iOS原理(七)----runloop

iOS原理(七)----runloop

runloop:顾名思义,运行循环,在程序运行过程中循环做一些事情,保持程序的持续运行,处理App中的各种事件（比如触摸事件、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.包括定时器（Timer）,PerformSelector, GCD Async Main Queue,事件响应、手势识别、界面刷新,网络请求, AutoreleasePool.

• 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

RunLoop的五个类: CFRunLoopRef, CFRunLoopModeRef, CFRunLoopSourceRef, CFRunLoopTimerRef, CFRunLoopObserverRef.

其中CFRunloop结构如下:

struct __CFRunLoop {
    CFRuntimeBase _base;
    pthread_mutex_t _lock;
    __CFPort _wakeUpPort;
    Boolean _unused;
    volatile _per_run_data *_perRunData;
    pthread_t _pthread; // 线程
    uint32_t _winthread;
    CFMutableSetRef _commonModes; // 共用模式
    CFMutableSetRef _commonModeItems; // 共用items
    CFRunLoopModeRef _currentMode; // 当前模式
    CFMutableSetRef _modes; // 所有的模式
    struct _block_item *_blocks_head;
    struct _block_item *_blocks_tail;
    CFAbsoluteTime _runTime;
    CFAbsoluteTime _sleepTime;
    CFTypeRef _counterpart;
};

CFRunLoopMode结构如下:

struct __CFRunLoopMode {
    CFRuntimeBase _base;
    pthread_mutex_t _lock;
    CFStringRef _name;
    Boolean _stopped;
    char _padding[3];
    CFMutableSetRef _sources0;
    CFMutableSetRef _sources1;
    CFMutableArrayRef _observers;
    CFMutableArrayRef _timers;
    CFMutableDictionaryRef _portToV1SourceMap;
    __CFPortSet _portSet;
    CFIndex _observerMask;
    uint64_t _timerSoftDeadline;
    uint64_t _timerHardDeadline; 
};

• 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

其中有两种常用的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

RunLoop的运行流程:

• 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）.

01、通知Observers：进入Loop

02、通知Observers：即将处理Timers

03、通知Observers：即将处理Sources

04、处理Blocks

05、处理Source0（可能会再次处理Blocks）

06、如果存在Source1，就跳转到第8步

07、通知Observers：开始休眠（等待消息唤醒）

08、通知Observers：结束休眠（被某个消息唤醒）

01> 处理Timer

02> 处理GCD Async To Main Queue

03> 处理Source1

09、处理Blocks

10、根据前面的执行结果，决定如何操作

01> 回到第02步

02> 退出Loop

11、通知Observers：退出Loop

RunLoop的应用:

• 控制线程生命周期（线程保活,通常我们频繁需要子线程处理事情,让线程不要重复创建）
• 解决NSTimer在滑动时停止工作的问题
• 监控应用卡顿
• 性能优化