RunLoop

概念
数据结构
事件循环机制
RunLoop与NSTimer
RunLoop与多线程

什么是RunLoop？

是通过内部维护的事件循环来对事件/消息进行管理的一个对象
- 没有消息需要处理的时候，休眠以避免资源占用
- 有消息需要处理时，立刻被唤醒
没有消息需要处理时，休眠以避免资源占用

用户态->内核态

有消息需要处理时，立刻被唤醒

内核态->用户态

用户态、内核态

用户态就是用开发使用的API都是用户态，需要用到系统内核的时候就是用到内核态，
每一个用户，也就是App都能让手机开关机，这种行为是不被允许的，所有才有一个用户态到内核态的切换，

什么是事件循环？

维护的事件循环可以让我们不断的处理消息和事件，对他们进行管理，当没有消息进行处理的时候，会发生一些用户态到内核态的切换。由此来进行当前线程的休眠，同时会发生内核态到用户态的切换，然后当前用户线程会被唤醒。

我们的main函数为什么能保持不退出？

在我们的main函数中会调用UIApplicationMain这个函数，这个函数里面做了一个运行循环(RunLoop)，不断的接收事件，滑动列表处理事件的返回，处理消息完成以后会继续等待，这个循环不是简单的for循环而是从用户态到内核态的切换(休眠)，从内核态到用户态的切换(唤醒)。

RunLoop的数据结构

NSRunLoop是对CFRunLoop的封装，提供了面向对象的API。

CFRunLoop的代码是开源的，可以通过这个开源看到CFRunLoop的数据结构

CFRunLoop
- pthread ->代表线程一对一
- currentMode CFRunLoopMode的数据结构
- modes MutableSet<CFRunLoopMode>
- commonModes MutableSet<NSString>
- commonModeItems MutableSet<Observers/Timers/Sources>
CFRunLoopMode
- name mode的名字，通过名称来查找是哪一个mode
- sources0 MutableSet
- sources1 MutableSet
- observers
- timers
Source/Timer/Observer

CFRunLoopSource

sources0
- 需要手动唤醒线程
sources1
- 具备唤醒线程的能力

CFRunLoopTimer

基于事件的定时器，和NSTimer和toll-free bridged

CFRunLoopObserver

观测时间点：

kCFRunLoopEntry 准备启动的时候系统会给一个回调
kCFRunLoopBeforeTimers runloop将要对timer一些事件进行处理
kCFRunLoopBeforeSources 将要处理一些source事件
kCFRunLoopBeforeWaiting 将要进入休眠状态，即将发生用户态到内核态的一个转换
kCFRunLoopAfterWaiting 内核态切换到用户态不久
kCFRunLoopExit RunLoop退出

各个数据结构之间的关系

RunLoop和线程是一一对应的
一个RunLoop可以拥有多个Mode
一个mode可以有多个source、Timer、Observer

Runloop的Mode

mode跟mode中的事件是不会相互影响的，当我把事件添加到mode1上面运行的时候在mode2上面那么mode1的事件永远不会执行，mode和mode之间是孤立的。

我在tableview滚动的时候，你的banner控件不会自动切换，这就是RunLoop的mode的一种形式。

NSRunLoopCommonModes

并不是实际存在的模式
是同步source/timer/Observer到多个mode的一种技术方案。

NSRunLoop、CFRunLoop的Run方法

void CFRunLoopRun()

RunLoop启动的流程

1、即将进入Runloop
2、将处理Timer/source0事件
3、处理Source0事件
4、如果有source1要处理跳转到8
5、线程将要休眠
6、休眠，等待唤醒
- source1可以唤醒
- Timer事件可以唤醒
- 外部手动唤醒
7、线程刚被唤醒
8、处理唤醒时收到的消息这一步会直接跳转到2中

RunLoop的核心

用户态到内核态休眠
内核态到用户态唤醒

滑动TableView的时候我们的定时器还会生效吗？

当运行的Timer是用默认start运行的timer，那么timer的RunLoop的mode是defaultMode，当用户滑动TableView的时候，当前运行的RunLoop的mode会切换到tracking这个mode，这就造成了Timer运行事件的隔离，最终导致Timer事件在华东过程中，没有任何反应。解决方式是，把timer添加到commonmodes这个runloop中。commonmodes并不是一个实际的runloopmode，他只是把一些mode打上commonmode标记，然后可以把某一个是事件源，比如说是timer同步到多个mode当中。

RunLoop与多线程

线程和RunLoop一一对应的
自己创建的线程默认是没有RunLoop的

怎么实现一个常驻的线程

为当前线程开启一个Runloop （获取当前RunLoop，如果当前没有，则会自动创建）
为该RunLoop中添加一个Port/source等维持RunLoop
- 如果一个RunLoop中间没有item(Port或者Source)资源的话，是维持不住RunLoop的，会直接退出
启动该RunLoop

代码如下

    // 创建一个Source
    CFRunLoopSourceContext context = {0, NULL, NULL, NULL, NULL, NULL, NULL, NULL, NULL, NULL};
    CFRunLoopSourceRef source = CFRunLoopSourceCreate(kCFAllocatorDefault, 0, &context);
    
    // 创建RunLoop，同时向RunLoop的DefaultMode下面添加Source
    CFRunLoopAddSource(CFRunLoopGetCurrent(), source, kCFRunLoopDefaultMode);
    
    // 如果可以运行
    while (runAlways) {
        @autoreleasepool {
            // 令当前RunLoop运行在DefaultMode下面
            CFRunLoopRunInMode(kCFRunLoopDefaultMode, 1.0e10, true);
        }
    }
    
    // 某一时机 静态变量runAlways = NO时 可以保证跳出RunLoop，线程退出
    CFRunLoopRemoveSource(CFRunLoopGetCurrent(), source, kCFRunLoopDefaultMode);
    CFRelease(source);

面试题

什么是RunLoop，他是怎么做到有事做事，没事休息

是通过内部事件循环来对事件和消息进行管理的一个对象
这个事件循环，不是简单的for循环，而是有事做事，没事休眠的一个循环，避免浪费系统资源
RunLoop的休眠和唤醒是系统对于用户态和内核态进行切换造成的

RunLoop与线程是怎么的关系？

RunLopp和线程是一一对应的。
新创建的线程模式是没有RunLoop的

如何实现一个常驻线程？

创建一个线程对应的RunLoop
向这个RunLoop中添加一个Source或者timer、observer、或者port
最后调用CFRunLoopRunInMode

运行的模式和添加的的模式应该属于一个mode这样才能实现常驻线程

怎么保证子线程数据回来更新UI不打断用户滑动操作？

用户滑动操作实际上是在RunLoop中的trackingMode下，只要我们保证子线程的数据更新UI的时候处于defalutmode下，就不会影响用户动画操作。

iOS晋级知识汇总(十一)RunLoop