什么是RunLoop?

RunLoop是通过内部维护的事件循环来对事件和消息进行管理的对象

没有消息需要处理时，Runloop将线程控制器交给系统，即从用户态->内核态,休眠以避免资源占用
有消息需要被处理时，立即唤醒,又从内核态->用户态。

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Runloop核心

Runloop可以简单地理解成一个while(true)的循环，但又不是while循环这么简单，因为这样的实现会使CPU进行大量无谓的空转。所以，Runloop机制的核心就是保证线程在有events需要处理时能唤醒，在没有events时能进行休眠。
而实现真正的休眠，是靠没有events时从用户态->内核态实现的，当有事件时，系统内核通过mach_msg()或者mach port方法将事件发送给对应的Runloop，Runloop收到事件后从休眠状态切换到唤醒状态，并从内核态->用户态。

数据结构

NSRunLoop是CFRunLoop的封装，提供了面向对象的API

CFRunLoop
CFRunLoopMode
Source/Timer/Observer

CFRunLoop{
pthread -----> 线程和runloop是一一对应的
currentMode  ---> CFRunLoopMode
modes  --->  NSMutableSet<CFRunLoopMode*>
commonModes  ---> NSMutableSet<NSString*>
commonModeItems  ---> {多个Observer，Timer， Source}
}

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CFRunLoopMode

CFRunLoopMode内部数据结构如下

CFRunLoopMode {
name （如NSDefaultRunLoopMode)
sources0  ---> NSMutableSet
sources1  ---> NSMutableSet
observers   ---> NSMutableArray
timers  ---> NSMutableArray
}

mode是管理着Runloop与source/timer/observer之间的桥梁，在一开始会注册五个mode

kCFRunLoopDefaultMode: App的默认 Mode，通常主线程是在这个 Mode 下运行的。
UITrackingRunLoopMode: 界面跟踪 Mode，用于 ScrollView 追踪触摸滑动，保证界面滑动时不受其他 Mode 影响。默认NSTimer是被加入到default mode中的，所以当滑动时Runloop切换到tracking mode，这时default mode中的Timer回调不会被调用，所以NSTimer的精度没有CADisplayLinker高。
UIInitializationRunLoopMode: 在刚启动 App 时进入的第一个 Mode，启动完成后就不再使用。
GSEventReceiveRunLoopMode: 接受系统事件的内部 Mode，通常用不到。
kCFRunLoopCommonModes/NSRunLoopCommonModes:
1.这是一个占位的 Mode，不是实际存在的一种mode。
2.是同步Source/Timer/Observer到多个Mode中的一种技术方案

如果需要将事件加入到多个mode中，则将它注册到commonMode中，该mode实际上是多个mode的集合。
出于将source/timer/observer分隔开的目的，RunLoop一次只能运行在一个mode下，当运行时在RunLoop的currentMode属性中会标记当前运行的mode。而当要切换mode时，RunLoop必须先退出，并选中一个mode重新进入，达到切换mode的目的。在切换mode时，被加入到commonModes中的事件会被拷贝一次到运行的mode中。

CFRunloopObserver

观测时间点

kCFRunLoopEntry 将进入runloop
kCFRunLoopBeforeTimers
kCFRunLoopBeforeSouces
kCFRunLoopBeforeWaiting 将要进入休眠状态(即将从用户态切换到内核态
kCFRunLoopAfterWaiting 开始唤醒(从内核态进入到用户态不久
kCFRunLoopExit runloop退出的通知

各个数据结构之间的关系？

RunLoop和线程一一对应--->多个mode--->{多个Source，Timer，Observer}

如何唤醒Runloop

1. CFRunLoopSource

source0：需要手动唤醒线程

该类Source是App的内部事件，不具有独立唤醒Runloop的能力。一个Source0需要被处理时，他需要被CFRunLoopSourceSignal()函数标记为待处理，并调用CFRunLoopWakeUp函数来唤醒Runloop，CFRunLoopWakeUp函数内部通过一个_wakeUpPort成员变量来唤醒Runloop，推测该变量是一个mach port，Runloop只有通过mach port与mach_msg()才可以唤醒。唤醒后通过调用__CFRunLoopDoSources0函数来处理Source0事件，并在之后将该事件标记为已处理。

source1：具备唤醒线程的能力

一般是由硬件生成的source，如触摸、点击、摇晃、旋转等。此类Source可唤醒Runloop。

2.Timer

使用NSTimer API注册执行的任务，就属于这一类

3. Observer

某个Observer可以监听runloop的状态变化，并作出反应