iOS Runloop

2019-03-02 本文已影响0人大冯宇宙

什么是Runloop？

顾名思义：运行循环，就是在程序运行过程中，循环的做一些事情。
因为runloop在我们写业务代码的时候，基本很少能用到，所以有很多年开发经验的同学，也可能并不知道runloop的原理是什么。当你对应用的性能要求特别高的时候，或者说要高一些本质的原理性的操作的时候，才会用runloop.

应用范畴：如果没有runloop那么下边这些都没办法运行

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

如果没有runloop：比如我们写一个命令行项目，

执行完第13行代码后，会即将退出程序。

如果有了runloop:

上边代码是我们程序中的主函数，do while循环就相当于我们的runloop，就是为了让程序可以一直的运行。
RunLoop的基本作用

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
......

Runloop对象：

iOS中有2套API来访问和使用RunLoop
分别是NSRunloop、CFRunloopRef
NSRunLoop是基于CFRunLoopRef的一层OC包装
CFRunLoopRef是开源的
https://opensource.apple.com/tarballs/CF/

RunLoop与线程

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//下边的源码可以看到从字典里取runloop,如果取不到则创建
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

#获取RunLoop对象
Foundation
[NSRunLoop currentRunLoop]; // 获得当前线程的RunLoop对象
[NSRunLoop mainRunLoop]; // 获得主线程的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
# CFRunLoop源码
//这里只摘取了部分源码
CFRunLoopRef CFRunLoopGetCurrent(void) {
    ...
    return _CFRunLoopGet0(pthread_self());
}
CF_EXPORT CFRunLoopRef _CFRunLoopGet0(pthread_t t) {
    ...
    CFRunLoopRef loop = (CFRunLoopRef)CFDictionaryGetValue(__CFRunLoops, pthreadPointer(t));
    __CFUnlock(&loopsLock);
    if (!loop) {
    CFRunLoopRef newLoop = __CFRunLoopCreate(t);
        __CFLock(&loopsLock);
    loop = (CFRunLoopRef)CFDictionaryGetValue(__CFRunLoops, pthreadPointer(t));
    if (!loop) {
        CFDictionarySetValue(__CFRunLoops, pthreadPointer(t), newLoop);
        loop = newLoop;
    }
        // don't release run loops inside the loopsLock, because CFRunLoopDeallocate may end up taking it
        __CFUnlock(&loopsLock);
    CFRelease(newLoop);
    }
    ...
    return loop;
}

RunLoop相关的类

Core Foundation中关于RunLoop的5个类

CFRunLoopRef
CFRunLoopModeRef
CFRunLoopSourceRef
CFRunLoopTimerRef
CFRunLoopObserverRef

从代码我们大概就可以看出来，runloopref就是一个结构体指针，包含了很多的Mode，模式里有sorces0,sources1,observers,timers。sources0和1其实就是装了CFRunLoopSourceRef对象，代表了各种事件，比如performSelectorOnMainThread等等都包装成了事件。mobservers集合里就装了CFRunLoopObserverRef对象，

CFRunLoopModeRef

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

共5种Mode，前两种常见：

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
UIInitializationRunloopMode: 在刚启动App时进入的第一个Mode，启动完就不在使用，之后会进入默认Mode。
GSEventReceiveRunLoopMode：接受系统事件的内部Mode，通常用不到
KCFRunLoopCommonModes：这是一个占位Mode，不是一种真正的Mode。

Runloop运行逻辑

运行逻辑这里，说白了就是执行上述的Source0、Source1、Timer、Observer。下面我们看看分别都是指的的什么。

source0: 触摸事件的堆栈 performselector堆栈

从上述代码的堆栈可以看出来source0对应的类型。

触摸事件处理
performSelector:onThread:

source1:

是基于Port的线程间通信。相当于两个线程间通信，比如NSPort、NSMessagePort，就是通过port进行传递消息。
系统事件捕捉

Timers:

定时器，NSTimer NSTimer堆栈
performSelector:withObject:afterDelay:

Observers:

监听器
用于监听RunLoop的状态。runloop有很多状态，比如有进入runloop,退出runloop，休眠等等
UI刷新（BeforeWaiting）
Autorelease pool（BeforeWaiting）

RunLoop执行逻辑

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

如果看源码的话会发现源码是严格按照上述的方式进行运行的。这里要提到一个是GCD异步执行到主队列是由主线程的RunLoop去做，GCD的其他的是由他自己的方式处理。比如我们平时写的一个全局队列的global_queue去执行一个异步操作，执行完成后在main_queue里刷新UI，这个就是唤醒了主线程的Runloop去刷新UI。

GCD唤醒主队列