什么是 runloop？runloop 是做什么的？下面逐步的开始分析

1，什么是runloop？
2，runloop 包含哪些类？
3，runloop 的运行原理？
4，简单使用。

1.1 runloop 的介绍

官方版本：

The programmatic interface to objects that manage input sources.
A NSRunLoop

object processes input for sources such as mouse and keyboard events from the window system, NSPort objects, and NSConnection
objects. A NSRunLoop object also processes NSTimer events.

Your application neither creates or explicitly manages NSRunLoop
objects. Each NSThread object—including the application’s main thread—has an NSRunLoop object automatically created for it as needed. If you need to access the current thread’s run loop, you do so with the class method currentRunLoop.

Note that from the perspective of NSRunLoop, NSTimer objects are not "input"—they are a special type, and one of the things that means is that they do not cause the run loop to return when they fire.

民间版

runloop 就是不停循环的环形跑路，在循环的的过程中不停地监听和响应各种事件（手势、定时器、刷新 UI、selector 事件）。再不需要处理事件的时候就会进入休眠状态。

1.2 runloop和线程之间的纠葛（不离不弃？相濡以沫？）

1：runloop 和线程之间的是一一匹配的，一夫一妻制。
2：无法直接获取其他子线程的 runloop，可以使用 currentRunloop获取当前线程的 runloop。
3：同生共死，线程结束，runloop 随之一起死亡。

2.1 runloop 的相关类

1：CFRunLoopRef：RunLoop的对象
2：CFRunLoopModeRef：运行模式
3：CFRunLoopSourceRef：输入源/事件源
4：CFRunLoopTimerRef：定时源
5：CFRunLoopObserverRef：观察者，监听RunLoop的状态变化

2.1.1 runloop相关类的关系

image.png

• 每个 runloop 对包含有若干运行模式，每个运行模式都包含若干个事件源、定时源、和观察者。
• 每个 runloop 都只能指定一个运行模式，也就是 currentMode。要切换 mode 的话，只能退出runloop 再重新指定模式。

2.1.2 CFRunLoopRef

他是基于 Core Foundation 框架的 runloop 对象，获取方式
1：CFRunLoopGetCurrent（）
2：CFRunLoopGetMain（）

2.1.3 CFRunLoopModeRef 模式

1：kCFRunLoopDefaultMode 》》runloop 运行默认模式
2：UITrackingRunLoopMode 》》追踪用户界面交互模式（常用）
3：UIInitializationRunLoopMode 》》初始化，app 启动调用
4：GSEventReceiveRunLoopMode 》》 系统自身调用
5：kCFRunLoopCommonModes 》》标记模式（常用）

• 各种模式的用途
  • kCFRunLoopDefaultMode 默认
  • UITrackingRunLoopMode 特殊模式，Apple 用来追踪用户的交互采用的模式，当处于交互状态（滑动）时，runloop就会只处理滑动事件，导致定时器 NSTimer所在默认模式停止运行。
  • kCFRunLoopCommonModes 这种模式是兼容kCFRunLoopCommonModes和UITrackingRunLoopMode模式的，主要的内部处理是，runloop 在监听到所对应的响应事件时切换到对应的模式，其当前已打上 commonModes 标记模式下的事件源（CFRunLoopSourceRef）、定时源（CFRunLoopTimerRef）、观察者（CFRunLoopObserverRef）都会在带有 commonModes 标记的模式中继续执行，解决了前面两种 runloop 执行时响应冲突的问题。

1:默认模式
[NSTimer scheduledTimerWithTimeInterval:2.0 target:self selector:@selector() userInfo:nil repeats:YES];

2:UITrackingRunLoopMode模式
NSTimer *timer = [NSTimer timerWithTimeInterval:2.0 target:self selector:@selector() userInfo:nil repeats:YES];
[[NSRunLoop currentRunLoop] addTimer:timer forMode:UITrackingRunLoopMode];

3：标记模式
[[NSRunLoop currentRunLoop] addTimer:timer forMode:NSRunLoopCommonModes];

2.1.4 CFRunLoopSourceRef 事件源

• Source0：非端口的外部事件触发,如UIEvent事件,CFSocket输入事件。它不能主动的触发事件,而是依靠外部的事件来触发回调指针响应操作,比如用户的点击,或者网络接口的数据来了。需要先调用CFRunLoopSourceSingal(source),将这个source标记为待处理,然后调用CFRunLoopWakUp(runLoop)来唤醒runLoop后处理该事件。
• Source1：基于端口的系统内部的事件派发、线程通讯，由内核管理，MachPort 驱动。

2.1.5 CFRunLoopTimerRef 定时源

它是基于时间的触发器(NSTimer是对它的上层封装)，包括了一个事件长度和一个回调指针。当加入到RunLoop的时候,RunLoop会注册对应的时间点,RunLoop会被自己注册的时间节点事件回调并唤醒,执行注册的时间节点的操作。

2.1.6 CFRunLoopObserverRef 观察者

监听 runloop 的状态

typedef CF_OPTIONS(CFOptionFlags, CFRunLoopActivity) {
    kCFRunLoopEntry = (1UL << 0),               // 即将进入Loop：1
    kCFRunLoopBeforeTimers = (1UL << 1),        // 即将处理Timer：2    
    kCFRunLoopBeforeSources = (1UL << 2),       // 即将处理Source：4
    kCFRunLoopBeforeWaiting = (1UL << 5),       // 即将进入休眠：32
    kCFRunLoopAfterWaiting = (1UL << 6),        // 即将从休眠中唤醒：64
    kCFRunLoopExit = (1UL << 7),                // 即将从Loop中退出：128
    kCFRunLoopAllActivities = 0x0FFFFFFFU       // 监听全部状态改变  
};

    // 创建观察者
    CFRunLoopObserverRef observer = CFRunLoopObserverCreateWithHandler(CFAllocatorGetDefault(), kCFRunLoopAllActivities, YES, 0, ^(CFRunLoopObserverRef observer, CFRunLoopActivity activity) {
        NSLog(@"RunLoop发生改变---%zd",activity);
    });
    // 添加观察者到当前RunLoop中
    CFRunLoopAddObserver(CFRunLoopGetCurrent(), observer, kCFRunLoopDefaultMode);
    
    // 释放observer
    CFRelease(observer);

3 运行原理

苹果官方提供

逻辑图

• 从这个第一个图上面可以看出一个 runloop 执行的开始 start 和结束 end，runUntilDate 循环线程监听下面四个事件 handlePort（系统派发）、customSrc（用户产生事件）、mySelector（自定义选择时间）、timerFired（主要用于界面刷新，及其它和NSTimer相关的需要注册事件回调的事件），还有两大输入源。

• 第二个图更详细的说明了其内部处理的步骤

  • 1通知观察者RunLoop已经启动
  • 2通知观察者即将要开始的定时器
  • 3通知观察者任何即将启动的非基于端口的源
  • 4启动任何准备好的非基于端口Source0的源(从messageQueue取出事件执行)
  • 5如果基于端口Source1的源准备好并处于等待状态，立即启动；并进入步骤9
  • 6通知观察者线程进入休眠状态
  • 7将线程置于休眠知道任一下面的事件发生：
    • 某一事件到达基于端口的源
    • 定时器启动
    • RunLoop设置的时间已经超时
    • RunLoop被显示唤醒
  • 8通知观察者线程将被唤醒
  • 9处理未处理的事件
    • 如果用户定义的定时器启动，处理定时器事件并重启RunLoop。进入步骤2
    • 如果输入源启动，传递相应的消息
    • 如果RunLoop被显示唤醒而且时间还没超时，重启RunLoop。进入步骤2
  • 10通知观察者RunLoop结束。

在一次循环过程中, 告诉观察者自己的状态,以便观察者在合适的时机(通常用于休眠时处理对应注册的事件) ,注册timer回调事件,处理消息队列添加的事件,处理手动加入的block块事件,处理GCD派发的事件,处理来自系统内核发送的指令事件,实时的判定是否超时,是否接到外部退出指令事件。

4. 简单使用

延迟加载网络图片，保证交互流畅

• 如果在使用 scrollView和 tabView加载大量网络图片之类的情况时，如果不处理的话可能会导致卡顿，所以将其添加至NSDefaultRunLoopMode的模式上，可以在用户滑动界面的时候，不继续加载图片。

 [self.ImageView performSelector:@selector(setImage:) withObject:downLoadImage delay:0 inMode:NSDefaultRunLoopMode];

解决定时器 NSTimer 和用户滑动的响应冲突问题，上面已经说了。可将NSTimer 添加到标记模式 commonMode

常驻后台的线程，首先要创建一个强引用的线程。

• 在任务执行的代码区域，添加下面两行代码，使得线程进入循环完成常驻任务。在需要线程执行操作的时候再，调用线程执行任务。

  [[NSRunLoop currentRunLoop] addPort:[NSPort port] forMode:NSDefaultRunLoopMode];
  [[NSRunLoop currentRunLoop] run];