iOS开发中的RunLoop
RunLoop又被称为运行循环，是iOS程序运行的根本。
应用程序的执行，是根据代码的逻辑顺序，从前向后执行的，但是iOS应用程序并没有执行到某个节点就停止，而是一直运行到系统或用户将程序关闭，这就是RunLoop实现的。iOS应用程序启动后，主线程会自动开启对应的RunLoop，然后程序会进入一个无限循环中，每次循环RunLoop都会对硬件接口的信号、用户操作信号、页面刷新任务、开发者指定任务等进行处理。
虽然大部分业务开发中，都不会直接使用到RunLoop，但是涉及到多线程开发以及iOS底层运行原理时，RunLoop就至关重要了。
一、线程与RunLoop的关系
正常的线程执行完成后，就退出。RunLoop使得线程能随时处理事件，在没有事件处理时，并不会退出而是休眠。RunLoop这种机制，是典型的事件循环机制，逻辑可以简述如下：
do {
// 处理各种消息
msg = getMsg();
} while (msg = quite); // 收到线程结束消息，退出循环
在Objective-C中，RunLoop也是一个对象，管理需要处理的消息与任务，一旦RunLoop启动，线程将进入“接收消息被唤醒→处理消息→等待→接收消息被唤醒”的无限循环中，直到收到退出线程的消息。
在iOS程序中，线程与RunLoop是一一对应的关系，这种对应关系会被存放在一个全局的字典中。对于主线程来说，程序运行时，会自动创建RunLoop对象并启动运行。开发者手动创建的子线程，并不会一开始就创建对应的RunLoop对象，而是采用懒加载的方式，只有开发者操作这个RunLoop对象时才会被创建。因此，对于没有开启RunLoop的子线程，执行完本身的任务后，就会被关闭。
@interface ViewController ()
@property (nonatomic, strong) NSThread *thread;
@end
@implementation ViewController
- (void)viewDidLoad {
[super viewDidLoad];
NSLog(@"主线程%@", [NSThread currentThread]);
self.thread = [[NSThread alloc] initWithBlock:^{
NSLog(@"子线程%@", [NSThread currentThread]);
/**
不加下面两行代码，test方法不会执行
因为Blcok内的NSLog任务会在当前子线程中直接执行，执行完成后，子线程会关闭，之后再加入此线程的任务都不会执行
*/
[[NSRunLoop currentRunLoop] addPort:[NSMachPort new] forMode:NSDefaultRunLoopMode];
[[NSRunLoop currentRunLoop] run]; // currentRunLoop用来获取当前线程的RunLoop对象
}];
self.thread.name = @"子线程A";
[self.thread start];
}
- (void)viewWillAppear:(BOOL)animated {
[super viewWillAppear:animated];
// 线程间通信，在指定线程中执行test方法
[self performSelector:@selector(test) onThread:self.thread withObject:nil waitUntilDone:NO];
}
- (void)test {
NSLog(@"在子线程A中执行");
}
@end
调用RunLoop对象的run方法启动运行循环，之后子线程将一直处于循环中，不再退出，除非手动调用线程的关闭方法。
二、RunLoop的运行机制
RunLoop每次运行需要处理的事件分为3类：Observer监听事件、Timer定时器事件、Source输入源事件。
- Observer事件用来监听RunLoop状态的变化，当RunLoop状态变化时，会触发对应的回调；
- Timer事件特指定时器的回调，当定时器被添加进RunLoop时，会根据设置的定时器频率在RunLoop中注册一系列的时间点，当时间点到时会唤醒RunLoop进行事件处理；
-
Source输入源事件又可以分为Source0和Source1：Source0事件不会主动触发，需要将其标记为待处理之后手动唤起RunLoop进行处理；Source1事件会主动唤起RunLoop进行处理，通常用来处理线程间通信和处理硬件接口信号。
RunLoop的完整运行过程如下图所示：
RunLoop流程图.png
可以通过监听RunLoop状态的方式观察RunLoop的运行过程，示例如下：
@interface ViewController ()
@property (nonatomic, strong) NSThread *thread;
@end
@implementation ViewController
- (void)viewDidLoad {
[super viewDidLoad];
NSLog(@"主线程%@", [NSThread currentThread]);
self.thread = [[NSThread alloc] initWithBlock:^{
NSLog(@"子线程%@", [NSThread currentThread]);
CFRunLoopObserverRef observer = CFRunLoopObserverCreateWithHandler(CFAllocatorGetDefault(), kCFRunLoopAllActivities, YES, 0, ^(CFRunLoopObserverRef observer, CFRunLoopActivity activity) {
switch (activity) {
case kCFRunLoopEntry:
NSLog(@"即将进入RunLoop");
break;
case kCFRunLoopBeforeTimers:
NSLog(@"即将处理Timer");
break;
case kCFRunLoopBeforeSources:
NSLog(@"即将处理Sources");
break;
case kCFRunLoopBeforeWaiting:
NSLog(@"即将进入休眠");
break;
case kCFRunLoopAfterWaiting:
NSLog(@"从休眠中唤醒");
break;
case kCFRunLoopExit:
NSLog(@"即将退出RunLoop");
break;
default:
break;
}
});
// 监听RunLoop的状态变化
CFRunLoopAddObserver(CFRunLoopGetCurrent(), observer, kCFRunLoopDefaultMode);
// 添加一个端口，防止RunLoop没有任何信号源而关闭
[[NSRunLoop currentRunLoop] addPort:[NSMachPort new] forMode:NSDefaultRunLoopMode];
[[NSRunLoop currentRunLoop] run];
}];
self.thread.name = @"子线程A";
[self.thread start];
}
- (void)touchesBegan:(NSSet<UITouch *> *)touches withEvent:(UIEvent *)event {
[self performSelector:@selector(test) onThread:self.thread withObject:nil waitUntilDone:NO];
}
- (void)test {
NSLog(@"在子线程A中执行");
}
@end
三、RunLoop的Mode
Mode即模式，一个RunLoop对象中可能包含多个Mode，Mode主要是为了分隔开不同的Source、Timer、Observer事件，可以通过Mode来筛选要处理的事件。当RunLoop运行在Mode1上时，是无法接收处理Mode2、Mode3上的事件（Source、Timer、Observer）的。每次调用RunLoop的主函数时，只能指定其中一个Mode（CurrentMode）。切换Mode，即重新指定一个Mode。
在Cocoa框架中，RunLoop的模式被定义为NSRunLoopMode类型，这个类型是NSString*字符串类型的别名：
typedef NSString * NSRunLoopMode;
因此，在运行RunLoop时，开发者也可以根据需要传入自定义的字符串来自定义RunLoop的运行模式。
Cocoa框架中内置的RunLoop运行模式有以下五种：
- NSDefaultRunLoopMode： 默认模式，当主线程的RunLoop启动时，是以这种模式运行的，大多数操作都将在此模式中处理。
- NSConnectionReplyMode：系统使用此模式处理NSConnection相关的信息，开发者不需要使用这个模式。
- NSModalPanelRunLoopMode：系统使用此模式进行模态面板事件处理，开发者不需要使用这个模式。
- NSEventTrackingRunLoopMode：当用户与应用交互时，主线程的RunLoop会切换成这个模式，这个模式专门处理用户的交互输入，会阻止其他事件的处理。
- NSRunLoopCommonModes：这是一种聚合的模式，开发者将信号源添加到这个模式中，则其内部的各个模式都会自动添加这个信号源。例如，将定时器信号源添加到这个模式中，不论RunLoop是运行在NSDefaultRunLoopMode模式还是NSEventTrackingRunLoopMode模式，定时器事件都会被处理。
关于RunLoop的模式，在日常开发中最容易接触到的场景就是在有定时器任务的界面中，如果同时存在列表组件，当用户滑动列表的时候定时器会停止。最简单的处理方式是将定时器加入到RunLoop的NSRunLoopCommonModes模式中，示例如下：
NSTimer *timer = [NSTimer scheduledTimerWithTimeInterval:1 repeats:YES block:^(NSTimer * _Nonnull timer) {
NSLog(@"Timer");
}];
[[NSRunLoop currentRunLoop] addTimer:timer forMode:NSRunLoopCommonModes];
