iOS RunLoop

RunLoop产生背景

由于内存频繁创建线程，会使内存的负担加重，所以想要实现长期持有个别会持续工作的线程，让它有工作的时候工作，没有工作的时候休息，因此就产生了RunLoop。RunLoop就是通过内部事件循环来管理内存中事件及消息的一个对象，实现是通过do-while循环。

RunLoop和线程的关系

Runloop和线程是一一对应的关系，主线程的RunLoop默认是开启的，其它子线程的Runloop需要调用相应的方法手动开启。RunLoop在内存中是存在字典里，线程作为key，RunLoop作为value。

RunLoop分类

• NSRunLoop
• CFRunLoopRef

RunLoop的工作

RunLoop在循环中处理各种出现的事件，比如触摸事件、UI刷新事件、定时器事件、Selector事件等。

runloop跑圈.jpg

RunLoop工作模式

一个RunLoop可以包含若干个Mode，Mode里包含Source/Timer/Observer(runloop需要处理的事件，如果Mode里不包含任何Source/Timer/Observer的话，runloop就退出了)，但是RunLoop一次只能工作在一个Mode模式下，切换Mode需要退出RunLoop重新进入。(这个地方不能确定，但是大家都是这么说的。个人疑惑既然包含多个Mode，为什么还要先退出再进入呢？望看到的同仁可以告知一下为什么是这样)

RunLoop中的Modes.png

RunLoop和Mode结构

struct __CFRunLoopMode {
    CFStringRef _name;            // Mode Name, 例如 @"kCFRunLoopDefaultMode"
    CFMutableSetRef _sources0;    // Set 
    CFMutableSetRef _sources1;    // Set 
    CFMutableArrayRef _observers; // Array 
    CFMutableArrayRef _timers;    // Array 
    ...
};

struct __CFRunLoop {
    CFMutableSetRef _commonModes;     // Set 
    CFMutableSetRef _commonModeItems; // Set 
    CFRunLoopModeRef _currentMode;    // Current Runloop Mode
    CFMutableSetRef _modes;           // Set 
    ...
};

Mode类型

1. kCFRunLoopDefaultMode
   App的默认Mode，通常主线程是在这个Mode下运行
2. 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
3. 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
4. GSEventReceiveRunLoopMode:
   接受系统事件的内部 Mode，通常用不到
5. kCFRunLoopCommonModes:
   这是一个占位用的Mode，作为标记kCFRunLoopDefaultMode和UITrackingRunLoopMode用，并不是一种真正的Mode

Mode中的Source源

Source有两个版本：Source0 和 Source1。

1. Source0 只包含了一个回调（函数指针），它并不能主动触发事件。使用时，你需要先调用 CFRunLoopSourceSignal(source)，将这个 Source 标记为待处理，然后手动调用 CFRunLoopWakeUp(runloop) 来唤醒 RunLoop，让其处理这个事件。
2. Source1 包含了一个 mach_port 和一个回调（函数指针），被用于通过内核和其他线程相互发送消息。这种 Source 能主动唤醒 RunLoop 的线程.

RunLoop工作原理

runloop运行逻辑.png

RunLoop与AutoreleasePool

App启动后，苹果在主线程 RunLoop 里注册了两个 Observer，其回调都是 _wrapRunLoopWithAutoreleasePoolHandler()。

• 第一个 Observer 监视的事件是 Entry(即将进入Loop)，其回调内会调用 _objc_autoreleasePoolPush() 创建自动释放池。其 order 是-2147483647，优先级最高，保证创建释放池发生在其他所有回调之前。
• 第二个 Observer 监视了两个事件： BeforeWaiting(准备进入休眠) 时调用_objc_autoreleasePoolPop() 和 _objc_autoreleasePoolPush() 释放旧的池并创建新池；Exit(即将退出Loop) 时调用 _objc_autoreleasePoolPop() 来释放自动释放池。这个 Observer 的 order 是 2147483647，优先级最低，保证其释放池子发生在其他所有回调之后。

注意

参考:https://www.jianshu.com/p/e48f41d2144d

• AutoreleasePool并没有单独的结构，而是由若干个AutoreleasePoolPage以双向链表的形式组成
• AutoreleasePoolPage每个对象会开辟4096字节内存（也就是虚拟内存一页的大小），除了上面的实例变量所占空间，剩下的空间全部用来储存autorelease对象的地址
• iOS里的TaggedPointer不适用autorelesepool
• NSAutoreleasePool可以创建一个autorelease pool，但该对象本身也需要被释放 drain
• 在ARC下，不能使用上述方式调用autorelease，而应当使@autoreleasepool{}
• 对于不同线程，应当创建自己的autorelease pool。如果应用长期存在，应该定期drain和创建新的autorelease pool。
• runloop 与 AutoreleasePool 是协同合作关系(看到有文章说子线程不需要手动添加AutoreleasePool ，可以确定的小伙伴看到给指点一下是否需要)
• AutoreleasePool 与 runloop 与线程是一一对应的关系
• AutoreleasePool 在 runloop 在开始时被push，在runloop休眠时(beforewaiting状态)pop

RunLoop的应用

• NSTimer和UITableView
• 常驻线程(线程保活)

参考

https://blog.ibireme.com/2015/05/18/runloop/
https://blog.csdn.net/shihuboke/article/details/78417299