RunLoop

什么是RunLoop？

• 顾名思义：运行循环，在程序运行过程中循环做一些事情;
• 每条线程都有唯一的与之对应的RunLoop对象;
• RunLoop保存在一个全局的Dictionary中，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;

RunLoop的基本作用：

• 保持程序的持续运行
• 处理App中各种事件
• 节省CPU资源，提高程序性能(该做事时做事，该休息时休息)

iOS中有2套API来访问和使用RunLoop
Foundtation： NSRunLoop
Core Foundation： CFRunLoopRef
NSRunLoop和CFRunLoopRef都代表着RunLoop对象
NSRunLoop是基于CFRunLoopRef的一层OC封装

NSRunLoop *r1 = [NSRunLoop currentRunLoop];
CFRunLoopRef r2 = CFRunLoopGetCurrent();


struct __CFRunLoop {
    pthread_t _pthread;
    CFMutableSetRef _commonModes;
    CFMutableSetRef _commonModeItems;
    CFRunLoopModeRef _currentMode; 
    CFMutableSetRef _modes;
};

typedef struct __CFRunLoopMode *CFRunLoopModeRef;

struct __CFRunLoopMode {
    CFStringRef _name;
    CFMutableSetRef _sources0;
    CFMutableSetRef _sources1;
    CFMutableArrayRef _observers;
    CFMutableArrayRef _timers;
};
Source0： 触摸事件、performSelector:onThread
Source1: 基于Port的线程间通信、系统事件捕捉
Timers：NSTimer、performSelector:withObject:afterDelay: 
Observers: 用于监听RunLoop的状态、UI刷新(BeforeWaiting)、Autorelease pool(BeforeWaiting)

CFRunLoopMode

• CFRunLoopMode代表RunLoop的运行模式
• RunLopp包含若干个mode，每个mode又包含若干个Source0/ Source1/ Timer/ Observer
• 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Loop，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/Source1/Timer/Observer，RunLoop会立马退出

常见的2种mode
kCFRunLoopDefaultMode: App的默认mode，通常主线程就是在这个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

注意：NSRunLoopCommonModes并不是真的模式，它只是一个标记，设置为后，source会在_commonModes中存放的mode中运行；
_commonModes中默认存放的是kCFRunLoopDefaultMode和UITrackingRunLoopMode；
当source设置在NSRunLoopCommonModes模式后，那么该source会被存放到_commonModeItems中


typedef CF_OPTIONS(CFOptionFlags, CFRunLoopActivity) {
    kCFRunLoopEntry = (1UL << 0),           //即将进入Loop
    kCFRunLoopBeforeTimers = (1UL << 1),    //即将处理Timer
    kCFRunLoopBeforeSources = (1UL << 2),   //即将处理Source
    kCFRunLoopBeforeWaiting = (1UL << 5),   //即将进入休眠
    kCFRunLoopAfterWaiting = (1UL << 6),    //刚才休眠中唤醒
    kCFRunLoopExit = (1UL << 7),            //即将退出Loop
    kCFRunLoopAllActivities = 0x0FFFFFFFU
};

RunLoop休眠的原理：
通过mach_msg 从用户态进入内核态，从而可以使线程进入睡眠；   

RunLoop如何响应用户操作？

CFRunLoop的currentMode中的Source1捕捉到用户事件，包装成事件队列后传递给source0处理；
通知observers结束休眠，处理source；

RunLoop运行逻辑.png

应用范畴：

定时器、PerformSelector
GCD Async Main Queue
事件响应、手势识别、界面刷新

RunLoop在项目中的应用有

控制线程的生命周期

@interface ViewController ()
@property (nonatomic, strong) NSThread *thread;
@property (nonatomic, assign) BOOL isStopThread;
@end

@implementation ViewController
- (void)viewDidLoad {
    [super viewDidLoad];
    __weak typeof(self) weakSelf = self;
    self.thread = [[NSThread alloc] initWithBlock:^{
        /*添加NSPort，让RunLoop立马销毁，
          因为当RunLoop中没有source0 source1 observer timer时，会立马销毁 */
        [[NSRunLoop currentRunLoop] addPort:[NSPort new] forMode:NSDefaultRunLoopMode];
        //通过isStopThread标记位控制Loop
        while (weakSelf && !weakSelf.isStopThread) {
            [[NSRunLoop currentRunLoop] runMode:NSDefaultRunLoopMode beforeDate:[NSDate distantFuture]];
        }
        //NSRunLoop的run方法是无法停止的，它专门用于开启一个永不销毁的NSRunLoop
        //[[NSRunLoop currentRunLoop] run];
    }];
    [self.thread start];
}
- (void)test {
    NSLog(@" __ %s __ %@", __func__, [NSThread currentThread]);
}
- (void)stop {
    NSLog(@" __ %s __ %@", __func__, [NSThread currentThread]);
    //修改结束Loop的标记位
    _isStopThread = YES;
    //停止本次Loop
    CFRunLoopStop(CFRunLoopGetCurrent());
}
- (IBAction)onTestOnThread:(id)sender {
    [self performSelector:@selector(test) onThread:self.thread withObject:nil waitUntilDone:NO];
}

- (IBAction)onStopThread:(id)sender {
    [self performSelector:@selector(stop) onThread:self.thread withObject:nil waitUntilDone:YES];
}
@end

解决NSTimer在滑动时停止工作的问题

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

注意：NSRunLoopCommonModes并不是真的模式，它只是一个标记，设置为后，source会在_commonModes中存放的mode中运行；
_commonModes中默认存放的是kCFRunLoopDefaultMode和UITrackingRunLoopMode；
当source设置在NSRunLoopCommonModes模式后，那么该source会被存放到_commonModeItems中