iOS重学之路--Runloop

2016-06-23 本文已影响614人摄影师诺风

这就是一片文言文，请各位客官耐着性子去看。

1.1 字面意思

  （1） 运行循环
  （2） 跑圈

1.2 基本作用（作用重大）

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

1.3 重要说明

  （1）如果没有Runloop,那么程序一启动就会退出，什么事情都做不了。
  （2）如果有了Runloop，那么相当于在内部有一个死循环，能够保证程序的持续运行
  （3）main函数中的Runloop
          a 在UIApplication函数内部就启动了一个Runloop
              该函数返回一个int类型的值
          b 这个默认启动的Runloop是跟主线程相关联的

1.4 Runloop对象

  （1）在iOS开发中有两套api来访问Runloop
      a.foundation框架【NSRunloop】
      b.core foundation框架【CFRunloopRef】
  （2）NSRunLoop和CFRunLoopRef都代表着RunLoop对象,它们是等价的，可以互相转换
  （3）NSRunLoop是基于CFRunLoopRef的一层OC包装

1.5 Runloop参考资料

苹果官方文档

CFRunLoopRef开源代码下载地址

1.6 Runloop与线程

    1.Runloop和线程的关系：一个Runloop对应着一条唯一的线程
        
    2.Runloop的创建：主线程Runloop已经创建好了，子线程的runloop需要手动创建
    3.Runloop的生命周期：在第一次获取时创建，在线程结束时销毁

1.7 获得Runloop对象

1.获得当前Runloop对象
    //01 NSRunloop
     NSRunLoop * runloop1 = [NSRunLoop currentRunLoop];
    //02 CFRunLoopRef
    CFRunLoopRef runloop2 =   CFRunLoopGetCurrent();

2.拿到当前应用程序的主Runloop（主线程对应的Runloop）
    //01 NSRunloop
     NSRunLoop * runloop1 = [NSRunLoop mainRunLoop];
    //02 CFRunLoopRef
     CFRunLoopRef runloop2 =   CFRunLoopGetMain();

3.注意点：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。
4.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。可以下载CFRunloopRef的源码，搜索_CFRunloopGet0,查看代码。
5.Runloop对象是利用字典来进行存储，而且key是对应的线程，Value为该线程对应的Runloop。

1.8 Runloop相关类

（1）Runloop运行原理图

2.png

上图显示了线程的输入源

1.基于端口的输入源（Port Sources）
2.自定义输入源（Custom Sources）
3.Cocoa执行Selector的源（performSelectorxxxx方法）
4.定时源（Timer Sources ）
线程针对上面不同的输入源，有不同的处理机制

1.handlePort——处理基于端口的输入源
2.customSrc——处理用户自定义输入源
3.mySelector——处理Selector的源
4.timerFired——处理定时源

（2）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）】

（3）Runloop和相关类之间的关系图

1.png

（4）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\timer，至少要有其中的一个。(因为source\timer是主动发消息过来的，有信号源可以监听，但是observer是被动监听的，它不是主动的，因此，mode 加这个Runloop是跑步起来的)

- (void)viewDidLoad {
    [super viewDidLoad];
    
//    NSLog(@"%@", [NSRunLoop currentRunLoop]);
    
    NSThread *thread = [[NSThread alloc] initWithTarget:self selector:@selector(execute) object:nil];
    self.thread = thread;
        [thread start];
}

- (void)execute
{
    /** 当你为此时创建的runloop添加observer时，它并不能运行起来（线程还是会死掉的）
     //        [[NSRunLoop currentRunLoop] addPort:[NSPort port] forMode:NSDefaultRunLoopMode];
     //    [NSRunLoop currentRunLoop] addTimer:<#(nonnull NSTimer *)#> forMode:<#(nonnull NSString *)#>
     只有你添加了以上两中方式才能确保runloop存在，线程不死*/
    CFRunLoopObserverRef observer = CFRunLoopObserverCreateWithHandler(CFAllocatorGetDefault(), kCFRunLoopAllActivities, YES, 0, ^(CFRunLoopObserverRef observer, CFRunLoopActivity activity) {
        NSLog(@"----");
    });
    
    CFRunLoopAddObserver(CFRunLoopGetCurrent(), observer, kCFRunLoopDefaultMode);
    
    CFRelease(observer);
//
    //        [[NSRunLoop currentRunLoop] addPort:[NSPort port] forMode:NSDefaultRunLoopMode];
    //    [NSRunLoop currentRunLoop] addTimer:<#(nonnull NSTimer *)#> forMode:<#(nonnull NSString *)#>
    [[NSRunLoop currentRunLoop] run];
    
    NSLog(@"------1111");
}
- (void)test
{
    NSLog(@"----------test----%@", [NSThread currentThread]);
}

- (void)touchesBegan:(NSSet *)touches withEvent:(UIEvent *)event
{
    [self performSelector:@selector(test) onThread:self.thread withObject:nil waitUntilDone:NO];
}

CFRunloopModeRef

  1.CFRunloopModeRef代表着Runloop的运行模式
  2.一个Runloop中可以有多个mode,一个mode里面又可以有多个source\observer\timer等等
  3.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
  4.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
  5.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
  6.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
      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（自我感觉然并卵）
      d.GSEventReceiveRunLoopMode: 接受系统事件的内部 Mode，通常用不到（自我感觉然并卵）
      e.kCFRunLoopCommonModes: 这是一个占位用的Mode，不是一种真正的Mode

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就不鸟其它的模式。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
    
*/
- (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];
}

CFRunloopSourceRef

  1.是事件源也就是输入源，有两种分类模式；
    一种是按照苹果官方文档进行划分的
    另一种是基于函数的调用栈来进行划分的（source0和source1）。
  2.具体的分类情况
      （1）以前的分法
          Port-Based Sources
          Custom Input Sources
          Cocoa Perform Selector Sources

      （2）现在的分法
          Source0：非基于Port的
          Source1：基于Port的,通过内核和其他线程通信，接收、分发系统事件
  3.可以通过打断点的方式查看一个方法的函数调用栈

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);


       switch (activity) {
            case kCFRunLoopEntry:
                NSLog(@"runloop进入");
                break;
            case kCFRunLoopBeforeTimers:
                NSLog(@"runloop要去处理timer");
                break;
            case kCFRunLoopBeforeSources:
                NSLog(@"runloop要去处理Sources");
                break;
            case kCFRunLoopBeforeWaiting:
                NSLog(@"runloop要睡觉了");
                break;
            case kCFRunLoopAfterWaiting:
                NSLog(@"runloop醒来啦");
                break;

            case kCFRunLoopExit:
                NSLog(@"runloop退出");
                break;
            default:
                break;
        }
    });

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

    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
};

1.9 Runloop运行逻辑

3.png

4.png

（二）自动释放池

自动释放池什么时候释放？

通过Observer监听RunLoop的状态，一旦监听到RunLoop即将进入睡眠等待状态，就释放自动释放池（kCFRunLoopBeforeWaiting）
kCFRunLoopEntry; // 创建一个自动释放池
kCFRunLoopBeforeWaiting; // 销毁自动释放池，创建一个新的自动释放池
kCFRunLoopExit; // 销毁自动释放池

/*
 kCFRunLoopEntry = (1UL << 0),  1
 kCFRunLoopBeforeTimers = (1UL << 1), 2
 kCFRunLoopBeforeSources = (1UL << 2), 4
 kCFRunLoopBeforeWaiting = (1UL << 5), 32
 kCFRunLoopAfterWaiting = (1UL << 6), 64
 kCFRunLoopExit = (1UL << 7), 128
 */

// activities = 0x1 == 1
// activities = 0xa0 == 160

//<CFRunLoopObserver 0x7fe6a3611c50 [0x10a417a40]>{valid = Yes, activities = 0x1,
 repeats = Yes, order = -2147483647,
 callout = _wrapRunLoopWithAutoreleasePoolHandler (0x10a59e4c2),
 context = <CFArray 0x7fe6a3611ae0 [0x10a417a40]>{type = mutable-small, count = 1,
 values = ( 0 : <0x7fe6a4800048> )}}

//<CFRunLoopObserver 0x7fe6a3611d30 [0x10a417a40]>{valid = Yes, activities = 0xa0, repeats = Yes, order = 2147483647, callout = _wrapRunLoopWithAutoreleasePoolHandler (0x10a59e4c2), context = <CFArray 0x7fe6a3611ae0 [0x10a417a40]>{type = mutable-small, count = 1, values = (
//                                                                                                                                                                                                                                                                                0 : <0x7fe6a4800048>
//                                                                                                                                                                                                                                                                                )}}

/** 查看上面的activities   发现 监听的是下面三个值   0xa0 == 160
 kCFRunLoopBeforeWaitin|kCFRunLoopExit == 160
 */

/**
kCFRunLoopEntry = (1UL << 0),  1
+
kCFRunLoopBeforeWaiting = (1UL << 5), 32
kCFRunLoopExit = (1UL << 7), 128
*/

不太好的demo,请戳这里

iOS重学之路--Runloop

自动释放池什么时候释放？

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