这个组中。
input source

input source 以异步方式传递事件给线程。而基于input source 的事件源主要分为两类： Port-based input sources：监控你应用程序的Match端口；Custom input sources：监控自定义的事件源。他们两个对于系统来说没有任何差别，唯一的差别是是如何发出信号，Port-based是由系统的内核自动发出信号，Custom input 需要从其他线程手动的发送信号。

当你创建一个input source 的时候，你可将他分配给你的run loop 的一个或多个mode，mode会随时影响到哪个input source被监控，如果你的input source 没有在当前被监控的mode中，那么事件需要等到runloop 执行对应的mode时才会被执行（这就是如果你将轮播图的定时器加入在default mode中后，如果滑动页面时，轮播图不会动的原因，滑动页面时当前runloop运行的是track mode，解决办法是将定时器加入到common mode中，或者将定时器加入到新的线程，并且run该线程的runloop）。
Port-Based Sources、Custom Input Sources
详见
Configuring a Port-Based Input Source.
Defining a Custom Input Source
除上面外，系统定义了一个custom source 允许用户调用，Cocoa Perform Selector Sources，就是performSelectorOnMainThread:withObject:waitUntilDone:
等方法
Timer source

Timer source 是预先设置好的，在未来的某个时间向线程传递同步事件，是一种线程提醒自己做某事的方式。
Timer source 的产生虽然是基于时间的通知，但是他并不是实时的，和input source一样，它也需要和runloop的具体mode相关联。如果与之关联的mode没有被监控，那么timer将拥有不被触发。
详见Configuring Timer Sources

Run Loop Observers

和需要适当的同步或异步事件来触发的事件源不同，Run Loop Observers是由runloop自己在运行到对应的的位置的时去候触发的。用户可以由此根据不同的时机去做一些相应的处理。主要的可以关联的属性如下：

进入runloop
runloop即将处理timer
runloop即将处理input source
runloop即将进入睡眠
runloop被唤醒，在处理唤醒事件前
从runloop中退出
详细创建Configuring the Run Loop.

The Run Loop Sequence of Events

每次运行runloop它处理待处理事件的整个过程如下：

1.通知已经进入runloop
2.通知即将处理准备好的timer
3.通知即将处理所有非port based 的input source事件
4.处理那些待处理的非port based 的input source事件
5.如果有在等待的基于port based 的input source事件则立即去处理，然后到第9步骤
6.通知runloop即将进入睡眠
7.保持睡眠状态，直到发生任何一个如下事件：
- 有机遇port based 的input source事件到达
- fire一个timer
- 为runloop设置的超时值到期
- runloop被明确唤醒
8.通知线程被唤醒
1. 处理待处理的事件
- 如果用户定义的timer被触发，处理timer事件，重启runloop，跳到第2步骤
- 如果input source 被触发，则传递事件
- 如果runloop是被明确唤醒的且还没有超时，则重新运行runloop，跳转到第2步骤

When Would You Use a Run Loop?

主线程的runloop是在整个应用开始运行的时候，由系统自动启动的，所以需要用户手动启动的只有其他的辅助线程，而在辅助线程中也要根据情况去考虑，是否有启动runloop的必要，runloop的预期是你需要和线程有更多的交互。
如果在下面的任意情况之一，那么就需要去启动runloop：

通过port或者custom input source 和其他线程进行交流
在线程内应用timer
应用任何的 performSelector..方法
保持线程以执行定期任务

Using Run Loop Objects

获得runloop对象

  //获得当前线程的runloop对象
  NSRunLoop *runloop = [NSRunLoop currentRunLoop];

配置runloop

当你运行runloop前一定要先像其中加入至少一个input source 或者 timer，否则的话只要一运行，runloop就会停止。除了source 外，你也可以向其注册观察者，用 CFRunLoopObserverRef和`CFRunLoopAddObserver方法去创建与添加。
下面的代码展示了添加观察者的过程

  
void myfunc() {
    NSLog(@"回调");
};

- (void)viewDidLoad {
    [super viewDidLoad];
    NSRunLoop *runloop = [NSRunLoop currentRunLoop];
    
    CFRunLoopObserverContext  context = {0, (__bridge void *)(self), NULL, NULL, NULL};
    CFRunLoopObserverRef    observer = CFRunLoopObserverCreate(kCFAllocatorDefault, kCFRunLoopAllActivities, YES, 0, &myfunc, &context);
 
    if (observer)
    {
        CFRunLoopRef    cfLoop = [runloop getCFRunLoop];
        CFRunLoopAddObserver(cfLoop, observer, kCFRunLoopDefaultMode);
    }

    [NSTimer scheduledTimerWithTimeInterval:1 target:self
                                   selector:@selector(doFireTimer) userInfo:nil repeats:YES];
   
    NSInteger    loopCount = 10;
    do
    {
        // Run the run loop 10 times to let the timer fire.
        [runloop runUntilDate:[NSDate dateWithTimeIntervalSinceNow:1]];
        loopCount--;
    }
    while (loopCount);
}

- (void)doFireTimer {
    NSLog(@"timer fun");
}

为长期存在的线程配置runloop时，最好至少添加一个input source来接收消息。虽然您可以附加一个定时器进入运行循环，但一旦定时器触发，它通常会失效，这会导致运行循环退出。附加重复计时器可以使运行循环运行更长的时间，但是会涉及定期触发计时器以唤醒您的线程，这实际上是另一种形式的轮询。相比之下，input source会等待事件到来的过程中，让线程保持睡眠状态。

Configuring Run Loop Sources

Defining a Custom Input Source
Configuring Timer Sources
Configuring a Port-Based Input Source
略，详情请查看Configuring a Port-Based Input Source

大牛的文章从源码实现的角度介绍runloop，也可以去观摩相互印证，加深理解。

读 Run Loops Document 笔记

定义

剖析

Run Loop Modes

系统预定义mode

input source

Timer source

Run Loop Observers

The Run Loop Sequence of Events

When Would You Use a Run Loop?

Using Run Loop Objects

获得runloop对象

配置runloop

Configuring Run Loop Sources

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