概念
RunLoop被称为运行循环，它和线程是一一对应的。
一般来说，一个线程执行一个任务，任务结束时线程就会退出；而RunLoop使线程随时可以处理事件不退出；当没有事件的时候，RunLoop会进入休眠状态，有事件时，RunLoop会被唤醒进行事件的处理。
RunLoop可以让线程在需要做事情的时候忙起来，空闲时进入休眠。
RunLoop实际上是一个对象，它管理了需要处理的事件和消息，提供一个内部循环的入口函数，当线程执行该函数后，就会处于这个函数内部的循环状态，直到循环结束，函数返回，线程才退出。
入口函数内部循环代码如下：
int retVal = 0;
do{
int message = sleep_and_wait();
retVal = process_message(message);
} while( retVal == 0);
作用
1.保持app的持续运行
2.处理app的各种事件
3.节省CPU资源，提高程序性能
获取
iOS中提供2种API来使用RunLoop，
一个是Foundation库的NSRunLoop，另一个是CoreFoundation的CFRunLoopRef；
NSRunLoop实际上是基于CFRunLoopRef做了一层封装。
iOS不允许直接创建RunLoop，提供了两种获取方法，如下：
获取主线程的RunLoop
NSRunLoop *mainRL1 = [NSRunLoop mainRunLoop];
CFRunLoopRef mainRL2 = CFRunLoopGetMain();
获取当前线程的RunLoop
NSRunLoop *curRL3 = [NSRunLoop currentRunLoop];
CFRunLoopRef curRL4 = CFRunLoopGetCurrent();
CFRunLoopGetMain、CFRunLoopGetCurrent的实现如下：
CFRunLoopRef CFRunLoopGetMain(void) {
CHECK_FOR_FORK();
static CFRunLoopRef __main = NULL; // no retain needed
if (!__main) __main = _CFRunLoopGet0(pthread_main_thread_np()); // no CAS needed
return __main;
}
CFRunLoopRef CFRunLoopGetCurrent(void) {
CHECK_FOR_FORK();
CFRunLoopRef rl = (CFRunLoopRef)_CFGetTSD(__CFTSDKeyRunLoop);
if (rl) return rl;
return _CFRunLoopGet0(pthread_self());
}
这两个方法其实都是调用了_CFRunLoopGet0，_CFRunLoopGet0的实现如下：
//全局的Dictionary，key为线程，value是runloop
static CFMutableDictionaryRef __CFRunLoops = NULL;
//访问loopsDic 时的锁
//锁的目的是：考虑线程安全问题，防止多条线程同时访问 __CFRunLoop对应的内存空间
static CFLock_t loopsLock = CFLockInit;
// should only be called by Foundation
// t==0 is a synonym for "main thread" that always works
//获取一个线程对应的runloop
CF_EXPORT CFRunLoopRef _CFRunLoopGet0(pthread_t t) {
//线程t为空时，获取主线程赋给t
if (pthread_equal(t, kNilPthreadT)) {
t = pthread_main_thread_np();
}
__CFLock(&loopsLock);
//如果字典为空时，也就是第一次进入
if (!__CFRunLoops) {
__CFUnlock(&loopsLock);
//创建一个临时字典dict
CFMutableDictionaryRef dict = CFDictionaryCreateMutable(kCFAllocatorSystemDefault, 0, NULL, &kCFTypeDictionaryValueCallBacks);
//根据主线程创建主线程对应的runloop
CFRunLoopRef mainLoop = __CFRunLoopCreate(pthread_main_thread_np());
//保存主线程，将主线程（key）和对应的runloop（value）保存到字典中
CFDictionarySetValue(dict, pthreadPointer(pthread_main_thread_np()), mainLoop);
//把临时字典dict赋值给全局字典中
if (!OSAtomicCompareAndSwapPtrBarrier(NULL, dict, (void * volatile *)&__CFRunLoops)) {
//赋值成功，释放dict
CFRelease(dict);
}
//存储mainLoop到字典后，撤销一次mainloop的引用，因为mainLoop存储到字典后会自动retain
CFRelease(mainLoop);
__CFLock(&loopsLock);
}
//从字典中根据线程（key）获取对应的runloop
CFRunLoopRef loop = (CFRunLoopRef)CFDictionaryGetValue(__CFRunLoops, pthreadPointer(t));
__CFUnlock(&loopsLock);
//如果没有取到，说明字典中没有对应的loop，获取不到就创建并存储
//在子线程中第一次获取RunLoop是获取不到的，然后才去创建，这个if语句一般在子线程中第一次获取当前runloop才会进去执行
if (!loop) {
//创建一个新的runloop
CFRunLoopRef newLoop = __CFRunLoopCreate(t);
__CFLock(&loopsLock);
//再一次从全局的字典 __CFRunLoops中获取对应于当前线程的RunLoop
loop = (CFRunLoopRef)CFDictionaryGetValue(__CFRunLoops, pthreadPointer(t));
//如果还是获取不到RunLoop，就存储当前线程和刚创建的RunLoop到全局字典 __CFRunLoops
if (!loop) {
//将新的runloop（value）和线程（key）存入全局字典中
CFDictionarySetValue(__CFRunLoops, pthreadPointer(t), newLoop);
//将新的runloop赋给loop
loop = newLoop;
}
// don't release run loops inside the loopsLock, because CFRunLoopDeallocate may end up taking it
__CFUnlock(&loopsLock);
//release局部的newloop
CFRelease(newLoop);
}
//判断t是否为当前线程，如果是就注册一个回调，当线程销毁的时候，也销毁其对应的RunLoop
if (pthread_equal(t, pthread_self())) {
_CFSetTSD(__CFTSDKeyRunLoop, (void *)loop, NULL);
if (0 == _CFGetTSD(__CFTSDKeyRunLoopCntr)) {
//注册一个回调，当线程销毁时，也顺便销毁其对应的runloop
_CFSetTSD(__CFTSDKeyRunLoopCntr, (void *)(PTHREAD_DESTRUCTOR_ITERATIONS-1), (void (*)(void *))__CFFinalizeRunLoop);
}
}
//返回当前线程对应的runloop
return loop;
}
通过查看CFRunLoop的创建RunLoop的代码，可以得出以下结论：
1.线程和RunLoop是一一对应的，保存在一个字典中，key为线程指针，value为RunLoop
2.线程创建的时候，是没有RunLoop的，RunLoop的创建是发生在第一次获取的时候；
3.RunLoop的销毁是发生在线程结束的时候；
主线程的RunLoop
app启动时，main函数就会通过UIApplicationMain创建主线程的RunLoop，如下：
int main( int argc, char * argv[] ){
NSString *appDelegateClassName;
@autoreleasepool{
appDelegateClassName = NSStringFromClass( [ AppDelegate class] );
}
return UIApplicationMain( argc, argv, nil, appDelegateClassName );
}
在开发中的应用
1.线程保活
2.解决NSTimer在ScrollView滑动时停止的问题
3.监控界面卡顿问题
4.性能优化
使用[ NSTimer scheduledTimerWithTimeInterval:]创建出来的NSTimer默认运行在RunLoop的NSRunLoopDefaultMode模式下，当我们拖动scrollview滚动条时，NSTimer会停止工作，滚动结束后NSTimer恢复工作，说明NSTimer并不在UITrackingRunLoopMode模式下。
解决办法：只要将这个timer加入UITrackingRunLoopMode下就可以正常工作了，代码如下：
NSTimer *timer = [ NSTimer scheduledTimerWithTimeInterval: 1.0 repeats:YES block:^(NSTimer * _Nonull timer) {
NSLog("%d", ++count);
}];
/*
NSTimer在commonModes的模式下都能运行，
commonModes默认的模式有：NSRunLoopDefaultMode、UITrackingRunLoopMode，
可以通过CFRunLoopAddCommonMode方法向commonModes模式集合添加其他模式。
*/
[[ NSRunLoop currentRunLoop] addTimer: timer forMode: NSRunLoopCommonModes ];
//timer的另一种创建形式
NSTimer *timer = [ NSTimer timerWithTimeInterval: 1.0 repeats:YES block:^(NSTimer * _Nonull timer) {
NSLog("%d", ++count);
}];
//需要手动添加到RunLoop中
[[ NSRunLoop currentRunLoop ] addTimer:timer forMode:NSDefaultRunLoopMode];
[[ NSRunLoop currentRunLoop ] addTimer:timer forMode:UITrackingRunLoopMode];
启动
三种启动RunLoop的方法
- run：无限循环
- runUntilDate： 设置结束时间，超时自动结束循环
- runMode:beforeDate：在某个模式下且设置结束时间，超时自动结束循环
第三种是相对比较好的方式，可以指定runloop以哪种模式运行，
实际上run方法的实现就是无限调用runMode:beforeDate:方法，
runUntilDate:方法也会重复调用runMode:beforeDate:方法，区别在于它超时就不会再调用。
在下面的代码中，因为runMode:beforeDate:方法是单次调用，我们需要给它加上一个循环，否则调用一次runloop就结束了，和不使用runloop的效果一样
self.stopped = NO;
//防止循环引用
__weak typeof(self) weakSelf = self;
self.thread = [[NSThread alloc] initWithBlock:^{
NSLog(@"thread begin");
//向当前runloop添加Modeitem，添加timer、observer都可以。因为如果mode没有item，runloop就会退出
[[NSRunLoop currentRunLoop] addPort:[[NSPort alloc] init] forMode:NSDefaultRunLoopMode];
while (!weakSelf.stopped) {
[[NSRunLoop currentRunLoop] runMode:NSDefaultRunLoopMode beforeDate:[NSDate distantFuture]];
}
NSLog(@"thread end");
}];
关闭
在处理事件之前，有两种方法可以让运行循环退出：
- 将运行循环配置设置结束时间
- 手动停止：通过 CFRunLoopStop() 方法来手动结束一个 RunLoop
CFRunLoopStop(CFRunLoopGetCurrent());
