iOS开发-RunLoop的介绍

RunLoop简单介绍

• RunLoop(运行循环)的作用

  • 保持程序的持续运行(ios程序为什么能一直活着不会死)
  • 处理app中的各种事件（比如触摸事件、定时器事件（NSTimer）、selector事件（performSelector）
  • 节省CPU资源，提高程序性能，有事情就做事情，没事情就休息

• 如果没有Runloop,那么程序一启动,函数main一执行完,程序就会退出，那么应用程序就什么都做不了。

• Runloop就相当于一个死循环,在应用程序的运行过程中保证运用程序的不死.

• 那么保持运用程序持续运行的RunLoop是在什么地方开启的呢?它是在main函数中的UIApplicationMain中启动的.所以main函数就一直没有返回值,程序就会一直运行.这个默认启动的RunLoop是跟主线程相关联的.

• RunLoop与线程的关系

  • 一个RunLoop对应着一个线程,如果你想开启一条常驻线程(不死线程),可以在子线程中开启一个对应的RunLoop就可以实现了.
  • RunLoop的创建:主线程Runloop系统已经创建好了，子线程的runloop需要手动创建
  • RunLoop的声明周期:在第一次获取RunLoop的时候创建,在线程结束的时候销毁.

RunLoop的对象

• 在iOS开发中有两套api来访问Runloop
  • foundation框架【NSRunloop】
  • core foundation框架【CFRunloopRef】
• NSRunLoop和CFRunLoopRef都代表着RunLoop对象,它们是等价的，可以互相转换
• NSRunLoop是基于CFRunLoopRef的一层OC包装，所以要了解RunLoop内部结构，需要多研究CFRunLoopRef层面的API（Core Foundation层面）

- (void)touchesBegan:(NSSet<UITouch *> *)touches withEvent:(UIEvent *)event
{
    //获得当前线程对应的RunLoop
    NSRunLoop *currentRunLoop = [NSRunLoop currentRunLoop];
    
    //获取主线程的RunLoop
    NSRunLoop *mainRunLoop = [NSRunLoop mainRunLoop];
    
    NSLog(@"%@----%p", currentRunLoop, mainRunLoop);
    
    
    //当前的RunLoop
    CFRunLoopRef current = CFRunLoopGetCurrent();
    
    //主线程对应的RunLoop
    CFRunLoopRef main = CFRunLoopGetMain();
    
    //不同的语言环境下同一对象的地址不同
    NSLog(@"%p-----%p", current, main);
    
    //转换
    NSLog(@"%p", mainRunLoop.getCFRunLoop);
    
    
    //子线程的RunLoop
    NSThread *thread = [[NSThread alloc] initWithTarget:self selector:@selector(task) object:nil];
    [thread start];
}


- (void)task
{
    NSLog(@"%@", [NSThread currentThread]);
    
    
    //子线程的runloop如何获得
    //主线程对应的runloop默认已经开启了,但是子线程的runloop需要我们主动去创建
    NSRunLoop *runLoop = [NSRunLoop currentRunLoop];
    NSLog(@"%p----%p",runLoop, [NSRunLoop currentRunLoop]);
}

上面的注意点:
1.开一个子线程创建runloop,不是通过alloc init方法创建，而是直接通过调用currentRunLoop方法来创建，它本身是一个懒加载的。
2.在子线程中，如果不主动获取Runloop的话，那么子线程内部是不会创建Runloop的。

Runloop相关类

• 五个相关的类
  a.CFRunloopRef
  b.CFRunloopModeRef【Runloop的运行模式】
  c.CFRunloopSourceRef【Runloop要处理的事件源】
  d.CFRunloopTimerRef【Timer事件】
  e.CFRunloopObserverRef【Runloop的观察者（监听者）】
• Runloop运行原理图

Snip20160408_21.png

• Runloop和相关类之间的关系图

Snip20160408_22.png

• CFRunloopModeRef
  Runloop要想跑起来，它的内部必须要有一个mode,这个mode里面必须有source\observer\timer，至少要有其中的一个。
  01.CFRunloopModeRef代表着Runloop的运行模式
  02.一个Runloop中可以有多个mode,一个mode里面又可以有多个source\observer\timer等等
  03.每次runloop启动的时候，只能指定一个mode,这个mode被称为该Runloop的当前mode
  04.如果需要切换mode,只能先退出当前Runloop,再重新指定一个mode进入
  05.这样做主要是为了分割不同组的定时器等，让他们相互之间不受影响
  06.系统默认注册了5个mode
  a.kCFRunLoopDefaultMode：App的默认Mode，通常主线程是在这个Mode下运行--kCFRunLoopDefaultMode ==== NSDefaultRunLoopMode
  b.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
  c.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
  d.GSEventReceiveRunLoopMode: 接受系统事件的内部 Mode，通常用不到
  e.kCFRunLoopCommonModes: 这是一个占位用的Mode，不是一种真正的Mode---NSRunLoopCommonModes

• CFRunloopTimerRef
  1.NSTimer相关代码

            /*
                说明：
                （1）runloop一启动就会选中一种模式，当选中了一种模式之后其它的模式就都不鸟。一个mode里面可以添加多个NSTimer,也就是说以后当创建NSTimer的时候，可以指定它是在什么模式下运行的。
                （2）它是基于时间的触发器，说直白点那就是时间到了我就触发一个事件，触发一个操作。基本上说的就是NSTimer
                （3）相关代码
            */
            - (void)timer2
            {
                //NSTimer 调用了scheduledTimer方法，那么会自动添加到当前的runloop里面去，而且runloop的运行模式kCFRunLoopDefaultMode

                NSTimer *timer = [NSTimer scheduledTimerWithTimeInterval:2.0 target:self selector:@selector(run) userInfo:nil repeats:YES];

                //更改模式
                [[NSRunLoop currentRunLoop] addTimer:timer forMode:NSRunLoopCommonModes];

            }

            - (void)timer1
            {
                //    [NSTimer scheduledTimerWithTimeInterval:2.0 target:self selector:@selector(run) userInfo:nil repeats:YES];

                NSTimer *timer = [NSTimer timerWithTimeInterval:2.0 target:self selector:@selector(run) userInfo:nil repeats:YES];

                //定时器添加到UITrackingRunLoopMode模式，一旦runloop切换模式，那么定时器就不工作
                //    [[NSRunLoop currentRunLoop] addTimer:timer forMode:UITrackingRunLoopMode];

                //定时器添加到NSDefaultRunLoopMode模式，一旦runloop切换模式，那么定时器就不工作
                //    [[NSRunLoop currentRunLoop] addTimer:timer forMode:NSDefaultRunLoopMode];

                //占位模式：common modes标记
                //被标记为common modes的模式 kCFRunLoopDefaultMode  UITrackingRunLoopMode
                [[NSRunLoop currentRunLoop] addTimer:timer forMode:NSRunLoopCommonModes];

                //    NSLog(@"%@",[NSRunLoop currentRunLoop]);
            }

            - (void)run
            {
                NSLog(@"---run---%@",[NSRunLoop currentRunLoop].currentMode);
            }

            - (IBAction)btnClick {

                NSLog(@"---btnClick---");
            }

2.GCD中的定时器

           //0.创建一个队列
            dispatch_queue_t queue = dispatch_get_global_queue(0, 0);
            //1.创建一个GCD的定时器
            /*
             第一个参数：说明这是一个定时器
             第四个参数：GCD的回调任务添加到那个队列中执行，如果是主队列则在主线程执行
             */
            dispatch_source_t timer = dispatch_source_create(DISPATCH_SOURCE_TYPE_TIMER, 0, 0, queue);
            //2.设置定时器的开始时间，间隔时间以及精准度
            //设置开始时间，三秒钟之后调用
            dispatch_time_t start = dispatch_time(DISPATCH_TIME_NOW,3.0 *NSEC_PER_SEC);
            //设置定时器工作的间隔时间
            uint64_t intevel = 1.0 * NSEC_PER_SEC;
            /*
             第一个参数：要给哪个定时器设置
             第二个参数：定时器的开始时间DISPATCH_TIME_NOW表示从当前开始
             第三个参数：定时器调用方法的间隔时间
             第四个参数：定时器的精准度，如果传0则表示采用最精准的方式计算，如果传大于0的数值，则表示该定时切换i可以接收该值范围内的误差，通常传0
             该参数的意义：可以适当的提高程序的性能
             注意点：GCD定时器中的时间以纳秒为单位（面试）
             */
            dispatch_source_set_timer(timer, start, intevel, 0 * NSEC_PER_SEC);
            //3.设置定时器开启后回调的方法
            /*
             第一个参数：要给哪个定时器设置
             第二个参数：回调block
             */
            dispatch_source_set_event_handler(timer, ^{
                NSLog(@"------%@",[NSThread currentThread]);
            });
            //4.执行定时器
            dispatch_resume(timer);
            //注意：dispatch_source_t本质上是OC类，在这里是个局部变量，需要强引用
            self.timer = timer;
            GCD定时器补充
            /*
             DISPATCH_SOURCE_TYPE_TIMER         定时响应（定时器事件）
             DISPATCH_SOURCE_TYPE_SIGNAL        接收到UNIX信号时响应
             DISPATCH_SOURCE_TYPE_READ          IO操作，如对文件的操作、socket操作的读响应
             DISPATCH_SOURCE_TYPE_WRITE         IO操作，如对文件的操作、socket操作的写响应
             DISPATCH_SOURCE_TYPE_VNODE         文件状态监听，文件被删除、移动、重命名
             DISPATCH_SOURCE_TYPE_PROC          进程监听,如进程的退出、创建一个或更多的子线程、进程收到UNIX信号
             下面两个都属于Mach相关事件响应
                DISPATCH_SOURCE_TYPE_MACH_SEND
                DISPATCH_SOURCE_TYPE_MACH_RECV
             下面两个都属于自定义的事件，并且也是有自己来触发
                DISPATCH_SOURCE_TYPE_DATA_ADD
                DISPATCH_SOURCE_TYPE_DATA_OR
             */

• CFRunloopSourceRef
  1.是事件源也就是输入源，有两种分类模式；
  a.一种是按照苹果官方文档进行划分的
  b.另一种是基于函数的调用栈来进行划分的（source0和source1)

• CFRunLoopObserverRef
  1.CFRunLoopObserverRef是观察者，能够监听RunLoop的状态改变
  2.如何监听

 //创建一个runloop监听者
CFRunLoopObserverRef observer = CFRunLoopObserverCreateWithHandler(CFAllocatorGetDefault(),kCFRunLoopAllActivities, YES, 0, ^(CFRunLoopObserverRef observer, CFRunLoopActivity activity) {

     NSLog(@"监听runloop状态改变---%zd",activity);
});

  //为runloop添加一个监听者
  CFRunLoopAddObserver(CFRunLoopGetCurrent(), observer,     kCFRunLoopDefaultMode);
  //释放监听者
  CFRelease(observer)

3.监听的状态

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
            };

RunLoop逻辑处理

Snip20160408_23.png