RunLoop最细详解

2022-08-30 本文已影响0人奋拓达

Runloop的实现机制

RunLoop 通过mach_msg()函数接收、发送消息。它的本质是调用函数 mach_msg_trap()，相当于是一个系统调用，会触发内核状态切换。在用户态调用时会切换到内核态; 而内核态中内核实现了mach_msg()函数会完成实际的工作。

RunLoop基本作用

保持程序的不断运行
处理App中的各种事件，触摸事件，定时器事件
节省CPU的资源，提高程序性能，该做事的时候做事，不做事的时候休眠

RunLoop详解

一个 Runloop包含若干个Mode，每个Mode又包含若干个 Source0/ Source1/ Timer/ Observer，切换mode不会导致程序退出。
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Mode，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/ Source/ Timer/ Observer，Runloop会立马退出。

Mode详解

Mode内部Source0/ Source1/ Timer/ Observer解析

Source0：触摸事件处理
Source1：基于Port的线程间通信，系统事件捕捉，点击事件由Source1捕捉，分发给Source0处理
Timers：定时器NSTimer，延时操作performselector: withobject: afterdelay:
Observers：用于监听 Runloop的状态，UI刷新，自动释放池Autorelease pool

RunLoop运行逻辑

内部不断的循环处理block，source，Timer等，处理完成就休眠，被消息唤醒就继续处理。

Runloop 数据结构

CFRunLoop：Runloop对象（由 pthread(线程对象，说明和线程是一一对应的)、currentMode(当前所处的运行模式)、 modes(多个运行模式的集合)、 (模式名称字符串集合)、,Timer,Source 集合)构成）
CFRunLoopMode：运行模式（由 name、source0、source1、observers、timers 构成）
CFRunLoopSource：输入源/事件源（分为 source0 和 source1 两种）
CFRunLoopTimer：定时源（基于时间的触发器，基本上说的就是 NStimer。在预设的时间点唤醒执行回调。因为它是基于 RunLoop 的，因此它不是实时的(就是 NStimer 是不准确的。因为只负责分发源的消息。如果线程当前正在处理繁重的任务，就有可能导致 Timer 本次延时，或者少执行一次)）
CFRunLoopObserver：观察者（对相关事件runloop的状态进行监听）

RunLoop与线程的关系

每条线程都有唯一的一个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。
RunLoop会在线程结束时销毁。
主线程的 RunLoop已经自动获取，子线程默认没有开启 Runloop。

NSTimer与RunLoop的关系

CADisplayLink 是一个和屏幕刷新率一致的定时器，在快速滑动 TableView 时，即使一帧的卡顿也会让用户有所察觉。 FaceBook开源的 AsyncDisplayLink 就是为了解决界面卡顿的问题，其内部也用到了 RunLoop。

NSTimer其实就是 CFRunLoopTimerRef(基于时间的触发器) ，他们之间是tool-free bridged 的。一个 NSTimer 注册到RunLoop后， RunLoop会为其重复的时间点注册好事件。例如 10:00, 10:10, 10:20 这几个时间点。 RunLoop为了节省资源，并不会在非常准确的时间点回调这个 Timer。Timer 有个属性叫做Tolerance(宽容度)，标示了当时间点到后，容许有多少最大误差。
如果某个时间点被错过了，例如执行了一个很长的任务，则那个时间点的回调也会跳过去，不会延后执行。就比如等公交，如果 10:10 时我忙着玩手机错过了那个点的公交，那我只能等 10:20 这一趟了。

__block NSInteger count = 0;
NSTimer *timer = [NSTimer timerWithTimeInterval:1.0 repeats:YES block:^(NSTimer * _Nonnull timer) {
        NSLog(@"%ld",(long)++count);
}];
[[NSRunLoop currentRunLoop] addTimer:timer forMode:NSRunLoopCommonModes];

RunLoop应用场景

控制线程生命周期
解决定时器在滑动时停止工作的问题
监控应用卡顿
性能优化等

RunLoop对象及创建

1.获取当前的RunLoop

NSRunLoop *runloop = [NSRunLoop currentRunLoop]; 
CFRunLoopRef runloop = CFRunLoopGetCurrent();

2.主线程RunLoop对象

NSRunLoop *runloop = [NSRunLoop mainRunLoop];
CFRunLoopRef runloop = CFRunLoopGetMain();

怎么创建一个常驻线程？

NSRunLoop *runloop = [NSRunLoop currentRunLoop];
[[NSRunLoop currentRunLoop] addPort:[NSMachPort port] forMode:NSDefaultRunLoopMode];
[runloop run];

怎样保证子线程数据回来更新 UI 的时候不打断用户的滑动操作?

当子线程请求数据的同时滑动当前页面，如果数据请求成功要切回主线程更新 UI，那么就会影响当前正在滑动的体验。此时我们将更新UI放到主线程中执行即可，等滑动停止由子线程切换到主线程更新UI。

[self performSelectorOnMainThread: @selector(readLoad) withObject:nil waitUntilDone:NO modes:@[NSDefaultRunLoopMode]];

观察者observer怎么监听Runloop状态

typedef CF_OPTIONS(CFOptionFlags, CFRunLoopActivity) {
    // 即将进入runloop
    kCFRunLoopEntry = (1UL << 0),
    // 即将处理timer
    kCFRunLoopBeforeTimers = (1UL << 1),
    // 即将处理source
    kCFRunLoopBeforeSources = (1UL << 2),
    // 即将进入休眠
    kCFRunLoopBeforeWaiting = (1UL << 5),
    // 休眠后唤醒
    kCFRunLoopAfterWaiting = (1UL << 6),
    // 退出runloop
    kCFRunLoopExit = (1UL << 7),
    // runloop所有活动
    kCFRunLoopAllActivities = 0x0FFFFFFFU
};

扩展知识

如果需要打印Runloop的内存地址，CFRunLoopRef打印的地址值才准确地址值，NSRunLoop打印的Runloop地址值是进行过包装的。
RunLoop的休眠是内核休眠，不消耗CPU的资源。