iOS 底层 day23 多线程 NSTimer CADispl

一、NSTimer

1.基本特点

• NSTimer 需要加入 RunLoop 中，精度最低，用于执行一般定时任务。
• 比如 NSTimer 的触发时间到的时候，如果 RunLoop 在阻塞状态，触发时间就会推迟到下一个 RunLoop 周期。
• 最好加入到 RunLoop 的 common 中，避免被 UI 页面拖拽所暂停

2. 用法一 block

#import "ViewController.h"
@interface ViewController ()
@property(nonatomic, strong) NSTimer *timer;
@property(nonatomic, assign) int age;
@end
@implementation ViewController

- (void)viewDidLoad {
    [super viewDidLoad];
    self.age = 10;
    __weak typeof(self) weakSelf = self;
    self.timer = [NSTimer scheduledTimerWithTimeInterval:1.0 repeats:YES block:^(NSTimer * _Nonnull timer) {
        NSLog(@"age is age %d", weakSelf.age);
    }];
}
- (void)dealloc {
    NSLog(@"%s", __func__);
    [self.timer invalidate];
    self.timer = nil;
}
@end

• 注意点：需要用 weakSelf 避免 timer 和 self 循环引用，容易导致dealloc 方法不被调用，从而内存泄露。

3. 用法二 target，思考如下代码有问题吗？

#import "ViewController.h"
@interface ViewController ()
@property(nonatomic, strong) NSTimer *timer;
@end
@implementation ViewController

- (void)viewDidLoad {
    [super viewDidLoad];
    self.timer = [NSTimer scheduledTimerWithTimeInterval:1.0 target:self selector:@selector(task) userInfo:nil repeats:YES];
}
- (void)task {
    NSLog(@"do tesk");
}
- (void)dealloc {
    NSLog(@"%s", __func__);
    [self.timer invalidate];
    self.timer = nil;
}
@end

• 会，dealloc 方法并不会调用，会导致循环引用。
• self 强引用了 timer，timer 强引用了 self。
• 如何解决这个问题呢？请思考，并往下阅读。

4. 用法二 target，可能有人会这么想，如下代码能解决循环引用吗？

#import "ViewController.h"
@interface ViewController ()
@property(nonatomic, strong) NSTimer *timer;
@end
@implementation ViewController

- (void)viewDidLoad {
    [super viewDidLoad];
    __weak typeof(self) weakSelf = self;
    self.timer = [NSTimer scheduledTimerWithTimeInterval:1.0 target:weakSelf selector:@selector(task) userInfo:nil repeats:YES];
}
- (void)task {
    NSLog(@"do tesk");
}
- (void)dealloc {
    NSLog(@"%s", __func__);
    [self.timer invalidate];
    self.timer = nil;
}
@end

• 并不能解决循环引用
• 这么想有一个严重的概念错套的问题
• weakSelf 本质还是执行 self 的指针，通常用于 block 内部解决循环引用，因为 block 内部对 weakSelf 和 self 的捕获做了区别对待。
• 上面的代码使用 weakSelf 和 使用 self 没有任何区别，都会产生强引用。

5. 用法二 target，viewWillDisappear手动断环思路

#import "ViewController.h"
@interface ViewController ()
@property(nonatomic, strong) NSTimer *timer;
@end
@implementation ViewController

- (void)viewDidLoad {
    [super viewDidLoad];
    self.timer = [NSTimer scheduledTimerWithTimeInterval:1.0 target:self selector:@selector(task) userInfo:nil repeats:YES];
}
- (void)task {
    NSLog(@"do tesk");
}

- (void)viewWillDisappear:(BOOL)animated {
    [super viewWillDisappear:animated];
    NSLog(@"%s", __func__);
    [self.timer invalidate];
    self.timer = nil;
}

- (void)dealloc {
    NSLog(@"%s", __func__);
}
@end

• 既然循环引用会导致 dealloc 无法调用，那么我们在 viewWillDisappear进行手动断环即可。

6. 用法二 target，代理断环（代理继承自 NSObject）

代理断环原理图

• 我们无法避免 Timer 强引用 target，所以我们只能不让 self 当 NSTimer 的 target，我们找个代理，这样就能破除循环引用了。

#import "YYObjectProxy.h"
@interface YYObjectProxy ()
@property(nonatomic, weak)id target;
@end
@implementation YYObjectProxy
+ (instancetype)proxyWithTarget:(id)target {
    YYObjectProxy *proxy =  [[YYObjectProxy alloc] init];
    proxy.target = target;
    return proxy;
}
  // 消息转发
- (id)forwardingTargetForSelector:(SEL)aSelector {
    return self.target;
}
- (void)dealloc {
    NSLog(@"%s", __func__);
}
@end

• 调用代码(其他代码不变)

#import "ViewController.h"
#import "YYObjectProxy.h"
@interface ViewController ()
@property(nonatomic, strong) NSTimer *timer;
@end
@implementation ViewController

- (void)viewDidLoad {
    [super viewDidLoad];
    
    YYObjectProxy *proxy = [YYObjectProxy proxyWithTarget:self];
    self.timer = [NSTimer scheduledTimerWithTimeInterval:1.0 target:proxy selector:@selector(task) userInfo:nil repeats:YES];
}
- (void)task {
    NSLog(@"do tesk");
}

- (void)dealloc {
    NSLog(@"%s", __func__);
    [self.timer invalidate];
    self.timer = nil;
}
@end

7. 用法二 target，代理断环（代理继承自 NSProxy，也是暂时比较完美的解决方案）

我们使用继承自 NSObject 的代码固然能解决循环引用问题，但是上面代码还有更好的继承方案，那就是继承自 NSProxy。

• NSProxy 非常特别，它本身也是一个基类，不继承自 NSObject
• 对于 NSObject 的子类而言，会从当前类和superclass 去找匹配的 selector ；如果找不到，会进入消息动态解析阶段；如果找不到，会进入消息转发阶段
• 对于 NSProxy 的子类而言，会从当前类 去找匹配的 selector ；如果找不到，会直接进入 消息转发阶段
• NSProxy 的消息机制会比 NSObject 简单很多，相对来讲效率也高很多

// YYProxy.m
#import "YYProxy.h"

@interface YYProxy ()
@property(nonatomic, weak) id target;
@end

@implementation YYProxy
+(instancetype)proxyWithTarget:(id)target {
    // NSProxy对象不需要调用init，因为它本来就没有init方法
    YYProxy *proxy = [YYProxy alloc];
    proxy.target = target;
    return proxy;
}

- (void)forwardInvocation:(NSInvocation *)invocation {
    [invocation invokeWithTarget:self.target];
}
- (NSMethodSignature *)methodSignatureForSelector:(SEL)sel {
    return  [self.target methodSignatureForSelector:sel];
}

-(void)dealloc {
    NSLog(@"%s", __func__);
}
@end

#import "ViewController.h"
#import "YYProxy.h"
@interface ViewController ()
@property(nonatomic, strong) NSTimer *timer;
@end
@implementation ViewController

- (void)viewDidLoad {
    [super viewDidLoad];
    
    YYProxy *proxy = [YYProxy proxyWithTarget:self];
    self.timer = [NSTimer scheduledTimerWithTimeInterval:1.0 target:proxy selector:@selector(task) userInfo:nil repeats:YES];
}
- (void)task {
    NSLog(@"do tesk");
}
- (void)dealloc {
    NSLog(@"%s", __func__);
    [self.timer invalidate];
    self.timer = nil;
}
@end

8. 结合上面实例7和实例6的代码，下面代码输出什么？

#import "ViewController.h"
#import "YYProxy.h"
#import "YYObjectProxy.h"
@implementation ViewController
- (void)viewDidLoad {
    [super viewDidLoad];
    YYProxy *proxy1 = [YYProxy proxyWithTarget:self];
    YYObjectProxy *proxy2 = [YYObjectProxy proxyWithTarget:self];
    
    NSLog(@"%d %d",
          [proxy1 isKindOfClass:[ViewController class]],
          [proxy2 isKindOfClass:[ViewController class]]
          );
}

• 输出 1 0
• 因为NSProxy除开自定义的方法外，其他方法基本上都会转换到消息转发机制进行调用，所以proxy1本质上是在调用 ViewController 的 class 方法。

二、CDDisplayLink

1.基本特点

• CDDisplayLink 需要加入 RunLoop 中，精度中等，跟随屏幕刷新频率调用(大部分iOS设备是60FPS)，主要用于和屏幕刷新有关的动画绘制。

2.基本用法

• 创建代理

#import "YYProxy.h"
@interface YYProxy ()
@property(nonatomic, weak) id target;
@end

@implementation YYProxy
+(instancetype)proxyWithTarget:(id)target {
    // NSProxy对象不需要调用init，因为它本来就没有init方法
    YYProxy *proxy = [YYProxy alloc];
    proxy.target = target;
    return proxy;
}

- (void)forwardInvocation:(NSInvocation *)invocation {
    [invocation invokeWithTarget:self.target];
}
- (NSMethodSignature *)methodSignatureForSelector:(SEL)sel {
    return  [self.target methodSignatureForSelector:sel];
}

-(void)dealloc {
    NSLog(@"%s", __func__);
}
@end

• 调用 CADisplayLink

#import "ViewController.h"
#import "YYProxy.h"
#import "YYObjectProxy.h"
@interface ViewController ()
@property(nonatomic, strong) CADisplayLink *displayLink;
@end
@implementation ViewController

- (void)viewDidLoad {
    [super viewDidLoad];
    
    YYProxy *proxy = [YYProxy proxyWithTarget:self];
    self.displayLink = [CADisplayLink displayLinkWithTarget:proxy selector:@selector(task)];
    self.displayLink.preferredFramesPerSecond = 1;
    [self.displayLink addToRunLoop:[NSRunLoop currentRunLoop] forMode:NSRunLoopCommonModes];
}
- (void)task {
    NSLog(@"do tesk");
}
- (void)dealloc {
    NSLog(@"%s", __func__);
    [self.displayLink invalidate];
    self.displayLink = nil;
}
@end

• 调用 CADisplayLink用法注意点基本和NSTimer使用一致

三、GCD定时器

1. 基本特点

• 是iOS所有定时器中最精准的定时器
• GCD定时器是和系统内核挂钩的，和 RunLoop 没有关系
• GCD定时器还可以自动创建线程，只要我们传入一个自创的队列就行了
• GCD 创建的东西，在 ARC 的环境下，都不需要我们销毁

2. 主要方法

主要方法介绍

3. 代码演示（已封装成 CGD 定时器工具类）

• 要注意封装的思想，先从外部调用来看需要提供哪些方法，然后再去实现工具类内部代码。
• 封装的时候，把要注意的点写成注释，一条条去实现，才不容易遗漏。

#import "YYTimer.h"

@implementation YYTimer

NSMutableDictionary *timerDictionary_;
dispatch_semaphore_t timerSemaphore_;

+(void)initialize{
    static dispatch_once_t onceToken;
    dispatch_once(&onceToken, ^{
        timerDictionary_ = [NSMutableDictionary dictionary];
        timerSemaphore_ = dispatch_semaphore_create(1);
    });
}
+ (NSString*)executeTask:(taskBlock)task start:(uint64_t)startInSeconds interval:(uint64_t)intervalInSeconds repeat:(BOOL)repeat async:(BOOL)async {
    // 创建timer
    dispatch_queue_t queue = async ? dispatch_get_global_queue(0, 0) : dispatch_get_main_queue();
    dispatch_source_t timer = dispatch_source_create(DISPATCH_SOURCE_TYPE_TIMER, 0, 0, queue);
    dispatch_source_set_timer(timer, dispatch_time(DISPATCH_TIME_NOW, startInSeconds * NSEC_PER_SEC), intervalInSeconds * NSEC_PER_SEC, 0);
    
    dispatch_semaphore_wait(timerSemaphore_, DISPATCH_TIME_FOREVER);
    // 创建唯一标识
    static int counter = 0;
    NSString *timerName = [NSString stringWithFormat:@"%d",counter++];
    // 放入全局字典中
    [timerDictionary_ setObject:timer forKey:timerName];
    dispatch_semaphore_signal(timerSemaphore_);
    dispatch_source_set_event_handler(timer, ^{
        task();
        if (!repeat) {
            [YYTimer cancelTimer:timerName];
        }
    });
    dispatch_resume(timer);
    return timerName;
}

+ (void)cancelTimer:(NSString *)timerName {
    if (timerName.length == 0) return;
    dispatch_semaphore_wait(timerSemaphore_, DISPATCH_TIME_FOREVER);
    dispatch_source_t timer = [timerDictionary_ objectForKey:timerName];
    if (timer) {
        [timerDictionary_ removeObjectForKey:timerName];

    }
    dispatch_semaphore_signal(timerSemaphore_);
}
@end

#import <Foundation/Foundation.h>

typedef void(^taskBlock)(void);

@interface YYTimer : NSObject

+ (NSString*)executeTask:(taskBlock)task
                   start:(uint64_t)startInSeconds
                interval:(uint64_t)intervalInSeconds
                  repeat:(BOOL)repeat
                   async:(BOOL)async;

+ (void)cancelTimer:(NSString *)timerName;
@end

• 调用代码

#import "ViewController.h"
#import "YYTimer.h"
@interface ViewController ()
@property(nonatomic, strong) NSString *timerName;
@end
@implementation ViewController

- (void)viewDidLoad {
    [super viewDidLoad];
    self.timerName = [YYTimer executeTask:^{
        NSLog(@"112%@",[NSThread currentThread]);
    } start:2.0 interval:1.0 repeat:YES async:YES];
}
- (void)dealloc {
    NSLog(@"%s", __func__);
    [YYTimer cancelTimer:self.timerName];
}
@end