教你如何轻松搞定 Runloop
认识 Runloop
- Runloop 就是运行循环,如果没有 Runloop,程序一运行就会退出,有 Runloop 就相当于在程序内部开了一个死循环
- 在 iOS 开发中,有两套 API 可以访问 Runloop:
NSRunloop
和CFRunloopRef
,它们是等价的,可以相互转换 - NSRunloop 是基于 CFRunloopRef 的 OC 包装
- 参考资料:苹果官方文档、CFRunloopRef 源码
Runloop 的本质
- Mach 是 XNU 的内核,进程、线程和虚拟内存等对象通过端口发消息进行通信,Runloop 通过 mach_msg() 函数发送消息
- 如果没有 port 消息,内核会将线程置于等待状态 mach_msg_trap()
- 如果有消息,判断消息类型处理事件,并通过 modeItem 的 callback 进行回调
Runloop 的作用
- 保证程序的持续运行
- 处理 APP 中的各类事件
- 节省 CPU 资源,提高程序性能(有事情就做,没事情就休息)
Runloop 与线程的关系
- Runloop 与线程一一对应
- 主线程中的 Runloop 在程序运行时已经创建并启动了
- 子线程中的 Runloop 需要我们手动创建并开启
- Runloop 在线程结束时,也会销毁
获取 Runloop 对象
-
获取主线程 Runloop 对象
NSRunLoop *mainRL = [NSRunLoop mainRunLoop];
CFRunLoopRef mainRLRef = CFRunLoopGetMain();
```
-
获取当前线程 Runloop 对象
NSRunLoop *currentRL = [NSRunLoop currentRunLoop];
CFRunLoopRef currentRlRef = CFRunLoopGetCurrent();
```
-
通过子线程创建 Runloop
NSRunLoop *curRunloop = [NSRunLoop currentRunLoop];
```
这个方法本身是懒加载的,如果是第一次调用该方法,那么就创建子线程对应的 Runloop。
- 补充:Runloop 对象是利用字典进行存储的,key 值对应线程对象,value 值对应该线程的 Runloop,在子线程中 Runloop 不会自动创建。
Runloop 的相关类
与 Runloop 相关的共有五个类:CFRunLoopRef、CFRunLoopModeRef、CFRunLoopTimerRef、CFRunLoopSourceRef、CFRunLoopObserverRef
Runloop 五个相关类之间的关系
-
CFRunLoopRef( Runloop 对象)
- Runloop 对象就是 Runloop 本身
-
CFRunLoopModeRef( Runloop 的运行模式)
- 一个 Runloop 包含若干个 Mode,而每个 Mode 又包含若干个 Source/Timer/Observer,每次 RunLoop 启动时,只能指定其中一个 Mode,这个 Mode 被称作 CurrentMode。如果需要切换 Mode,只能退出 Loop,再重新指定一个 Mode 进入,这样就可以分隔开不同组的 Source/Timer/Observer,让其互不影响。
- Mode 的分类,系统默认注册了 5 个 Mode:
- kCFRunLoopDefaultMode: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,启动完成后就不再使用
- GSEventReceiveRunLoopMode: 接受系统事件的内部 Mode,通常用不到
- kCFRunLoopCommonModes: 占位用的 Mode,不是一种真正的 Mode,就相当于 KCFRunLoopDefaultMode 和 UITrackingRunLoopMode的合体
-
CFRunLoopTimerRef( Timer 事件)
-
基于时间的触发器,基本等同于 NSTimer
-
NSTimer 在各种模式下的运行效果
[NSTimer scheduledTimerWithTimeInterval:2.0 target:self selector:@selector(run) userInfo:nil repeats:YES];
```
以上 scheduledTimerWithTimeInterval 方法内部默认把创建的定时器对象添加到当前的 Runloop 中,并且指定运行模式为 NSDefaultRunLoopMode```
NSTimer *timer = [NSTimer timerWithTimeInterval:2.0 target:self selector:@selector(run) userInfo:nil repeats:YES];
[[NSRunLoop currentRunLoop] addTimer:timer forMode:NSRunLoopCommonModes];
```
以上 timerWithTimeInterval 方法创建定时器,如果想要定时器工作,还需要添加到 Runloop 中,并指定运行模式- 注意:当 Runloop 切换到非指定模式,定时器就会停止工作
-
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CFRunLoopSourceRef( Runloop 要处理的事件源)
- 事件源也就是输入源,只需要对它的分类有所了解就可以了
- 以前的分法(根据官方文档)
- Port-Based Sources(基于端口的源)
- Custom Input Sources(自定义输入源)
- Cocoa Perform Selector Sources(可执行选择器源)
- 现在的分法(基于函数的调用栈)
- Source0:非基于 Port 的(用户操作事件)
- Source1:基于 Port 的(系统事件)
-
CFRunLoopObserverRef( Runloop 的监听者)
-
主要用于监听 Runloop 的状态
-
Runloop 的状态主要有:
typedef CF_OPTIONS(CFOptionFlags, CFRunLoopActivity) {
kCFRunLoopEntry = (1UL << 0), //即将进入 Runloop
kCFRunLoopBeforeTimers = (1UL << 1), //即将处理 NSTimer
kCFRunLoopBeforeSources = (1UL << 2), //即将处理 Sources
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 Runloop
kCFRunLoopAllActivities = 0x0FFFFFFFU //所有状态改变
};
```-
实现 Runloop 的监听
//创建监听对象,当 Runloop 的状态改变时就会调用该方法
CFRunLoopObserverRef observer = CFRunLoopObserverCreateWithHandler(CFAllocatorGetDefault(), kCFRunLoopAllActivities, YES, 0, ^(CFRunLoopObserverRef observer, CFRunLoopActivity activity) {
switch (activity) {
case kCFRunLoopEntry:
NSLog(@"进入runloop");
break;
case kCFRunLoopBeforeTimers:
NSLog(@"即将处理time事件");
break;
case kCFRunLoopBeforeSources:
NSLog(@"即将处理source事件");
break;
case kCFRunLoopBeforeWaiting:
NSLog(@"即将休眠");
break;
case kCFRunLoopAfterWaiting:
NSLog(@"runloop被唤醒");
break;
case kCFRunLoopExit:
NSLog(@"runloop退出");
break;default: break; }
-
});
//设置监听
CFRunLoopAddObserver(CFRunLoopGetCurrent(), observer, kCFRunLoopDefaultMode);
```
Runloop 的启动
- 选择一个运行模式,且只能选择一个
- 判断当前选择的运行模式是否为空
- 检查当前运行模式里面是否有 Source 或 Timer,如果都没有,则 Runloop 立即退出
- 至少有 Source 或 Timer 中的任意一个,则 Runloop 开启
- 在检查的时候不会检查 Observer
Runloop 的运行处理逻辑
Runloop 的运行处理逻辑- 在运行 Runloop 时,RUnloop 会自动处理之前未处理的消息,并通知相关的监听者,具体的处理逻辑如下:
- 通知观察者 Runloop 已经启动
- 通知观察者即将要开始的定时器
- 通知观察者即将启动的非基于端口的源
- 启动已经准备好的非基于端口的源
- 如果有基于端口的源并处于等待状态,立即启动,跳到第九步
- 通知观察者 Runloop 进入休眠
- Runloop 进入休眠,等待发生以下事件时唤醒
- 有事件到达基于端口的源
- 定时器启动
- Runloop 超时
- Runloop 被外界手动唤醒
- 通知观察者,线程刚被唤醒
- 处理唤醒时收到的消息,之后跳到第二步
- 如果有用户定义的定时器启动,处理定时器事件并重启 Runloop
- 如果输入源启动,传递相应的信息
- 如果 Runloop 被外界手动唤醒且未超时,重启 Runloop
- 通知观察者,Runloop 即将结束
Runloop 的应用
-
常驻线程
-
在子线程中创建一个 Runloop
-
需要至少指定 Runloop 的 Source 或者 Timer 中的任意一个(一般情况下指定 Source,比较简单)
-
需要指定 Runloop 的运行模式(保证 Runloop 不退出)
-
需要手动开启 Runloop
//线程常驻
//创建子线程
-(IBAction)createThread:(id)sender {
NSThread *thread = [[NSThread alloc] initWithTarget:self selector:@selector(run) object:nil];
[thread start];
self.thread = thread;
}
//继续执行任务
-(IBAction)goOn:(id)sender {
NSLog(@"继续执行任务");
//线程间的通信
[self performSelector:@selector(goOnRun) onThread:self.thread withObject:nil waitUntilDone:YES];
}
-(void)run {
NSLog(@"run --- %@", [NSThread currentThread]);
NSRunLoop *curRunloop = [NSRunLoop currentRunLoop];
[curRunloop addPort:[NSPort port] forMode:NSDefaultRunLoopMode];
[curRunloop run];
}
-(void)goOnRun {
NSLog(@"goOnRun --- %@", [NSThread currentThread]);
}
``` -
-
imageView 的显示
-
控制方法在特定模式下可用
[self.imageView performSelector:@selector(setImage:) withObject:[UIImage imageNamed:@"Snip2016"] afterDelay:3.0];
```
以上方法默认添加到当前的 Runloop 中,并且指定运行模式为默认 KCFRunLoopDefaultMode,如果 Runloop 切换运行模式,则图片不会加载到 imageView 上。```
[self.imageView performSelector:@selector(setImage:) withObject:[UIImage imageNamed:@"Snip2016"] afterDelay:3.0 inModes:@[NSRunLoopCommonModes]];
```
以上方法添加到当前 Runloop 中,且指定运行模式为 NSRunLoopCommonModes -
-
自动释放池
- 进入 Runloop 的时候第一次创建
- 退出 Runloop 的时候最后一次释放(超时或线程销毁)
- 其他时候的创建与释放
- 当 Runloop 即将休眠的时候会把之前的自动释放池释放,再重新创建一个新的自动释放池
void msg(int n)
{
NSLog(@"runloop被唤醒");
NSLog(@"runloop处理事件---%zd",n);
}
int main(int argc, const char * argv[]) {
@autoreleasepool {
NSLog(@"runloop启动了");
do {
NSLog(@"runloop询问,还有事情需要我处理吗?");
NSLog(@"没有事情的话,我就睡觉了");
NSLog(@"runloop进入到休眠");
int number = 0;
scanf("%zd",&number);
msg(number);
} while (1);
}
return 0;
}
```