RunLoop

RunLoop概述

什么是RunLoop

• RunLoop从字面意思看是运行循环,跑圈的意思,实际苹果为了方便理解也大体上就是这个意思
• RunLoop的基本作用:
  • 1.保持程序的持续你运作,处理各种事件(触摸事件,定时器事件,监听事件等)
  • 2.节省CPU资源,提高程序性能,有事件做事件,没事休息
  • 3.RunLoop只要在运行的过程中就会不断的去查看有没有事情可以做,但是如果根本就没有各种事件的对象,也就是RunLoop里面的mode没有任何属性的话,RunLoop一跑起来就会结束
• RunLoop的大致的简单代码

int main(int argc, char * argv[]) {
    BOOL running = YES;
    do {
        //执行各种任务,处理事件
    } while (running);
    return 0;
}

• 由于main函数里面调用了UIApplicationMain的函数,而这个函数内就会启动一个RunLoop,并且这个RunLoop是跟主线程相关联的,所以程序不会马上退出,会保持运行下去

RunLoop对象

• 在ios中可以通过两个api来访问RunLoop
  • NSRunLoop(Foundation框架下)和CFRunLoopRef(Core Foundation框架下)
  • NSRunLoop是oc层面的,是对CFRunLoopRef进行了包装,网上会有CFRunLoopRef的源码,下载地址: http://opensource.apple.com/source/CF/CF-1151.16/
• RunLoop与线程的关系:每一个线程都会有唯一一个RunLoop与之对应,实际内部是以字典的形式管理,主线程的RunLoop已经自己创建好了,子线程的需要手动创建,创建好的RunLoop会一直存在,直到对应线程结束才会销毁

    //获得当前线程的RunLoop对象
    [NSRunLoop currentRunLoop];
    //获取主线程的RunLoop对象
    [NSRunLoop mainRunLoop];

RunLoop的五个类

Core Foundation中关于RunLoop的5个类

• CFRunLoopRef(RunLoop类)
• CFRunLoopModeRef
• CFRunLoopSourceRef
• CFRunLoopTimerRef
• CFRunLoopObserverRef

CFRunLoopModeRef

• CFRunLoopModeRef代表RunLoop的运行模式,一个RunLoop可以有许多个mode,每一个mode又可以有许多个Source/Timer/Observer
• 每次RunLoop启动时，只能指定其中一个 Mode，这个Mode被称作 CurrentMode
• 如果需要切换Mode，只能退出Loop，再重新指定一个Mode进入
• 这样做主要是为了分隔开不同组的Source/Timer/Observer，让其互不影响
• 系统默认注册了5个Mode:
  • kCFRunLoopDefaultMode：App的默认Mode，通常主线程是在这个Mode下运行
  • 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
  • UIInitializationRunLoopMode: 在刚启动 App 时第进入的第一个 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: 这是一个占位用的Mode，不是一种真正的Mode

//schedule方法会默认把timer的事件加入RunLoop中,timerWith的方法不会
    //RunLoop在运行中只会指定一个mode,若果切换模式要停止RunLoop,并重新开始新的模式下的RunLoop
    [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];
    // 定时器默认只运行在NSDefaultRunLoopMode下，一旦RunLoop进入其他模式，这个定时器就不会工作
    [[NSRunLoop currentRunLoop] addTimer:timer forMode:NSDefaultRunLoopMode];
    // 定时器会跑在标记为common modes的模式下
    // 标记为common modes的模式：UITrackingRunLoopMode和kCFRunLoopDefaultMode
    //如果mode设置为common,那么表示定时器在这两个mode下都可以跑
    [[NSRunLoop currentRunLoop] addTimer:timer forMode:NSRunLoopCommonModes];
    - (void)run
{
    NSLog(@"----run");
}

CFRunLoopSourceRef

• CFRunLoopSourceRef被称为事件源,输入源,也就是RunLoop所处理的触摸事件
• 对于CFRunLoopSourceRef,我们可以有两种不同的分类方法
• 1.按照苹果官方文档分类
  • Port-Based Sources:基于端口的,通过内核发布的
  • Custom Input Sources:自定义的输入源
  • Cocoa Perform Selector Sources:处理Perform开头的方法,也就是所有Perform方法都是通过这个输入源来处理的
• 2.按照函数调用栈分类
  • Source0:非基于Port的
  • Source1:基于Port,通过内核和其他线程通讯的,接收或者分发系统的事件
• 下面的图就是函数调用栈:程序一启动就会在底层调用许多函数,自下而上,最后才在当前方法的控制器中调用当前方法,而且我们也可以看出这个函数调用栈是隶属于一个线程的,而这个线程是隶属于RunLoop的

3.png

CFRunLoopObserverRef

• CFRunLoopObserverRef是观察者,在RunLoop中是用来监听RunLoop的状态变化的

- (void)observer
{
    // 创建observer(创建CFRunLoopObserverRef必须用到CF库)
    CFRunLoopObserverRef observer = CFRunLoopObserverCreateWithHandler(CFAllocatorGetDefault(), kCFRunLoopAllActivities, YES, 0, ^(CFRunLoopObserverRef observer, CFRunLoopActivity activity) {
    //在这个block中可以看到RunLoop的活动状态,CFRunLoopActivity就是RunLoop的状态
        NSLog(@"----监听到RunLoop状态发生改变---%zd", activity);
    });

    // 添加观察者：监听RunLoop的状态
    CFRunLoopAddObserver(CFRunLoopGetCurrent(), observer, kCFRunLoopDefaultMode);

    // 释放Observer(由于是CF框架下得,不是oc的框架,所以要手动释放)
    CFRelease(observer);
    //CFRunLoopActivity的枚举值
    kCFRunLoopEntry = (1UL << 0),//值是1,即将进入RunLoop
    kCFRunLoopBeforeTimers = (1UL << 1),//值是2,即将处理Timer事件
    kCFRunLoopBeforeSources = (1UL << 2),//值是4,即将处理source事件
    kCFRunLoopBeforeWaiting = (1UL << 5),//值是32,即将进入休眠状态
    kCFRunLoopAfterWaiting = (1UL << 6),//值是64,从休眠中唤醒
    kCFRunLoopExit = (1UL << 7),//值是128,即将退出RunLoop
    kCFRunLoopAllActivities = 0x0FFFFFFFU//所有状态
}

总结RunLoop

• 官方给出的RunLoop运行逻辑:

4.png

• 网友自行整理的RunLoop运行逻辑:

2.png

RunLoop实践

• 模拟场景:假如我们想创建一个线程,让他处理完事情之后一直不死,然后去监听我们需要监听的事件,例如(我们会在退出程序到后台,继续监听某些事件的触发,但是又不想在主线程),

• 第一步:这时有些开发者会想到,我们可以直接搞一个属性来强引用这个线程,如下

/** 线程对象 */
@property (nonatomic, strong) NSThread *thread;
- (void)viewDidLoad {
    [super viewDidLoad];
    //创建线程,让他执行run方法
    self.thread = [[NSThread alloc] initWithTarget:self selector:@selector(run) object:nil];
    [self.thread start];
}
- (void)run
{
    //这个方法会走
    NSLog(@"----------run----%@", [NSThread currentThread]);
}
- (void)touchesBegan:(NSSet *)touches withEvent:(UIEvent *)event
{
    //执行完run方法之后我们在触摸方法中,把test方法丢给我们创建的线程
    [self performSelector:@selector(test) onThread:self.thread withObject:nil waitUntilDone:NO];
}
- (void)test
{
    //这时我们发现这个方法根本没有打印,因为线程执行完run方法就已经死了,即使有强引用系统也不允许,我们也可以搞一个类继承NSThread,重写dealloc去看看线程到底有没有销毁,
    NSLog(@"----------test----%@", [NSThread currentThread]);
}

• 第二步:既然我们创建的线程死了,那我们就可以不让他死,然后我们修改了代码

- (void)run
{
    //在上面的基础上,我们在run这个方法中这样写
    NSLog(@"----------run----%@", [NSThread currentThread]);
    //搞一个死循环,一直死不了
    while (1);
    //但是我们发现这行打印的代码一直没有执行,线程已经卡死在上面的while循环了,
    NSLog(@"---------");
}

• 第三步:这时我们想到了主线程,我们可以模仿主线程的设计思路去创建出一个RunLoop来完成我们的任务

/** 线程对象 */
@property (nonatomic, strong) NSThread *thread;
- (void)viewDidLoad {
    [super viewDidLoad];
    //创建线程,让他执行run方法
    self.thread = [[NSThread alloc] initWithTarget:self selector:@selector(run) object:nil];
    [self.thread start];
}
- (void)run
{
    //这里我们一定要添加一个source或者timer,如果不添加RunLoop跑完一圈就没有任何可以让他来监听的对象了,所以就会死掉,如果有source或者timer,就有这样的机会让RunLoop监听,有source或者timer的时候却没有事件的触发,RunLoop就在休息状态,所以有source或者timer不代表RunLoop一定在运行,但是没有RunLoop一定会死
    [[NSRunLoop currentRunLoop] addPort:[NSPort port] forMode:NSDefaultRunLoopMode];
    //RunLoop一直在跑,并且监听当前线程的各种事件
    [[NSRunLoop currentRunLoop] run];
    NSLog(@"----------run----%@", [NSThread currentThread]);
}
- (void)touchesBegan:(NSSet *)touches withEvent:(UIEvent *)event
{
    //执行完run方法之后我们在触摸方法中,把test方法丢给我们创建的线程
    [self performSelector:@selector(test) onThread:self.thread withObject:nil waitUntilDone:NO];
}
- (void)test
{
    //所以这个时候我们点击屏幕就会来到这个方法,点一次触发一次,一直在监听,不点击的时候RunLoop在休息
    NSLog(@"----------test----%@", [NSThread currentThread]);
}

• 第四步:有的开发者这样修改了代码

- (void)run
{
    //不去创建source,搞一个死循环让RunLoop强制不死,就会去监听,
    NSLog(@"----------run----%@", [NSThread currentThread]);
    while (1) {
        [[NSRunLoop currentRunLoop] run];
    }
    NSLog(@"---------");
    //测试结果发现这样确实和上面的做法得到的效果一样
    //注意:我们来分析以下两个方法的本质区别,这个做法是强制让RunLoop不死,一直在跑,及时没有任何事件触发,RunLoop也没有休息,所以这种做法比较耗客户端的性能,而步骤三中的做法如果没有任何事件触发,RunLoop处于休息状态,所以更好
}