初次接触 RunLoop

最近看了两位大神关于RunLoop的一些资料，对RunLoop算是有了一个初步的认识，在这里整理总结一下自己对于RunLoop的理解。如果我有理解错的地方，希望大家帮我指出。我看的是 @ibireme 的博客和 @我就叫Sunny怎么了 的视频，链接在下面。

深入理解RunLoop

iOS线下分享《RunLoop》by 孙源@sunnyxx

什么是RunLoop

---

说白了就是一个循环，能够让整个程序一直运行着不会退出，接收用户的信息。当然这个循环是一个十分复杂的循环。

RunLoop与线程的关系

---

每个线程有一个自己的main函数，当这个main函数执行完后这个线程也就没了。所以我们需要给这个线程创建一个 RunLoop。但是在线程创建的时候并没有 RunLoop ，只有当我们第一次去获取这个线程的 RunLoop 时，才会创建。

RunLoop的结构

---

每个 RunLoop 中有一个集合其中存放了若干个 Mode，一个 RunLoop 只能在一种 Mode 下运行，如果需要切换那么久要退出 Loop 再重新指定一个 Mode 进入。每个 Mode 中又有若干个 item ，总共有三类，分别是 Source,Timer,Observer。先说简单的

Timer

Timer 就是一个定时器，我们平时使用 NSTimer 与它紧密相关。它包含一个时间长度和一个作为回调的函数指针，当它加入到 RunLoop 后，每次到那个时间点，就会执行一次回调。

Observer

Observer 就是观察者，它也包含一个回调，当 RunLoop 的状态改变时，就会执行这个回调。RunLoop 有以下几种状态:

typedef CF_OPTIONS(CFOptionFlags, CFRunLoopActivity) {
    kCFRunLoopEntry         = (1UL << 0), 
    kCFRunLoopBeforeTimers  = (1UL << 1),
    kCFRunLoopBeforeSources = (1UL << 2), 
    kCFRunLoopBeforeWaiting = (1UL << 5), 
    kCFRunLoopAfterWaiting  = (1UL << 6), 
    kCFRunLoopExit          = (1UL << 7), 
};

Source

Source就比较难理解了。反正我自己没有弄明白，还是引用一下@ibireme的原话吧。

CFRunLoopSourceRef 是事件产生的地方。Source有两个版本：Source0 和 Source1。

Source0 只包含了一个回调（函数指针），它并不能主动触发事件。使用时，你需要先调用 CFRunLoopSourceSignal(source)，将这个 Source 标记为待处理，然后手动调用 CFRunLoopWakeUp(runloop) 来唤醒 RunLoop，让其处理这个事件。

Source1 包含了一个 mach_port 和一个回调（函数指针），被用于通过内核和其他线程相互发送消息。这种 Source 能主动唤醒 RunLoop 的线程

CFRunLoopMode 和 CFRunLoop 的结构

我觉得看了下面这两个结构体后，对于 RunLoop 的理解会明朗很多。

struct __CFRunLoopMode {
    CFStringRef _name;            // Mode Name
    CFMutableSetRef _sources0;    // Set
    CFMutableSetRef _sources1;    // Set
    CFMutableArrayRef _observers; // Array
    CFMutableArrayRef _timers;    // Array
    ...
};
 
struct __CFRunLoop {
    CFMutableSetRef _commonModes;     // Set
    CFMutableSetRef _commonModeItems; // Set<Source/Observer/Timer>
    CFRunLoopModeRef _currentMode;    // Current Runloop Mode
    CFMutableSetRef _modes;           // Set
    ...
};

__CFRunLoop 中有一个 _modes 用来存放这个 RunLoop 中的所有 Mode。还有一个 _currentMode 用来标记当前的 Mode。而在 _CFRunLoopMode 中除了 _name 就是那三种 item，应该很容易看出来。

需要一提的是在 __CGRunLoop 中有 CFMutableSetRef _commonModes; CFMutableSetRef _commonModeItems; 这个两个结构。我们可以把一个 Mode 标记为 Common。 这样每次 RunLoop 内容改变时都会把 _commonModeItems 里的 items 全部同步到标记了 Common 的 Mode 中。在后面讲 timer 的例子时我们还会再提到。

RunLoop 的内部逻辑

还是引用一下@ibireme的图片，十分的直观明了。

RunLoop 应用

---

NSTimer

在我刚刚学 iOS 的时候，一次偶然知道了 NSTimer 这个东西后，高兴的用它模仿了一个系统的计时器。源码在一次整理的时候被我删了。。只能看看截图了：

本来挺开心的，结果一滚动下面的表格，WHAT？！计时器怎么不动了？？

后来也查了解决办法，不过一直没搞懂为什么。现在知道了 RunLoop 后总算是明白了。

在主线程中有预置两个 Mode，一个是 Default，还有一个就是 UITrackingRunLoopMode，并且这两个Mode都标记了 Common。这个 Mode 在 ScrollView 滚动时会切换，用来保证滚动的流畅。而我们注册 timer 使用的方法：

 _timer = [NSTimer scheduledTimerWithTimeInterval:0.1 target:self selector:@selector(timerAction) userInfo:nil repeats:YES];

会默认把这个 timer 注册到当前 RunLoop 的 DefaultMode 中，那么滚动的时候 Mode 一切换 timer 很显然就没法工作了。解决办法也很容易，可以分为两种：

• 把timer注册到UITrackingRunLoopMode或者NSRunLoopCommonModes(添加到 CommonModes 中就相当于自动添加到了UITrackingRunLoopMode)。

// 二选一
[[NSRunLoop currentRunLoop] addTimer:_timer forMode:UITrackingRunLoopMode];
[[NSRunLoop currentRunLoop] addTimer:_timer forMode:NSRunLoopCommonModes];

• 把timer添加到子线程的 RunLoop 中，不管是什么Mode都不会影响到主线程

dispatch_queue_t queue = dispatch_queue_create("com.cyrusdev.queue", DISPATCH_QUEUE_CONCURRENT);
   dispatch_async(queue, ^{
       _timer = [NSTimer scheduledTimerWithTimeInterval:0.1 target:self selector:@selector(timerAction) userInfo:nil repeats:YES];
       [[NSRunLoop currentRunLoop] run]; // 一定要在注册timer之后让 RunLoop 跑起来
   });

我写了一个Demo，地址在这里，可以感受一下：

RunLoopDemo

AutoreleasePool

在 App 启动后，系统会在主线程的 RunLoop 里注册两个 Observer。

第一个 Observer 监听 kCFRunLoopEntry 也就是即将进入 RunLoop 的状态，在这里会创建一个自动释放池。

第二个 Observer 监听 kCFRunLoopBeforeWaiting 以及 kCFRunLoopExit 两个状态。在 RunLoop 即将进入休眠时释放旧池，创建新池。在 RunLoop 要退出时释放池子。

让一个子线程一直运行

- (void)viewDidLoad {
    [super viewDidLoad];
    // 创建子线程
    self.thread = [[NSThread alloc] initWithTarget:self selector:@selector(threadMain) object:nil];
    [self.thread start];
}

- (void)threadMain {
    [[NSThread currentThread] setName:@"myThread"]; 
    NSRunLoop *runLoop = [NSRunLoop currentRunLoop];
    [runLoop addPort:[NSMachPort port] forMode:NSDefaultRunLoopMode];
    [runLoop run];
}

我在 myThread 线程中创建了一个 RunLoop，这个线程就不会自动销毁了。我们可以暂停程序看一下它的线程堆栈：

总结

---

对于 RunLoop 的了解其实还很浅，只能有一个大概的结构，不过了解了这些内容对于整个App运行的过程还是会更加深入一些了。