OC底层知识(十) : RunLoop

一、Runloop的简单介绍

Runloop 是在程序运行过程中循环做一些事情。比如应用在：定时器(NSTimer)、PerformSelector；GCD Async Main Queue;事件响应、手势识别、界面刷新、网络请求、AutoreleasePool

RunLoop的基本作用：保持程序的持续运行；处理App中的各种事件（如触摸事件、定时器事件等）；节省CPU资源，提高程序性能：该做事时做事，该休息时休息

二、RunLoop对象的获取

2.1、iOS中有2套API来访问和使用RunLoop
- Foundation：NSRunLoop
- Core Foundation：CFRunLoopRef
2.2、NSRunLoop和CFRunLoopRef都代表着RunLoop对象

NSRunLoop是基于CFRunLoopRef的一层OC包装

CFRunLoopRef是开源的
2.3、RunLoop与线程
- 每条线程都有唯一的一个与之对应的RunLoop对象
- RunLoop保存在一个全局的Dictionary里，线程作为key，RunLoop作为value
- 线程刚创建时并没有RunLoop对象，RunLoop会在第一次获取它时创建
- RunLoop会在线程结束时销毁
- 主线程的RunLoop已经自动获取（创建），子线程默认没有开启RunLoop

2.4、获取RunLoop对象

OC(Foundation)获取RunLoop对象

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

C(Core Foundation)获取RunLoop对象

CFRunLoopGetCurrent(); // 获得当前线程的RunLoop对象
CFRunLoopGetMain(); // 获得主线程的RunLoop对象

三、RunLoop相关的类

Core Foundation中关于RunLoop的5个类
CFRunLoopRef
CFRunLoopModeRef
CFRunLoopSourceRef
CFRunLoopTimerRef
CFRunLoopObserverRef

struct __CFRunLoop {
    CFRuntimeBase _base;
    pthread_mutex_t _lock;                 /* locked for accessing mode list */
    __CFPort _wakeUpPort;                  // used for CFRunLoopWakeUp 
    Boolean _unused;
    volatile _per_run_data *_perRunData;   // reset for runs of the run loop
    pthread_t _pthread;
    uint32_t _winthread;
    CFMutableSetRef _commonModes;
    CFMutableSetRef _commonModeItems;
    CFRunLoopModeRef _currentMode;
    CFMutableSetRef _modes;
    struct _block_item *_blocks_head;
    struct _block_item *_blocks_tail;
    CFAbsoluteTime _runTime;
    CFAbsoluteTime _sleepTime;
    CFTypeRef _counterpart;
};

3.1、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Source0/Source1/Timer/Observer
- RunLoop启动时只能选择其中一个Mode，作为currentMode
- 如果需要切换Mode，只能退出当前Loop，再重新选择一个Mode进入
  - 不同组的Source0/Source1/Timer/Observer能分隔开来，互不影响
- 如果Mode里没有任何Source0/Source1/Timer/Observer，RunLoop会立马退出
- CFRunLoopModeRef 2种Mode
  - kCFRunLoopDefaultMode（NSDefaultRunLoopMode）：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
    
    WechatIMG100.jpeg
3.2、RunLoop的运行逻辑

RunLoop的运行逻辑
- Source0
  触摸事件处理
  performSelector:onThread:
- Source1
  基于Port的线程间通信
  系统事件捕捉
- Timers
  NSTimer
  performSelector:withObject:afterDelay:
- Observers
  用于监听RunLoop的状态
  UI刷新（BeforeWaiting）
  Autorelease pool（BeforeWaiting）

RunLoop的运行逻辑

3.3、RunLoop休眠的实现原理

RunLoop休眠的实现原理

四、RunLoop在实际开中的应用下面练习的demo

4.1、控制线程生命周期（线程保活）

(1)OC核心代码实现保活：看demo里面的类JKCPermenantThread

self.innerThread = [[MJThread alloc] initWithBlock:^{
 
 // 线程保活
 // 往RunLoop里面添加 Source\Timer\Observer
 [[NSRunLoop currentRunLoop] addPort:[[NSPort alloc] init] forMode:NSDefaultRunLoopMode];
 
  while (weakSelf && !weakSelf.isStopped) {
     [[NSRunLoop currentRunLoop] runMode:NSDefaultRunLoopMode beforeDate:[NSDate distantFuture]];
  }
}];

(2)C核心代码实现保活：看demo里面的类ThreadCViewController

self.innerThread = [[JKThread alloc] initWithBlock:^{
   NSLog(@"begin----");
 
   // 创建上下文（要初始化一下结构体）
   CFRunLoopSourceContext context = {0};
 
   // 创建source
   CFRunLoopSourceRef source = CFRunLoopSourceCreate(kCFAllocatorDefault, 0, &context);
 
   // 往Runloop中添加source
   CFRunLoopAddSource(CFRunLoopGetCurrent(), source, kCFRunLoopDefaultMode);
 
   // 销毁source
   CFRelease(source);
 
   // 启动
   CFRunLoopRunInMode(kCFRunLoopDefaultMode, 1.0e10, false);
 
   //            while (weakSelf && !weakSelf.isStopped) {
   //                // 第3个参数：returnAfterSourceHandled，设置为true，代表执行完source后就会退出当前loop
   //                CFRunLoopRunInMode(kCFRunLoopDefaultMode, 1.0e10, true);
   //            }
 
   NSLog(@"end----");
 }];

4.2、解决NSTimer在滑动时停止工作的问题(我在做一个cell上动画的时候用了NSRunLoop来防止tableview滑动的时候cell上的动画暂停)

NSTimer  *timer = [NSTimer scheduledTimerWithTimeInterval:0.1 target:self selector:@selector(clickTimeIndexPath) userInfo:nil repeats:YES];
[[NSRunLoop currentRunLoop] addTimer:timer forMode:NSRunLoopCommonModes];
/*
  UITrackingRunLoopMode和NSDefaultRunLoopMode是真正存在的模式
  [[NSRunLoop currentRunLoop] addTimer:timer forMode:NSDefaultRunLoopMode];
  [[NSRunLoop currentRunLoop] addTimer:timer forMode:UITrackingRunLoopMode];
  NSRunLoopCommonModes:n并不是一个真的模式，它只是一个标记
  timer 能在 _commandModes 数组中存放的模式下工作
  [[NSRunLoop currentRunLoop] addTimer:timer forMode:NSRunLoopCommonModes];
 */

4.3、监控应用卡顿(看底层七)
4.4、性能优化(看底层七)

五、RunLoop的几个面试题

5.1、讲讲 RunLoop，项目中有用到吗？(你可以回答四里面的任意一个)
答：我用到了：解决NSTimer在滑动时停止工作的问题(我在做一个cell上动画的时候用了NSRunLoop来防止tableview滑动的时候cell上的动画暂停)
5.2、runloop内部实现逻辑？
答：看上面的 3.2、RunLoop的运行逻辑
5.3、runloop和线程的关系？
答：看上面的 2.3、RunLoop与线程
5.4、timer 与 runloop 的关系？
答： timer 是运行在runloop里面的，runloop控制 timer什么时候执行
5.5、程序中添加每3秒响应一次的NSTimer，当拖动tableview时timer可能无法响应要怎么解决？
答：看上面的4.2，也就是要添加 NSRunLoopCommonModes标记
5.6、runloop 是怎么响应用户操作的，具体流程是什么样的？
答：由 source1捕获触摸或者响应事件，再由 source0去处理触摸或者响应事件
5.7、说说runLoop的几种状态

runLoop的几种状态
5.8、runloop的mode作用是什么？
答：runloop的mode 常用的有两种mode: NSDefaultRunLoopMode与UITrackingRunLoopMode,在某一种mode下执行自己的source0、source1、timer，不同mode下互不影响，分工明确，使用起来更灵活、流畅。