从代码中认识RunLoop

2016-01-29 本文已影响1016人 luodezhao

现在网上关于RunLoop的资料真是太多了，而且大同小异，如果只是看一遍不在代码里面实现一下的话，也只能了解点皮毛，当然这样动笔写一些，更能加深印象。
这次学习笔记参考自：
链接1
链接2
链接3
本文代码都可以下载demo调试或者自己编写测试

那么RunLoop是啥？为什么会有这种机制？

首先：一个线程一次只能处理一个任务。执行完之后，线程就会退出，那么在iOS里面，如果主线程走一遍那些viewdidiload神马的，就退出来了，拿程序怎么与用户交互呢。所以，这里引入runloop，不让线程退出。这样才能和相应用户的事件嘛！

这个对象管理了它所需要处理的事件和消息。只要不让他退出，他就一直在里面处于接受消息-等待-处理的循环中。那么线程也就不会退出啦。

NSRunLoop 是CFRunLoopRef 的OC层面的封装。所以那么我们直接从CFRunloopRef学起吧。
现在知道了，runloop的是干嘛的，那么，它里面到底有些啥呢。demo里面有runloop的源码

CFRunLoop

可以看到，一个runloop里面，这里我们需要关心的是它的modes,
commonModes,
_commonModeItems,
currentMode

一个RunLoop,包含了若干个mode，一个mode又包含了若干个CFRunLoopSource,CFRunLoopTimer,CFRunLoopObserver,这里的source/timer/observer统称为mode item，如果一个item都没有的runloop，就会自动退出。

Modes

一个CFRunloop包含若干个mode，每个mode又包含若干个source/timer/observer.这就是mode，代表RunLoop运行的一种模式，切只会在一种模式下运行。

Mode.png

  Mode的组成：
1）CFRunloopSource source是数据源，也是就是 事件产生的地方。
 source0：处理APP内部事件，APP自己负责，管理触发
 source1：由runloop和内核管理，包含一个  mach_port（处理端口类的消
息）和一个回调（函数指针），被用于通过内核和其他线程互发消息，这种source
能主动唤醒runloop的线程。
 2）CFRunLoopTimer：基于时间的触发器。包含一个时间长度和一个回调的函数
指针。加入RunLoop时，会注册对应的时间点。当时间点到时，会被唤醒执行那个
回调。（NSTimer，和Displaylink就是对这个的封装）

currentmode：

每次调用runloop时，必须指定一个mode为current mode，告诉runloop运行在哪种模式下。
系统有很多种模式,我们能把 mode item加入的,只有,NSRunLoopCommonModes,NSDefaultRunLoopMode

commonModels：

我们可以将mode标记为commom属性，每当runloop变化时，runloop会将items同步到具有common标记的mode里。
目前已经有很多教程告诉我们，timer如果要在滑动时，也能回调，要加到commonmodeModes中。但是为什么呢。
我们先代码测试一下吧：

  UIScrollView *myScroll = [[UIScrollView alloc]initWithFrame:[UIScreen mainScreen].bounds];
    myScroll.contentSize = CGSizeMake(375, 10000);
    [self.view addSubview:myScroll];
    myScroll.backgroundColor = [UIColor redColor];
myScroll.delegate = self;
[self defalutTimer];//defalult mode 下的timer
[self commonTimer];//common modes中的timer;
- (void)defalutTimer {
[NSTimer scheduledTimerWithTimeInterval:1.0 target:self selector:@selector(doTime) 
userInfo:nil repeats:YES];//这个timer会默认加到default
}
- (void)commonTimer {
NSTimer *timer =[NSTimer timerWithTimeInterval:1.0 target:self selector:@selector(doTime) 
userInfo:nil repeats:YES];
[[NSRunLoop currentRunLoop] addTimer:timer forMode:NSRunLoopCommonModes];
}

然后我们在scrollview的代理打印一下runloop的mode，可以看到，加入forMode:NSRunLoopCommonModes里面的timer，在两种模式下，都能回调，而只加到defaultMode里面的timer，在滑动时，就不能回调了

commoemode的time.png

defaultmode的timer1.png

看到结果之后，知道加到commonmodeModes的item会被runloop自动加到所有有common标志的mode中，而，UITrackingRunLoopMode和defaultMode都有这个标识，所以，在两种情况下，它都会回调。

CFRunLoopObserverRef 是观察者

每个Observer都包含了一个回调，当runloop的状态发生变化时，观察者能通过回调接受变化。

kCFRunLoopEntry = (1UL << 0), // 即将进入Loop
kCFRunLoopBeforeTimers = (1UL << 1), // 即将处理 Timer
kCFRunLoopBeforeSources = (1UL << 2), // 即将处理 Source
kCFRunLoopBeforeWaiting = (1UL << 5), // 即将进入休眠
kCFRunLoopAfterWaiting = (1UL << 6), // 刚从休眠中唤醒
kCFRunLoopExit = (1UL << 7), // 即将退出Loop

现在对runloop里面的概念有了大概的了解。下面了解一下runloop大概实现逻辑：
如果需要runloop在一定时间之内要退出，则需要在进入之前，用GCD中的timer定时。

  1，告诉observer准备进loop
  2，看一下source有无消息，去则去执行。
  3，查看GCD中的有没有放到mainqueue中的block，我来帮你实现
  4，睡觉（告诉observer）（卡在这里，等在消息），
  5，唤醒
  6，得到唤醒端口（gcd，或者timer，或者source）
  7，告诉obsver准备执行
  8，处理（）
  9，如果线程没有结束或者timer没有到时间，回到第二步

这里的唤醒，实质上一个mach_msg() 这个函数，而这个函数的本质是mach_msg_track(),可以按下暂停，来看一下是否真的像他们说的那样。

哈哈，果真如此

RunLoop调用去接受消息，如果没有source传进来，就一直处于这个等待状态，所以理解为，休息状态。当有信息传进来，获取端口信息，执行程序。

触发它醒来的可能是:

  某一事件到达基于端口的源
  定时器启动
  RunLoop设置的时间已经超时

前面讲到，如果没有任何的item，会自动退出，那么现在在测试一下，如果loop中什么也不加，会不会一直run不会退出呢

- (void)willWorkWithOutSource {
dispatch_async(dispatch_get_global_queue
(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT,0), ^{
    [[NSRunLoop currentRunLoop] run];//runloop在获取的时候就创建了，
不用再调用创建的函数
    NSLog(@"1");
});
}

如果你现在也在运行代码，你就知道，会打印1，因为run了之后没有item（source/observer/timer）加入,所以runloop就退出了。

 NSTimer *timer =[NSTimer timerWithTimeInterval:1.0 target:self selector:
@selector(doTime) userInfo:nil repeats:YES];
[[NSRunLoop currentRunLoop] addTimer:timer forMode:NSRunLoopCommonModes];

如果给他加一个timer，他就一直都不会打印1，直到退出。

如果你已经抽空看过了前面三篇介绍的博客，你会发现，他们还说了，Dispatch和RunLoop也有关系，我们来看一下。

- (void)testDisPatch {
dispatch_async(dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0), ^{
    NSLog(@"1");
});
}

先试一下这个，在这里打下断点，看下调用堆栈的信息。

diaoyong堆栈.png
发现和block没有任何关系啊

（先上一张从链接1接来的图，从里面查一下我们在堆栈里面看到的函数是在干嘛哈！）

方法名.png

看来还不能开多线程，要放在mainqueue中，那再试一下

 dispatch_async(dispatch_get_main_queue(), ^{
            NSLog(@"1");
        });

再打个断点。

gcd堆栈.png

看到第四行的那一长串，确实在上图中告诉我们，被dispatch唤醒，执行main queue中的方法

目前为止：我们知道了，RunLoop和线程的关系，RunLoop的组成，RunLoop和GCD的关系

最后再动手敲一敲，看能不能自己加个source试试，让两个线程通过RunLoop通信一下试试

 dispatch_async(dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0), ^{
 CFRunLoopSourceContext context = {0,NULL,NULL,NULL,
NULL,NULL,NULL,&isadd,&isCancel,&perfom};
 aRunLoop = CFRunLoopGetCurrent();
//aRunLoop是CFRunLoopRef类型的全局变量
 source = CFRunLoopSourceCreate(kCFAllocatorDefault, 0, &context);
//source是CFRunLoopSourceRef
CFRunLoopAddSource(aRunLoop, source, kCFRunLoopDefaultMode);
//一看就知道意思是，给runloop设定mode和source
//现在需要runloop跑起来，顺便可以测试一下之前说的给runloop定时，如果时间超出，也会退出。
  
NSInteger state =  CFRunLoopRunInMode(  (__bridge CFStringRef)NSDefaultRunLoopMode,
 3, YES) ;
    NSLog(@"%ld", state);//第一个参数是，mode，第二个参数是时间限制，
第三个参数是一个bool，runloop是否应该处理一个source后退出。如果no,runloop继续处理事件,
直到时间限制到。如果yes，就退出。这个函数返回的是一个状态，
// kCFRunLoopRunFinished = 1,
// kCFRunLoopRunStopped = 2,
//kCFRunLoopRunTimedOut = 3,
//kCFRunLoopRunHandledSource = 4

现在比较迷惑的应该是一个函数，这个context里面的变量到底需要传什么呢还是进官方文档看吧

屏幕快照 2016-01-28 下午11.50.58.png

第一个必须是0其他都是回调可以为空。倒数第三个是source被加进runloop的回调，倒数第二个是被取消的回调，最后一个是触发的回调
最后在加上我们回调的代码，然后触发

void isadd() {
  NSLog(@"add");
}
void isCancel (){
NSLog(@"cancel");
}
void perfor () {
NSLog(@"perform");
}
- (void)touchesBegan:(NSSet<UITouch *> *)touches withEvent:(UIEvent *)event {

CFRunLoopSourceSignal(source);
CFRunLoopWakeUp(aRunLoop);
}

可以动手试试，其实不用试也知道，一个打印add，点击一下屏幕打印perform，时间到了打印cancel！

相信到了这里，你和我一样对runloop有了一定的了解，但是还是要自己敲敲代码，看看调用堆栈。（lldb的thread backtrace可以打印堆栈）

写在后面：

1）关于NSMachPort

这是source1的一种触发源，抱着好奇的心，本来也想试走一下，

   NSPort *myPort = [NSMachPort port];//拿到当前线程的端口
   [myPort setDelegate:self];//处理了port的传递，当接受到source时，会调用代理
 dispatch_async(dispatch_get_global_queue
(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0), ^{
    [[NSRunLoop currentRunLoop] addPort:myPort forMode:NSDefaultRunLoopMode]; 
//这倒是一种很好的让线程不退出的方式，AFN就用的这种方式，让一个线程一直待命
    [[NSRunLoop currentRunLoop] run];
     });

现在子线程里面已经加好触发源，现在需要在主线程里面，触发这个source1叫醒子线程，这里要用到NSPortMessage。可是这个在头文件里面，只是@class这个类了，并没有import，官方文档说这是私有Api，那我还是不要碰了，但是教程里面又有这个方法，真是纠结。可能可以通过这种方式叫醒其他进程，但是iOS是不准进程间的通信的，哪位同学若是实现了这种方式的叫醒，请告知一下！

2）关于autorelease

- (void)viewDidLoad {
[super viewDidLoad];
 NSArray *array = [NSArray array];
    weekArray = array;
 }

把一个全局的弱指针指向这个array，目前这个array的引用计数应该是两个，一个是被aureleasepool持有，一个是array持有，当viewdidload一完，array就会释放，引用计数减1，都说，runloop在每一圈run的时候会自动创建pool，结束的时候会releasepool，可是我在
- (void)touchesBegan:(NSSet<UITouch *> *)touches withEvent:(UIEvent *)event {
NSLog(@"%p",&weekArray);
}
按理说，这个runloop已经第二次醒了，但是还是没有释放。还是妥妥的打印出了地址