iOS-RunLoop

2016-10-20 本文已影响293人岁与禾

2016年8月2日

RunLoop

有两种类型的RunLoop，一种是Foundation框架的 NSRunLoop;另一种是Core Foundation核心框架的CFRunLoopRef。前者是OC语言封装的，后者是纯C语言底层的。

基本作用：

保持程序的持续运行
处理App中的各种事件（触摸事件、定时器事件、Selector事件）
节省CPU资源，提供程序性能

1 Main函数中的RunLoop

int main(int argc,char *argv[])
{
    @autoreleasepool{
        
        return UIApplicationMain(argc,argv,nil,NSStringFromClass([AppDelegate class]))
    
    }
}

UIApplicationMain实际上是没有返回值的，因为在内部启动了一个RunLoop循环。

这个默认启动的RunLoop是跟主线程相关联的。

2 RunLoop与线程

每条线程都有一个唯一的RunLoop对象与其对应
主线程的RunLoop已经自动创建好了并启动了，子线程的RunLoop需要自行创建并启动
RunLoop在第一次获取时创建（懒加载的形式），在线程结束时销毁。
源代码中，使用一个字典来存储线程和RunLoop的对应关系

3 获取RunLoop对象

（1）Foundation对象

//获取主线程的运行循环
[NSRunLoop mainRunLoop];
//获取当前线程的RunLoop对象（如果没有，就会创建，是懒加载形式）
[NSRunLoop currentRunLoop];

（2）Core Foundation对象

//获取当前线程的运行循环
CFRunLoopRef currentRunLoop = CFRunLoopGetCurrent();
//获取主线程的运行循环
CFRunLoopRef mainRunLoop = CFRunLoopGetMain();

（3）互相转换

CFRunLoopRef *cfMainRunLoop = [NSRunLoop mainRunLoop].getCFRunLoop;

4 RunLoop运行模式Mode

一个RunLoop可以包含多个Mode，每个RunLoop启动后，只能执行一个Mode。

系统默认注册了五个运行模式（以Core Foundation为例，Foundation跟其一样，改个NS前缀就行）

kCFRunLoopDefaultMode(NSDefaultRunLoop).App默认的Mode，通过主线程就在这个mode下执行
UITrackingRunLoopMode.界面追踪模式，ScrollView等滚动界面时自动注册到这个模式，保证界面滑动不受其他Mode影响。
UIInitializationRunLoopMode。刚启动时进入的模式，启动后不再使用
GSEventReceiveRunLoopMode。接收系统事件的内部Mode，通常用不到
kCFRunLoopCommonModes(NSRunLoopCommonModes).占位的一种标记，不是严格意义上的Mode。如果标记为Common，则该RunLoop既可以运行在DefaultMode，也可以运行在界面追踪模式。

5 NSTimer

NSTimer定时器，有两种创建的方式：

//1 创建计时器，自动加入到当前运行循环，并启动。默认为DefaultMode
NSTimer scheduledTimerWithTimeInterval:1.0 target:self selector:@selector(doSomething) userInfo:nil repeats:YES];

//2 创建定时器，需要手动加入当前的运行循环
    NSTimer *timer = [NSTimer timerWithTimeInterval:1.0 target:self selector:@selector(doSomething) userInfo:nil repeats:YES];
[[NSRunLoop currentRunLoop] addTimer:timer forMode:NSDefaultRunLoopMode];

注意：子线程是需要我们手动创建运行循环并启动运行的。如果当前计时器是在子线程中创建，需要获取一下当前运行循环（因为懒加载，会自动创建）。然后并启动。

//当前的线层为子线程
NSLog(@"%@",[NSThread currentThread]);

//创建子线程对应的运行循环--因为是懒加载，如果没有会自动创建
NSRunLoop *currentRunLoop = [NSRunLoop currentRunLoop];

//创建定时器1--自动加入循环并启动
//[NSTimer scheduledTimerWithTimeInterval:1.0 target:self selector:@selector(doSomething) userInfo:nil repeats:YES];

//创建定时器2--手动加入循环并启动
NSTimer *timer = [NSTimer timerWithTimeInterval:1.0 target:self selector:@selector(doSomething) userInfo:nil repeats:YES];
[currentRunLoop addTimer:timer forMode:NSRunLoopCommonModes];

//启动运行循环
[currentRunLoop run];

6 GCD定时器

XCode提供了代码段，输入dispatch_source_timer回车就可以。
有三部分：

创建定时器
设置定时器
设置定时器任务
启动定时器

代码示例：

//1 创建GCD定时器
/*
 *  @param DISPATCH_SOURCE_TYPE_TIMER CFRunLoopSourceRef类型（定时器也是一种source）
 *  @param 0                          暂时不清楚，默认就是0
 *  @param 0                          暂时不清楚，默认就是0
 *  @param dispatchQueue              定时器任务执行的队列
 */
//---1.1 创建全局队列(任务执行的队列)
dispatch_queue_t dispatchQueue = dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0);
//---1.2 创建定时器
dispatch_source_t timer = dispatch_source_create(DISPATCH_SOURCE_TYPE_TIMER, 0, 0, dispatchQueue);
self.timer = timer;//延长生命周期

//2 设置定时器(启动时间、时间间隔、定时器处理的任务)
/**
 *第一个参数：timer，设置哪个定时器
 *第二个参数：DISPATCH_TIME_NOW 启动时间
 *第三个参数：时间间隔（秒），他会自动转换成系统支持的纳秒
 *第三个参数：精确度，0表示绝对精确
 */
dispatch_source_set_timer(timer, DISPATCH_TIME_NOW, 1.0 * NSEC_PER_SEC, 0 * NSEC_PER_SEC);


//3 设置定时器任务
dispatch_source_set_event_handler(timer, ^{
    
    NSLog(@"定时器执行任务");
    
});


//4 启动定时器(需要注意timer的声明周期，避免提前销毁了，但是任务还没开始执行)
dispatch_resume(timer);

注意:

相比NSTimer，GCD定时器不会受RunLoopMode的影响。精度比NStimer高

7 CFRunLoopSourceRef

就是一个RunLoop的源，其实timer也是源的一种。除了timer之外，源的分类分两种情况

之前的分类：

Port，基于端口的源
自定义源
perfrom等执行事件

之后的分类(可以在函数调用栈中看出来--断点调试的时候能够看到)：

source0,非基于端口的源
source1，基于端口的源

给RunLoop添加Source

//1 Foundation的添加源
[[NSRunLoop currentRunLoop] addPort:[NSPort port] forMode:NSDefaultRunLoopMode];

//2 Core Foundation添加源
CFRunLoopSourceRef source = CFRunLoopSourceCreate(CFAllocatorGetDefault(), 0, nil);
CFRunLoopAddSource(CFRunLoopGetMain(), source, kCFRunLoopDefaultMode);

8 CFRunLoopObserverRef

观察者：也就是RunLoop的观察者，能够监听RunLoop的状态改变。

RunLoop的状态有如下几种：

/**
     *  kCFRunLoopEntry = (1UL << 0),  当RunLoop启动的时候
        kCFRunLoopBeforeTimers = (1UL << 1),  即将处理计时器
        kCFRunLoopBeforeSources = (1UL << 2), 即将处理source
        kCFRunLoopBeforeWaiting = (1UL << 5), 即将进入睡眠状态
        kCFRunLoopAfterWaiting = (1UL << 6),  进入睡眠状态
        kCFRunLoopExit = (1UL << 7), RunLoop退出
        kCFRunLoopAllActivities = 0x0FFFFFFFU 所有的状态
     */

所以我们在增加监听器的时候，一般监听的是所有的状态，activity传入的值为kCFRunLoopAllActivities

示例：在子线程中，监听子线程对应的RunLoop的状态

注意：

子线程中，需要我们手动获取RunLoop并启动它
一个RunLoop中至少有一个source或者timer，如果仅有observer是不行的。

// 点击屏幕，开启子线程
- (void)touchesBegan:(NSSet<UITouch *> *)touches withEvent:(UIEvent *)event
{

    // 创建线程
    NSThread *thread = [[NSThread alloc]initWithTarget:self selector:@selector(doSomething) object:nil];
    // 启动线程
    [thread start];

}


/**
在子线程中，创建RunLoop并添加timer和observer
*/
-(void)doSomething
{
    //①获取当前的运行循环--子线程对应的运行循环---如果没有会懒加载创建
    CFRunLoopRef runLoop = CFRunLoopGetCurrent();

    //②每个运行循环至少要一个source或者timer
    [NSTimer scheduledTimerWithTimeInterval:1.0 target:self selector:@selector(haha) userInfo:nil repeats:YES];

    //③给运行循环添加监听器
    //---创建observer-监听所有的状态
    CFRunLoopObserverRef observer = CFRunLoopObserverCreateWithHandler(CFAllocatorGetDefault(), kCFRunLoopAllActivities, YES, 0, ^(CFRunLoopObserverRef observer, CFRunLoopActivity activity) {
    
    /**
     *  kCFRunLoopEntry = (1UL << 0),  当RunLoop启动的时候
        kCFRunLoopBeforeTimers = (1UL << 1),  即将处理计时器
        kCFRunLoopBeforeSources = (1UL << 2), 即将处理source
        kCFRunLoopBeforeWaiting = (1UL << 5), 即将进入睡眠状态
        kCFRunLoopAfterWaiting = (1UL << 6),  进入睡眠状态
        kCFRunLoopExit = (1UL << 7), RunLoop退出
        kCFRunLoopAllActivities = 0x0FFFFFFFU 所有的状态
     */
    switch (activity) {
        case kCFRunLoopEntry:
            NSLog(@"当RunLoop启动的时候");
            break;
        case kCFRunLoopBeforeTimers:
            NSLog(@"即将处理计时器");
            break;
        case kCFRunLoopBeforeSources:
            NSLog(@"即将处理source");
            break;
        case kCFRunLoopBeforeWaiting:
            NSLog(@"即将进入睡眠状态");
            break;
        case kCFRunLoopAfterWaiting:
            NSLog(@"进入睡眠状态");
            break;
        case kCFRunLoopExit:
            NSLog(@"RunLoop退出");
            break;
    }

    
    
});

    //---添加监听器
    CFRunLoopAddObserver(runLoop, observer, kCFRunLoopCommonModes);


    //④启动运行循环
    CFRunLoopRun();

}

相关函数解析：

1 创建观察者 CFRunLoopObserverCreateWithHandler

第一个参数：分配方式(可以理解为内存空间分配方式)-使用默认的 CFAllocatorGetDefault() 
第二个参数：需要监听RunLoop的哪些状态--一般监听所有状态 kCFRunLoopAllActivities
第三个参数：是否持续监听
第四个参数：优先级--一般传0
第五个参数：当监听的状态发生改变时调用，回调block

2 添加观察者 CFRunLoopAddObserver

第一参数：运行循环
第二个参数：观察者
第三个参数：添加的模式，一般选择kCFRunLoopCommonModes

3 启动运行循环 CFRunLoopRun()

9 常驻线程

正常情况下，子线程创建后，当子线程对应的任务执行完毕后，子线程就会被销毁。假设有这样的需求：启动某个子线程，这个子线程一致存在，我们可以随时通过点击按钮(或者其他source)在该线程上面执行其他任务。这样的子线程就是常驻线程。

实现的原理：当创建子线程后，就开启一个运行循环，因为运行循环是一个死循环，所以该线程就会一直常驻，不会被销毁。

注意：为了保证子运行循环不会退出循环，至少需要一个source或者timer。

10 autoreleasepool在什么时候销毁和创建

第一次创建：启动RunLoop的时候

最后一次销毁：RunLoop退出的时候

因为自动释放池可能会在某个时间清理一下，所以在整个程序运行过程中，还可能出现创建和时候autoreleasepool。一般是在RunLoop即将进入休眠时，销毁。即将唤醒的时候创建。