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RunLoop基础元素解析

2015-09-04  本文已影响2071人  tripleCC

runloop

深入理解RunLoop这篇文章写的很好！

简介

RunLoop顾名思义，就是运行循环的意思。

基本作用：

内部实现：

注意点：

RunLoop循环示意图:(针对上面的__CFRunLoopRun函数，Mode已经判断非空前提)

接触过微处理器编程的基本上都知道，在编写微处理器程序时，我通常会在main函数中写一个无限循环，然后在这个循环里面对外部事件进行监听，比如外部中断，一些传感器的数据等，在没有外部中断时，就让CPU进入低功耗模式。如果接收到了外部中断，就恢复到正常模式，对中断进行处理。

while (1) {
  // 根据中断决定是否切换模式执行任务
}
// 或者
for (;;) {
}

RunLoop和这个相似，也是在线程的main中增加了一个循环：

int main(int argc, char * argv[]) {
    BOOL running = YES;
    do {
        // 执行各种任务，处理各种事件
             // ......
    } while (running);
    return 0;
}

所以线程在这种情况下，便不会退出。

关于MainRunLoop：

int main(int argc, char * argv[]) {
    @autoreleasepool {
        return UIApplicationMain(argc, argv, nil, NSStringFromClass([AppDelegate class]));
    }
}

在viewDidLoad中设置断电，然后得到以下主线程栈信息：



可以看到，UIApplicationMain内部启动了一个和主线程相关联的RunLoop（_CFRunLoopRun）。在这里也可以推断，程序进入UIApplicationMain就不会退出了。我稍微对主函数进行了如下修改，并在return语句上打印了断点：


运行程序后，并不会在断点处停下，证实了上面的推断。

上面涉及了一个_CFRunLoopRun函数，接下来说明下iOS中访问和使用RunLoop的API：

因为后者是开源的，且前者是在后者上针对OC的封装，所以一般是对CFRunLoopRef进行研究。

两套API对应获取RunLoop对象的方式：

值得注意的是，获取当前RunLoop都是进行懒加载的，也就是调用时自动创建线程对应的RunLoop。

RunLoop相关类：

类之间的关系

以上图片说明了各个类之间的关系。

CFRunLoopModeRef说明：

系统默认注册了5个Mode:

关于NSRunLoopCommonModes：

CFRunLoopTimerRef说明：

// 创建的定时器默认添加到当前的RunLoop中（没有就创建），而且是NSDefaultRunLoopMode模式
NSTimer *timer = [NSTimer scheduledTimerWithTimeInterval:1.0 target:self selector:@selector(run) userInfo:nil repeats:YES];

// 可以通过以下方法对模型进行修改
[[NSRunLoop mainRunLoop] addTimer:timer forMode:NSRunLoopCommonModes];

NSTimer *timer = [NSTimer timerWithTimeInterval:1.0 target:self selector:@selector(run) userInfo:nil repeats:YES];

// 在UITrackingRunLoopMode模式下定时器才会运行
[[NSRunLoop mainRunLoop] addTimer:timer forMode:UITrackingRunLoopMode];

CFRunLoopSourceRef说明：

CFRunLoopObserverRef说明：

typedef CF_OPTIONS(CFOptionFlags, CFRunLoopActivity) {
        kCFRunLoopEntry = (1UL << 0),        // 进入RunLoop
        kCFRunLoopBeforeTimers = (1UL << 1), //即将处理timer
        kCFRunLoopBeforeSources = (1UL << 2),//即将处理Sources
        kCFRunLoopBeforeWaiting = (1UL << 5),//即将进入休眠
        kCFRunLoopAfterWaiting = (1UL << 6), //即将唤醒
        kCFRunLoopExit = (1UL << 7),         //即将退出RunLoop
        kCFRunLoopAllActivities = 0x0FFFFFFFU//所有活动
    };

    // 创建监听着
    CFRunLoopObserverRef observer = CFRunLoopObserverCreateWithHandler(CFAllocatorGetDefault(), kCFRunLoopBeforeTimers, YES, 0, ^(CFRunLoopObserverRef observer, CFRunLoopActivity activity) {
        NSLog(@"%ld", activity);
    });

    //    [[NSRunLoop currentRunLoop] getCFRunLoop]
    // 向当前runloop添加监听者
    CFRunLoopAddObserver(CFRunLoopGetCurrent(), observer, kCFRunLoopDefaultMode);

    // 释放内存
    CFRelease(observer);

CF的内存管理（Core Foundation）：

自动释放池释放的时间和RunLoop的关系：

综合上面，可以得到以下结论：

@autoreleasepool {}内部实现

有以下代码：

int main(int argc, const char * argv[]) {
    @autoreleasepool {
    }

    return 0;
}

查看编译转换后的代码：

int main(int argc, const char * argv[]) {
    /* @autoreleasepool */ { __AtAutoreleasePool __autoreleasepool;
    }

    return 0;
}

__AtAutoreleasePool是什么呢？找到其定义：

struct __AtAutoreleasePool {
  __AtAutoreleasePool() {atautoreleasepoolobj = objc_autoreleasePoolPush();}
  ~__AtAutoreleasePool() {objc_autoreleasePoolPop(atautoreleasepoolobj);}
  void * atautoreleasepoolobj;
};

可以看到__AtAutoreleasePool是一个类：

结合以上信息，main函数里面的__autoreleasepool是一个局部变量。当其创建时，会调用构造函数创建线程池，出了{}代码块时，局部变量被销毁，调用其析构函数销毁线程池。

RunLoop实际应用

常驻线程

当创建一个线程，并且希望它一直存在时，就需要使用到RunLoop，否则线程一执行完任务就会停止。
要向线程存在，需要有强指针引用他，其他的代码如下：

// 属性
@property (strong, nonatomic) NSThread *thread;

// 创建线程
_thread = [[NSThread alloc] initWithTarget:self selector:@selector(test) object:nil];
[_thread start];

- (void)touchesBegan:(NSSet *)touches withEvent:(UIEvent *)event
{
    // 点击时使线程_thread执行test方法
    [self performSelector:@selector(test) onThread:_thread withObject:nil waitUntilDone:NO];
}

//
- (void)test
{
    NSLog(@"__test__");
}

就单单以上代码，是不起效果的，因为线程没有RunLoop，执行完test后就停止了，无法再让其执行任务（强制start会崩溃）。

通过在子线程中给RunLoop添加监听者，可以了解下performSelector:onThread:内部做的事情：

    // 这句在主线程中调用
    // _thread就是下面的线程

    [self performSelector:@selector(run) onThread:_thread withObject:nil waitUntilDone:NO];


    // 创建RunLoop即将唤醒监听者
    CFRunLoopObserverRef observer = CFRunLoopObserverCreateWithHandler(CFAllocatorGetDefault(), kCFRunLoopBeforeTimers, YES, 0, ^(CFRunLoopObserverRef observer, CFRunLoopActivity activity) {

        // 打印唤醒前的RunLoop
        NSLog(@"%ld--%@", activity, [NSRunLoop currentRunLoop]);
    });

    // 向当前runloop添加监听者
    CFRunLoopAddObserver(CFRunLoopGetCurrent(), observer, kCFRunLoopDefaultMode);

    // 释放内存
    CFRelease(observer);

    [self performSelector:@selector(setView:) withObject:nil afterDelay:2.0];

      // 使model不为空
    [[NSRunLoop currentRunLoop] addPort:[NSPort port] forMode:NSDefaultRunLoopMode];
    [[NSRunLoop currentRunLoop] run];

综合上面的解释，可以知道performSelector:onThread:没有起作用，是因为_thread线程内部没有RunLoop，所以需要在线程内部创建RunLoop。

创建RunLoop并使对应线程成为常驻线程的常见方式有2:

AFNetWorking就使用到了常驻线程：

+ (void)networkRequestThreadEntryPoint:(id)__unused object {
    @autoreleasepool {
        [[NSThread currentThread] setName:@"AFNetworking"];

        // 创建RunLoop并向Mode添加NSMachPort，使RunLoop不会退出
        NSRunLoop *runLoop = [NSRunLoop currentRunLoop];
        [runLoop addPort:[NSMachPort port] forMode:NSDefaultRunLoopMode];
        [runLoop run];
    }
}

+ (NSThread *)networkRequestThread {
    static NSThread *_networkRequestThread = nil;
    static dispatch_once_t oncePredicate;
    dispatch_once(&oncePredicate, ^{
        _networkRequestThread = [[NSThread alloc] initWithTarget:self selector:@selector(networkRequestThreadEntryPoint:) object:nil];
        [_networkRequestThread start];
    });

    return _networkRequestThread;
}

- (void)start {
    [self.lock lock];
    if ([self isCancelled]) {
        [self performSelector:@selector(cancelConnection) onThread:[[self class] networkRequestThread] withObject:nil waitUntilDone:NO modes:[self.runLoopModes allObjects]];
    } else if ([self isReady]) {
        self.state = AFOperationExecutingState;

        [self performSelector:@selector(operationDidStart) onThread:[[self class] networkRequestThread] withObject:nil waitUntilDone:NO modes:[self.runLoopModes allObjects]];
    }
    [self.lock unlock];
}

给子线程开启定时器

_thread = [[NSThread alloc] initWithTarget:self selector:@selector(test) object:nil];
[_thread start];


// 子线程添加定时器
- (void)subTimer
{
    // 默认创建RunLoop并向其model添加timer，所以后续只需要让RunLoop run起来即可
    [NSTimer scheduledTimerWithTimeInterval:1.0 target:self selector:@selector(run) userInfo:nil repeats:YES];

    // 貌似source1不为空，source0就不为空
//    [[NSRunLoop currentRunLoop] addPort:[NSPort port] forMode:NSDefaultRunLoopMode];
    [[NSRunLoop currentRunLoop] run];
}

让某些事件（行为、任务）在特定模式下执行

比如图片的设置，在UIScrollView滚动的情况下，我不希望设置图片，等停止滚动了再设置图片，可以用以下代码：

// 图片只在NSDefaultRunLoopMode模式下会进行设置显示
    [self.imageView performSelector:@selector(setImage:) withObject:[UIImage imageNamed:@"Snip20150712_39"] afterDelay:2.0 inModes:@[NSDefaultRunLoopMode]];

先设置任务在NSDefaultRunLoopMode模式在执行，这样，在滚动使RunLoop进入UITrackingRunLoopMode时，就不会进行图片的设置了。

控制定时器在特定模式下执行

上文的《CFRunLoopTimerRef说明：》中已经指出

添加Observer监听RunLoop的状态

监听点击事件的处理（在所有点击事件之前做一些事情）

具体步骤在《CFRunLoopObserverRef说明：》中已写明

GCD定时器

注意：

//    dispatch_source_t timer = dispatch_source_create(DISPATCH_SOURCE_TYPE_TIMER, 0, 0, dispatch_get_main_queue());
    dispatch_source_t timer = dispatch_source_create(DISPATCH_SOURCE_TYPE_TIMER, 0, 0, dispatch_get_global_queue(0, 0));
    dispatch_source_set_timer(timer, DISPATCH_TIME_NOW, 1.0 * NSEC_PER_SEC, 0 * NSEC_PER_SEC);

    dispatch_source_set_event_handler(timer, ^{
        NSLog(@"__");

        NSLog(@"%@", [NSThread currentThread]);

        static NSInteger count = 0;

        if (count++ == 3) {
            // 为什么dispatch_cancel不能用_timer?/
            // Controlling expression type '__strong dispatch_source_t' (aka 'NSObject<OS_dispatch_source> *__strong') not compatible with any generic association type
            // 类型错误，可能dispatch_cancel是宏定义，需要的就是方法调用，而不是变量
//            dispatch_cancel(self.timer);

            dispatch_source_cancel(_timer);
        }
    });
    // 定时器默认是停止的，需要手动恢复
    dispatch_resume(timer);

    // 需要一个强引用保证timer不被释放
    _timer = timer;

最后一点需要说明的是，SDWebImage框架的下载图片业务中也使用到了RunLoop，老确保图片下载成功后才关闭任务子线程。

参考文档

深入理解RunLoop

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