软件是何以监听到时钟的

硬件时钟生成信号，按照固定频率发出信号，操作系统接收到时钟信号之后将其转换为时钟计数，然后分发给活跃的App进程，进程再分发给注册时间信号的线程

看下这个链条：

• 硬件->操作系统->进程->线程

现代计算机基本可以忽略时钟信号分发到线程之前的延时，因此当我们探讨某个系统api定时器是否准确的时候，我们只需要关注时钟信号从进程到线程的延时即可

因此这个议题要区分线程来讨论，iOS中有三个api可以用来实现定时器，他们分别是NSTimer、CADisplayLink、GCD（dispatch_source_t、dispatch_time_t），本篇文章会从这些内容展开

不同api定时器精准度真的有差别吗

看一个demo

@property (nonatomic, strong) NSTimer *nstimer;
@property (nonatomic, strong) CADisplayLink *displayLinktimer;
@property (nonatomic, strong) dispatch_source_t sourcetimer;

- (void)nstimerAction {
    NSLog(@"%s:%@", __func__, [NSThread currentThread]);
}

- (void)displayLinktimerAction {
    NSLog(@"%s:%@", __func__, [NSThread currentThread]);
}

- (void)viewDidLoad {
    [super viewDidLoad];
    dispatch_async(dispatch_get_global_queue(0, 0), ^{
        [self nstimer];
    });
    dispatch_async(dispatch_get_global_queue(0, 0), ^{
        [self displayLinktimer];
    });
    dispatch_resume(self.sourcetimer);
}

- (NSTimer *)nstimer {
    if (!_nstimer) {
        _nstimer = [NSTimer scheduledTimerWithTimeInterval:5.0 target:self selector:@selector(nstimerAction) userInfo:nil repeats:YES];
        [[NSRunLoop currentRunLoop] addTimer:_nstimer forMode:NSDefaultRunLoopMode];
        [[NSRunLoop currentRunLoop] run];
    }
    return _nstimer;
}

- (CADisplayLink *)displayLinktimer {
    if (!_displayLinktimer) {
        _displayLinktimer = [CADisplayLink displayLinkWithTarget:self selector:@selector(displayLinktimerAction)];
        [_displayLinktimer addToRunLoop:[NSRunLoop currentRunLoop] forMode:NSDefaultRunLoopMode];
        [[NSRunLoop currentRunLoop] run];
    }
    return _displayLinktimer;
}

- (dispatch_source_t)sourcetimer {
    if (!_sourcetimer) {
        _sourcetimer = [self gcdTimerRepeatInterval:5.0 afterSeconds:0 identifier:@"sourcetimer".UTF8String callback:^{
            NSLog(@"%s:%@", __func__, [NSThread currentThread]);
        } cancelBlock:^{
            
        }];
    }
    return _sourcetimer;
}

- (dispatch_source_t)gcdTimerRepeatInterval:(Float64)interval
                              afterSeconds:(Float64)seconds
                         identifier:(const char *)identifier
                           callback:(dispatch_block_t)block
                        cancelBlock:(dispatch_block_t)cancelBlock {
    dispatch_queue_t queue = dispatch_queue_create(identifier, DISPATCH_QUEUE_SERIAL);
    dispatch_source_t timer = dispatch_source_create(DISPATCH_SOURCE_TYPE_TIMER, 0, 0, queue);
    dispatch_source_set_timer(timer, dispatch_time(DISPATCH_TIME_NOW, seconds * NSEC_PER_SEC), interval * NSEC_PER_SEC, 0);
    
    dispatch_source_set_event_handler(timer, ^{
        if (block) {
            block();
        }
    });
    dispatch_source_set_cancel_handler(timer, ^{
        dispatch_async(dispatch_get_main_queue(), ^{
            if (cancelBlock) {
                cancelBlock();
            }
        });
    });
    return timer;
}

如上我们实现了三个定时器：

NSTimer和CADisplayLink需要注册到当前线程的runloop，注意runloop是个常规设计，很多平台都有类似的设计，目的是持续执行，动可执行静可休眠，dispatch_source_t仅仅依赖于线程，无关runloop

• NSTimer和CADisplayLink

NSTimer和CADisplayLink只会在创建timer的线程接收到时钟回调，线程在没有任务的时候10s左右会被操作系统回收，注册了NSTimer和CADisplayLink定时任务的线程，直到定时器销毁后10s左右才会被回收

• dispatch_source_t

dispatch_source_t支持多线程，我们可以指定在非主队列创建source，这样就会在创建源的线程接收到时钟回调，区别是执行完毕后，当前线程10s左右会被销毁，如果是10s以内的定时任务，操作系统会尽量复用尚未回收的空闲线程，如果没有待回收空闲线程则直接创建一个新线程

所以NSTimer和CADisplayLink不支持多线程，而dispatch_source_t支持，同时NSTimer和dispatch_source_t依赖的是硬件时钟发送信号的频率，因此粒度可以分得更细，比如1毫秒，而CADisplayLink依赖的是硬件时钟的VSync信号，该信号固定一秒钟发出60次，这意味着粒度最细也就16.7毫秒执行一次回调

• 三种定时器的执行过程

NSTimer
NSTimer由硬件时钟计数信号驱动，操作系统接收到时钟信号之后将其转换为时钟计数，然后分发给活跃的App进程，进程内注册时间信号的线程，会在runloop启动后注册CFRunLoopTimerRef，接收进程分发过来的时钟计数信号，Runloop随之执行一次

CADisplayLink
CADisplayLink由硬件时钟VSync信号驱动，每秒钟发出60次，渲染服务进程接收到VSync信号后，会通过IPC通知到活跃的App进程，进程内注册VSync信号的线程，会在Runloop启动后会注册CFRunLoopSourceRef（这里是source1，基于mach_port），接收进程分发过来的VSync信号，Runloop随之执行一次

dispatch_source_t
dispatch_source_t同样由硬件时钟计数信号驱动，只是不依赖于runloop，操作系统接收到时钟信号之后将其转换为时钟计数，然后分发给活跃的App进程，进程检测到有注册到操作系统内核的时间源，随即会申请一个线程，该线程是重新创建的还是复用线程池中的由操作系统决定，操作系统会最大限度复用现有空闲线程，之后执行source回调

以上就是非主线程三种定时器的执行过程，我们可以明显看出他们的开销：

NSTimer和CADisplayLink在创建之初就会绑定一个线程，并且会注册到当前线程的runloop，该线程会一直存在直到定时器销毁，线程被激活后，定时器的回调会在runloop中处理；dispatch_source_t创建之初不会绑定线程，但是在每次执行之前都会申请一个线程，这里有从新创建线程的开销，但是没有runloop执行的开销

结论：

• 非主线程：
  准确度几乎一样，因为我们可以排除所有影响，NSTimer和CADisplayLink在当前线程的runloop执行，畅通无阻，因为这个线程只处理定时器回调时间，若是因为定时器里面处理的操作非常耗时，那三者都会阻塞当前线程，效果无差

• 主线程：
  准确度也几乎一样，惊讶吧！三者创建的定时器都在主线程，主线程一直存在到进程销毁，因此不存在创建线程的开销，至于runloop被长任务阻塞了，那就是主线程阻塞了，任谁也无法继续在主线程执行任务

谬误的产生源头

为什么绝大多数道友觉得，它们就是有很大的精准度偏差呢？！！！

原因是在用非主线程通过dispatch_source_t创建的timer与主线程的NSTimer和CADisplayLink作对比，主线程有那么多事情要做，而你申请的非主线程只处理定时器回调事件，精准度差别不言而喻