iOS多线程(5)-NSRunLoop

2018-03-28 本文已影响0人 WorldPeace_hp

本文部分引自：https://www.jianshu.com/p/d260d18dd551
实例下载：https://github.com/PeaceWanghp/RunLoop.git

RunLoop简介：

可以理解为字面意思：Run表示运行，Loop表示循环。结合在一起就是运行的循环的意思。
RunLoop实际上是一个对象，这个对象在循环中用来处理程序运行过程中出现的各种事件（比如说触摸事件、UI刷新事件、定时器事件、Selector事件），从而保持程序的持续运行；而且在没有事件处理的时候，会进入睡眠模式，从而节省CPU资源，提高程序性能。
RunLoop和线程：

RunLoop和线程是息息相关的，我们知道线程的作用是用来执行特定的一个或多个任务，但是在默认情况下，线程执行完之后就会退出，就不能再执行任务了。这时我们就需要采用一种方式来让线程能够处理任务，并不退出。所以，我们就有了RunLoop。

一条线程对应一个RunLoop对象，每条线程都有唯一一个与之对应的RunLoop对象。
我们只能在当前线程中操作当前线程的RunLoop，而不能去操作其他线程的RunLoop。
RunLoop对象在第一次获取RunLoop时创建，销毁则是在线程结束的时候。
主线程的RunLoop对象系统自动帮助我们创建好了(原理如下)，而子线程的RunLoop对象需要我们主动创建。

RunLoop相关类：

下面我们来了解一下Core Foundation框架下关于RunLoop的5个类，只有弄懂这几个类的含义，我们才能深入了解RunLoop运行机制。

CFRunLoopRef：代表RunLoop的对象
CFRunLoopModeRef：RunLoop的运行模式
CFRunLoopTimerRef：就是RunLoop模型图中提到的定时源
CFRunLoopObserverRef：观察者，能够监听RunLoop的状态改变
CFRunLoopSourceRef：就是RunLoop模型图中提到的输入源/事件源

他们的关系是：
一个RunLoop对象（CFRunLoopRef）中包含若干个运行模式（CFRunLoopModeRef）。而每一个运行模式下又包含若干个输入源（CFRunLoopSourceRef）、定时源（CFRunLoopTimerRef）、观察者（CFRunLoopObserverRef）。

每次RunLoop启动时，只能指定其中一个运行模式（CFRunLoopModeRef），这个运行模式（CFRunLoopModeRef）被称作CurrentMode。
如果需要切换运行模式（CFRunLoopModeRef），只能退出Loop，再重新指定一个运行模式（CFRunLoopModeRef）进入。
这样做主要是为了分隔开不同组的输入源（CFRunLoopSourceRef）、定时源（CFRunLoopTimerRef）、观察者（CFRunLoopObserverRef），让其互不影响。

(1)CFRunLoopRef

CFRunLoopRef就是Core Foundation框架下RunLoop对象类。我们可通过以下方式来获取RunLoop对象：

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

//当然，在Foundation框架下获取RunLoop对象类的方法如下：
[NSRunLoop currentRunLoop]; // 获得当前线程的RunLoop对象
[NSRunLoop mainRunLoop]; // 获得主线程的RunLoop对象

(2)CFRunLoopModeRef

五种模式:

kCFRunLoopDefaultMode：App的默认运行模式，通常主线程是在这个运行模式下运行
UITrackingRunLoopMode：跟踪用户交互事件（用于 ScrollView 追踪触摸滑动，保证界面滑动时不受其他Mode影响）
UIInitializationRunLoopMode：在刚启动App时第进入的第一个 Mode，启动完成后就不再使用
GSEventReceiveRunLoopMode：接受系统内部事件，通常用不到
kCFRunLoopCommonModes：伪模式，不是一种真正的运行模式（后边会用到）

其中kCFRunLoopDefaultMode、UITrackingRunLoopMode、kCFRunLoopCommonModes是我们开发中需要用到的模式，具体使用方法我们在下面来演示说明。

(3)CFRunLoopTimerRef

CFRunLoopTimerRef是定时源（RunLoop模型图中提到过），理解为基于时间的触发器，基本上就是NSTimer（哈哈，这个理解就简单了吧）。下面我们来演示下CFRunLoopModeRef和CFRunLoopTimerRef结合的使用用法，从而加深理解。

NSDefaultRunLoopMode：

//只在ScrollView非滚动时执行
- (void)timerAction {
  [NSTimer scheduledTimerWithTimeInterval:2.0 
                                   target:self
                                 selector:@selector(timerRunAction) 
                                 userInfo:nil
                                  repeats:YES];
  或    
  NSTimer *timer = [NSTimer timerWithTimeInterval:2.0 
                                           target:self 
                                       selector:@selector(timerRunAction) 
                                       userInfo:nil
                                        repeats:YES];
  [[NSRunLoop currentRunLoop] addTimer:timer forMode:NSDefaultRunLoopMode];
}

- (void)timerRunAction {
  NSLog(@"Timer run! = %f",[NSDate date].timeIntervalSince1970);
}

UITrackingRunLoopMode：

//只在ScrollView滚动时执行
- (void)trackAction {
  NSTimer *timer = [NSTimer timerWithTimeInterval:2.0 
                                           target:self 
                                       selector:@selector(trackRunAction) 
                                      userInfo:nil 
                                       repeats:YES];
  [[NSRunLoop currentRunLoop] addTimer:timer forMode:UITrackingRunLoopMode];
}

- (void)trackRunAction {
  NSLog(@"Track timer run! = %f",[NSDate date].timeIntervalSince1970);
}

NSRunLoopCommonModes：

//同时处理闲时和滚动时
- (void)commonAction {
  NSTimer *timer = [NSTimer timerWithTimeInterval:2.0 
                                           target:self 
                                       selector:@selector(commonRunAction) 
                                       userInfo:nil 
                                        repeats:YES];
  [[NSRunLoop currentRunLoop] addTimer:timer forMode:NSRunLoopCommonModes];
}

- (void)commonRunAction {
  NSLog(@"Track timer run! = %f",[NSDate date].timeIntervalSince1970);
}

(4)CFRunLoopObserverRef

CFRunLoopObserverRef是观察者，用来监听RunLoop的状态改变
CFRunLoopObserverRef可以监听的状态改变有以下几种：

typedef CF_OPTIONS(CFOptionFlags, CFRunLoopActivity) {
  kCFRunLoopEntry = (1UL << 0),               // 即将进入Loop：1
  kCFRunLoopBeforeTimers = (1UL << 1),        // 即将处理Timer：2    
  kCFRunLoopBeforeSources = (1UL << 2),       // 即将处理Source：4
  kCFRunLoopBeforeWaiting = (1UL << 5),       // 即将进入休眠：32
  kCFRunLoopAfterWaiting = (1UL << 6),        // 即将从休眠中唤醒：64
  kCFRunLoopExit = (1UL << 7),                // 即将从Loop中退出：128
  kCFRunLoopAllActivities = 0x0FFFFFFFU       // 监听全部状态改变  
};

设置观察者:

- (void)observerAction {
  CFRunLoopObserverRef observer = CFRunLoopObserverCreateWithHandler(CFAllocatorGetDefault(), kCFRunLoopAllActivities, YES, 0, ^(CFRunLoopObserverRef observer, CFRunLoopActivity activity) {
      NSLog(@"RunLoop Changed Activity---%zd",activity);
  });
  CFRunLoopAddObserver(CFRunLoopGetCurrent(), observer, kCFRunLoopDefaultMode);
  CFRelease(observer);
}

输出：

2018-03-28 12:37:36.067551+0800  RunLoop Changed Activity---2
2018-03-28 12:37:36.067733+0800  RunLoop Changed Activity---4
2018-03-28 12:37:36.067853+0800  RunLoop Changed Activity---32
2018-03-28 12:37:36.068480+0800  RunLoop Changed Activity---64
2018-03-28 12:37:36.068645+0800  RunLoop Changed Activity---2
2018-03-28 12:37:36.068762+0800  RunLoop Changed Activity---4
2018-03-28 12:37:36.068895+0800  RunLoop Changed Activity---32
2018-03-28 12:37:36.569414+0800  RunLoop Changed Activity---64
2018-03-28 12:37:36.569646+0800  RunLoop Changed Activity---2
2018-03-28 12:37:36.569752+0800  RunLoop Changed Activity---4
2018-03-28 12:37:36.569848+0800  RunLoop Changed Activity---32
2018-03-28 12:37:36.570096+0800  RunLoop Changed Activity---64
2018-03-28 12:37:36.570202+0800  RunLoop Changed Activity---2
2018-03-28 12:37:36.570301+0800  RunLoop Changed Activity---4
2018-03-28 12:37:36.570406+0800  RunLoop Changed Activity---32
2018-03-28 12:37:36.570512+0800  RunLoop Changed Activity---64
2018-03-28 12:37:36.570637+0800  RunLoop Changed Activity---2
2018-03-28 12:37:36.570741+0800  RunLoop Changed Activity---4
2018-03-28 12:37:36.570854+0800  RunLoop Changed Activity---32
2018-03-28 12:37:36.571032+0800  RunLoop Changed Activity---64
2018-03-28 12:37:36.571130+0800  RunLoop Changed Activity---2
2018-03-28 12:37:36.571222+0800  RunLoop Changed Activity---4
2018-03-28 12:37:36.571322+0800  RunLoop Changed Activity---32

(5)CFRunLoopSourceRef

事件分为:
source0:非基于Port的,用于用户主动触发的事件。
source1:基于Port的，通过内核和其他线程相互发送消息。

例子：source0通过点击按钮

事件触发source0.png

实际应用场景

(1)TableView显示图片过多时可采用闲时更新

#pragma mark -
#pragma mark -- TableView
- (void)tableView:(int)index {
  float y = 20 + index * 50;
  UITableView *tableView = [[UITableView alloc] initWithFrame:CGRectMake(0, y, self.view.frame.size.width, self.view.frame.size.height-y) style:UITableViewStylePlain];
  tableView.delegate = self;
  tableView.dataSource = self;
  tableView.rowHeight = 165;
  [self.view addSubview:tableView];
}

- (NSInteger)tableView:(UITableView *)tableView numberOfRowsInSection:(NSInteger)section {
  return 500;
}

- (UITableViewCell *)tableView:(UITableView *)tableView cellForRowAtIndexPath:(NSIndexPath *)indexPath {
  static NSString *identifier = @"TableViewCell";
  SpaceCell *cell = [tableView dequeueReusableCellWithIdentifier:identifier];
  if (!cell) {
      cell = [[SpaceCell alloc] initWithStyle:UITableViewCellStyleDefault reuseIdentifier:identifier];
  }
  cell.topLabel.text =  [NSString stringWithFormat:@"%zd - show the title ", indexPath.row];
  cell.bottomLabel.text = [NSString stringWithFormat:@"%zd - show the bottom title text.", indexPath.row];
  
  [cell.imgV1 setImage:nil];
  [cell.imgV2 setImage:nil];
  [cell.imgV3 setImage:nil];
  
  //滚动很流畅
  [cell.imgV1 performSelector:@selector(setImage:) withObject:getImg() afterDelay:0 inModes:@[NSDefaultRunLoopMode]];
  [cell.imgV2 performSelector:@selector(setImage:) withObject:getImg() afterDelay:0 inModes:@[NSDefaultRunLoopMode]];
  [cell.imgV3 performSelector:@selector(setImage:) withObject:getImg() afterDelay:0 inModes:@[NSDefaultRunLoopMode]];
  
//明显卡顿
//    cell.imgV1.image = getImg();
//    cell.imgV2.image = getImg();
//    cell.imgV3.image = getImg();
  
  return cell;
}

UIImage *getImg() {
  NSString *path1 = [[NSBundle mainBundle] pathForResource:@"beauty" ofType:@"jpg"];
  UIImage *img = [UIImage imageWithContentsOfFile:path1];
  return img;
}

(2)常驻线程

如果我们有某些任务需要频繁的操作，但是每次新起一个临时线程又较耗费资源，这时我们创建一个常驻后台的线程就能解决这些问题。

//创建线程和添加任务
- (void)strongeThreadAction {
  if (!self.thread) {
      self.thread = [[NSThread alloc] initWithTarget:self selector:@selector(strongeThread) object:nil];
      [self.thread start];
  }
  else {
      [self performSelector:@selector(addActionToThread) onThread:self.thread withObject:nil waitUntilDone:NO];
  }
}

//开启线程runloop
- (void)strongeThread {
  NSLog(@"----add run loop-----");
  
  [[NSRunLoop currentRunLoop] addPort:[NSPort port] forMode:NSDefaultRunLoopMode];
  [[NSRunLoop currentRunLoop] run];
}

//添加任务
- (void)addActionToThread {
  NSDate *date = [NSDate date];
  NSLog(@"----Do Action1-----%f",date.timeIntervalSince1970);
  sleep(3);
  NSLog(@"----Do Action2-----%f",date.timeIntervalSince1970);
}