引言
一直以来RunLoop就是个神秘的领域,好多2.3年的开发者都不能准确的表述它的作用,说它神秘,其实RunLoop并没有大家想象中的那么神秘,那么不好理解,本文就带大家好好剖析一下"神秘的RunLoop"
什么是RunLoop
从字面上看
- 运行循环
- 跑圈
基本作用
- 保持程序的持续运行(比如主运行循环)
- 处理App中的各种事件（比如触摸事件、定时器事件、Selector事件）
- 节省CPU资源，提高程序性能：该做事时做事，该休息时休息
存在价值
main函数中的RunLoop(主运行循环)
- 第14行代码的UIApplicationMain函数内部就启动了一个RunLoop
- 所以UIApplicationMain函数一直没有返回，保持了程序的持续运行
- 这个默认启动的RunLoop是跟主线程相关联的
RunLoop对象
iOS中有2套API来访问和使用RunLoop
-
Foundation
- NSRunLoop
-
Core Foundation
- CFRunLoopRef
NSRunLoop和CFRunLoopRef都代表着RunLoop对象
NSRunLoop是基于CFRunLoopRef的一层OC包装，所以要了解RunLoop内部结构，需要多研究CFRunLoopRef层面的API（Core Foundation层面）
RunLoop资料
CFRunLoopRef是开源的
http://opensource.apple.com/source/CF/CF-1151.16/
RunLoop与线程
每条线程都有唯一的一个与之对应的RunLoop对象
主线程的RunLoop已经自动创建好了，子线程的RunLoop需要主动创建
RunLoop在第一次获取时创建，在线程结束时销毁
获取RunLoop对象
- Foundation
[NSRunLoop currentRunLoop]; // 获得当前线程的RunLoop对象
[NSRunLoop mainRunLoop]; // 获得主线程的RunLoop对象
- Core Foundation
CFRunLoopGetCurrent(); // 获得当前线程的RunLoop对象
CFRunLoopGetMain(); // 获得主线程的RunLoop对象
RunLoop相关类
- Core Foundation中关于RunLoop的5个类
- CFRunLoopRef
- CFRunLoopModeRef
- CFRunLoopSourceRef
- CFRunLoopTimerRef
- CFRunLoopObserverRef
注:RunLoop如果没有这些东西 会直接退出
CFRunLoopModeRef
CFRunLoopModeRef代表RunLoop的运行模式
一个 RunLoop 包含若干个 Mode，每个Mode又包含若干个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:(前两个跟最后一个常用)
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
CFRunLoopSourceRef
CFRunLoopSourceRef是事件源（输入源）
按照官方文档的分类
Port-Based Sources (基于端口,跟其他线程交互,通过内核发布的消息)
Custom Input Sources (自定义)
Cocoa Perform Selector Sources (performSelector...方法)
按照函数调用栈的分类
Source0：非基于Port的
Source1：基于Port的
Source0: event事件，只含有回调，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。
Source1: 包含了一个 mach_port 和一个回调，被用于通过内核和其他线程相互发送消息,能主动唤醒 RunLoop 的线程。
函数调用栈
CFRunLoopTimerRef
CFRunLoopTimerRef是基于时间的触发器
基本上说的就是NSTimer(CADisplayLink也是加到RunLoop),它受RunLoop的Mode影响
GCD的定时器不受RunLoop的Mode影响
CFRunLoopObserverRef
CFRunLoopObserverRef是观察者，能够监听RunLoop的状态改变
可以监听的时间点有以下几个
使用
- (void)observer
{
// 创建observer
CFRunLoopObserverRef observer = CFRunLoopObserverCreateWithHandler(CFAllocatorGetDefault(), kCFRunLoopAllActivities, YES, 0, ^(CFRunLoopObserverRef observer, CFRunLoopActivity activity) {
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
CFRelease(observer);
}
特别注意
/*
CF的内存管理（Core Foundation）
1.凡是带有Create、Copy、Retain等字眼的函数，创建出来的对象，都需要在最后做一次release
* 比如CFRunLoopObserverCreate
2.release函数：CFRelease(对象);
*/
RunLoop处理逻辑
- 官方版
- 网友整理版
注:进入RunLoop前 会判断模式是否为空,为空直接退出
RunLoop应用
- NSTimer
- ImageView显示
- PerformSelector
- 常驻线程
- 自动释放池
1.NSTimer(最常见RunLoop使用)
- (void)timer
{
NSTimer *timer = [NSTimer timerWithTimeInterval:2.0 target:self selector:@selector(run) userInfo:nil repeats:YES];
// 定时器只运行在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];
// 定时器只运行在UITrackingRunLoopMode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:UITrackingRunLoopMode];
// 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NSDefaultRunLoopMode兼容
[[NSRunLoop currentRunLoop] addTimer:timer forMode:NSRunLoopCommonModes];
}
- (void)timer2
{
// 调用了scheduledTimer返回的定时器，已经自动被添加到当前runLoop中，而且是NSDefaultRunLoopMode
NSTimer *timer = [NSTimer scheduledTimerWithTimeInterval:2.0 target:self selector:@selector(run) userInfo:nil repeats:YES];
// 修改模式
[[NSRunLoop currentRunLoop] addTimer:timer forMode:NSRunLoopCommonModes];
}
场景还原
拖拽时模式由NSDefaultRunLoopMode 进入 UITrackingRunLoopMode
此时如下图: NSTimer 不再响应 图片停止轮播
NSRunLoopCommonModes 模式下两种模式都可运行
此时如下图: NSTimer 在两个模式下都可正常运行
2.ImageView
需求:当用户在拖拽时(UI交互时)不显示图片,拖拽完成时显示图片
方法1 监听UIScrollerView滚动 (通过UIScrollViewDelegate监听,此处不再举例)
方法2 RunLoop 设置运行模式
// 只在NSDefaultRunLoopMode模式下显示图片
[self.imageView performSelector:@selector(setImage:) withObject:[UIImage imageNamed:@"placeholder"] afterDelay:3.0 inModes:@[NSDefaultRunLoopMode]];
3.PerformSelector
inModes:设置运行模式
4.常驻线程 (重要)
应用场景:经常在后台进行耗时操作,如:监控联网状态,扫描沙盒等 不希望线程处理完事件就销毁,保持常驻状态
首先创建一个线程
- (void)viewDidLoad {
[super viewDidLoad];
//创建一个线程
self.thread = [[NSThread alloc] initWithTarget:self selector:@selector(createRunloopByNormal) object:nil] ;
// self.thread = [[NSThread alloc] initWithTarget:self selector:@selector(createRunloopByCFObserver) object:nil] ;
// self.thread = [[NSThread alloc] initWithTarget:self selector:@selector(createRunloopByCFTimer) object:nil] ;
// self.thread = [[NSThread alloc] initWithTarget:self selector:@selector(createRunloopByCFSource) object:nil] ;
//启动线程
[self.thread start];
}
第一种(推荐)
开启
- (void)run
{
@autoreleasepool {
//addPort:添加端口(就是source) forMode:设置模式
[[NSRunLoop currentRunLoop] addPort:[NSPort port] forMode:NSDefaultRunLoopMode];
//开启runloop
[[NSRunLoop currentRunLoop] run];
}
/*
//另外两种启动方式
[NSDate distantFuture]:遥远的未来 这种写法跟上面的run是一个意思
[[NSRunLoop currentRunLoop] runMode:NSDefaultRunLoopMode beforeDate:[NSDate distantFuture]];
不设置模式
[[NSRunLoop currentRunLoop] runUntilDate:[NSDate distantFuture]];
*/
}
测试一下线程是否退出
- (IBAction)btnClick:(id)sender {
NSLog(@"-----btnClick--------");
[self performSelector:@selector(test) onThread:self.thread withObject:nil waitUntilDone:NO];
}
- (void)test{
//能打印说明没有退出
NSLog(@"----->Test");
}
退出-退出当前线程
[NSThread exit];
第二种(奇葩法)
优点:退出RunLoop比较方便-定义个标记 while(flag){...}
- (void)run
{
while (1) {
[[NSRunLoop currentRunLoop] run];
}
}
5.自动释放池
在休眠前(kCFRunLoopBeforeWaiting)进行释放,处理事件前创建释放池,中间创建的对象会放入释放池
特别注意:
在启动RunLoop之前建议用 @autoreleasepool {...}包裹
意义:创建一个大释放池,释放{}期间创建的临时对象,一般好的框架的作者都会这么做
- (void)execute
{
@autoreleasepool {
NSTimer *timer = [NSTimer timerWithTimeInterval:2.0 target:self selector:@selector(run) userInfo:nil repeats:YES];
[[NSRunLoop currentRunLoop] addTimer:timer forMode:NSDefaultRunLoopMode];
[[NSRunLoop currentRunLoop] run];
}
}
题外话:
以后为了增加用户体验 在用户UI交互的时候 不做事件处理 我们可以把需要做的操作放到NSDefaultRunLoopMode
补充:GCD定时器
一般的NSTimer定时器因为受到RunLoop,会存在时间不准时的情况.
上文有提到GCD不受RunLoop影响,下面简单的说一下它的使用
/** 定时器(这里不用带*，因为dispatch_source_t就是个类，内部已经包含了*) */
@property (nonatomic, strong) dispatch_source_t timer;
int count = 0;
- (void)touchesBegan:(NSSet *)touches withEvent:(UIEvent *)event
{
// 获得队列
// dispatch_queue_t queue = dispatch_get_global_queue(0, 0);
dispatch_queue_t queue = dispatch_get_main_queue();
// 创建一个定时器(dispatch_source_t本质还是个OC对象)
self.timer = dispatch_source_create(DISPATCH_SOURCE_TYPE_TIMER, 0, 0, queue);
// 设置定时器的各种属性（几时开始任务，每隔多长时间执行一次）
// GCD的时间参数，一般是纳秒 NSEC_PER_SEC（1秒 == 10的9次方纳秒）
// 何时开始执行第一个任务
// dispatch_time(DISPATCH_TIME_NOW, 3.0 * NSEC_PER_SEC) 比当前时间晚3秒
dispatch_time_t start = dispatch_time(DISPATCH_TIME_NOW, (int64_t)(1.0 * NSEC_PER_SEC));
uint64_t interval = (uint64_t)(1.0 * NSEC_PER_SEC);
dispatch_source_set_timer(self.timer, start, interval, 0);
// 设置回调
dispatch_source_set_event_handler(self.timer, ^{
NSLog(@"------------%@", [NSThread currentThread]);
count++;
// if (count == 4) {
// // 取消定时器
// dispatch_cancel(self.timer);
// self.timer = nil;
// }
});
// 启动定时器
dispatch_resume(self.timer);
}
RunLoop面试题
经常会有喜欢装B的面试官,面试的时候�就喜欢问RunLoop,其实�他真的会吗? 说不定他自己都不太理解
下面我对有关RunLoop的面试做一个简单的总结,也算是对全文一个总结
什么是RunLoop?
从字面上看:运行循环、跑圈
其实它内部就是do-while循环,在这个循环内部不断的处理各种任务(比如Source、Timer、Observer)
一个线程对应一个RunLoop,主线程的RunLoop默认已经启动,子线程的RunLoop需要手动启动(调用run方法)
RunLoop只能选择一个Mode启动,如果当前Mode中没有任何Soure、Timer、Observer,那么就直接退出RunLoop
在开发中如何使用RunLoop?什么应用场景?
-
开启一个常驻线程(让一个子线程不进入消亡状态,等待其他线程发来消息,处理其他事件)
- 在子线程中开启一个定时器
- 在子线程中进行一些长期监控
可以控制定时器在特定模式下执行
可以让某些事件(行为、任务)在特定模式下执行
可以添加Observer监听RunLoop的状态,比如监听点击事件的处理(在所有点击事件之前做一些事情)
最后
之前发布的文章写得不是很完整,我又花了两天时间重新做了梳理,还有什么不足之处,欢迎大家指出,我会第一时间更新.
特别感谢
感谢@Delpan提出的宝贵意见,文章已经增加了source0/source1的解释
