Runloop了解一下

2019-02-25 本文已影响0人再好一点点

RunLoop是什么，有什么作用，如何获取？

定义
- RunLoop的实质是一个事件循环(do..while)，用于保证程序的持续运行，只有当程序退出的时候才会结束（由main函数开启主线程的RunLoop）
作用
- 保持程序的持续运行
- 处理App中的各种事件（触摸、定时器、Selector事件）
- 节省CPU资源，提高程序性能（该做事做事，没事做休息）
获取方法
- 使用NSRunLoop（面向对象）或者CFRunLoopRef（底层C语言）

RunLoop的原理

RunLoop开启一个循环事件，并接受输入事件，接受的事件来自两种不同的来源：
- 输入源（input source）(传递异步事件)
- 定时源（timer source）(传递同步事件)
RunLoop接收到消息后采用handlePort、customSrc、mySelector和timerFired等四个方法处理对应的事件
当RunLoop没有接收到消息时，则进入休眠状态，以保持程序持续运行

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RunLoop接收几种输入源，系统默认定义了几种模式？

输入源有两种
- 基于端口的输入源（port）
- 自定义的输入源（custom）
系统定义的RunLoop模式有五种，最常用的有三种，如下所示：
- NSDefaultRunLoopMode
  - 默认模式，主线程中默认是NSDefaultRunLoopMode
- UITrackingRunLoopMode
  - 视图滚动模式，RunLoop会处于该模式下
- NSRunLoopCommonModes
  - 并不是真正意义上的Mode，是一个占位用的“Mode”，默认包含了NSDefaultRunLoopMode和UITrackingRunLoopMode两种模式

RunLoop模式的原理和使用注意点？

原理和注意点
- 一个RunLoop包含若干个Mode，每个Mode又包含若干个Source、Observer、Timer（如下图所示）
- 每次RunLoop启动，只能指定一个Mode，这个Mode被称为CurrentMode
- 如果需要切换Mode，只能退出Loop，再重新指定一个Mode进入，以使不同组之间的Source、Observer、Timer互不受影响

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RunLoop和线程有什么关系

苹果不允许直接创建 RunLoop，它只提供了两个自动获取的函数：CFRunLoopGetMain() 和 CFRunLoopGetCurrent()。这两个函数内部的逻辑大概是下面这样:

/// 全局的Dictionary，key 是 pthread_t， value 是 CFRunLoopRef
static CFMutableDictionaryRef loopsDic;
/// 访问 loopsDic 时的锁
static CFSpinLock_t loopsLock;
 
/// 获取一个 pthread 对应的 RunLoop。
CFRunLoopRef _CFRunLoopGet(pthread_t thread) {
    OSSpinLockLock(&loopsLock);
    
    if (!loopsDic) {
        // 第一次进入时，初始化全局Dic，并先为主线程创建一个 RunLoop。
        loopsDic = CFDictionaryCreateMutable();
        CFRunLoopRef mainLoop = _CFRunLoopCreate();
        CFDictionarySetValue(loopsDic, pthread_main_thread_np(), mainLoop);
    }
    
    /// 直接从 Dictionary 里获取。
    CFRunLoopRef loop = CFDictionaryGetValue(loopsDic, thread));
    
    if (!loop) {
        /// 取不到时，创建一个
        loop = _CFRunLoopCreate();
        CFDictionarySetValue(loopsDic, thread, loop);
        /// 注册一个回调，当线程销毁时，顺便也销毁其对应的 RunLoop。
        _CFSetTSD(..., thread, loop, __CFFinalizeRunLoop);
    }
    
    OSSpinLockUnLock(&loopsLock);
    return loop;
}
 
CFRunLoopRef CFRunLoopGetMain() {
    return _CFRunLoopGet(pthread_main_thread_np());
}
 
CFRunLoopRef CFRunLoopGetCurrent() {
    return _CFRunLoopGet(pthread_self());
}

从上面的代码可以看出，线程和 RunLoop 之间是一一对应的，其关系是保存在一个全局的 Dictionary 里。线程刚创建时并没有 RunLoop，如果你不主动获取，那它一直都不会有。RunLoop 的创建是发生在第一次获取时，RunLoop 的销毁是发生在线程结束时。你只能在一个线程的内部获取其 RunLoop（主线程除外）。

主线程的 RunLoop 里有两个预置的 Mode：kCFRunLoopDefaultMode 和 UITrackingRunLoopMode。这两个 Mode 都已经被标记为”Common”属性。DefaultMode 是 App 平时所处的状态，TrackingRunLoopMode 是追踪 ScrollView 滑动时的状态。当你创建一个 Timer 并加到 DefaultMode 时，Timer 会得到重复回调，但此时滑动一个TableView时，RunLoop 会将 mode 切换为 TrackingRunLoopMode，这时 Timer 就不会被回调，并且也不会影响到滑动操作。

有时你需要一个 Timer，在两个 Mode 中都能得到回调，一种办法就是将这个 Timer 分别加入这两个 Mode。还有一种方式，就是将 Timer 加入到顶层的 RunLoop 的 “commonModeItems” 中。”commonModeItems” 被 RunLoop 自动更新到所有具有”Common”属性的 Mode 里去。

如果NSTimer在子线程中创建，会发生什么，应该注意什么？

NSTimer没有启动
- 在主线程中，系统默认创建并启动主线程的runloop
- 在子线程中，系统不会自动启动runloop，需要手动启动
解决方法：
- 启动子线程的runLoop

如果程序启动就需要执行一个耗时操作，你会怎么做？

开启一个异步的子线程，并启动它的RunLoop来执行该耗时操作

应用场景举例：

比如两个线程通信

- (void)viewDidLoad {
    [super viewDidLoad];
    [self testDemo];
}

- (void)testDemo
{
    //声明两个端口   随便怎么写创建方法，返回的总是一个NSMachPort实例
    NSMachPort *mainPort = [[NSMachPort alloc]init];
    NSLog(@"收到消息了，线程为：%@",[NSThread currentThread]);
    //给主线程runloop加一个端口
    [[NSRunLoop currentRunLoop] addPort:mainPort forMode:NSDefaultRunLoopMode];
    
    NSPort *threadPort = [NSMachPort port];
    //设置线程的端口的代理回调为自己
    threadPort.delegate = self;
    dispatch_async(dispatch_get_global_queue(0, 0), ^{
        NSLog(@"收到消息了，线程为：%@",[NSThread currentThread]);
        //添加一个Port
        [[NSRunLoop currentRunLoop] addPort:threadPort forMode:NSDefaultRunLoopMode];
        [[NSRunLoop currentRunLoop] runMode:NSDefaultRunLoopMode beforeDate:[NSDate distantFuture]];
    });
    
    NSString *s1 = @"hello";
    NSData *data = [s1 dataUsingEncoding:NSUTF8StringEncoding];
    dispatch_after(dispatch_time(DISPATCH_TIME_NOW, (int64_t)(2 * NSEC_PER_SEC)), dispatch_get_main_queue(), ^{
        NSMutableArray *array = [NSMutableArray arrayWithArray:@[mainPort,data]];
        //过2秒向threadPort发送一条消息，第一个参数：发送时间。msgid 消息标识。
        //components，发送消息附带参数。reserved：为头部预留的字节数（从官方文档上看到的，猜测可能是类似请求头的东西...）
        [threadPort sendBeforeDate:[NSDate date] msgid:1000 components:array from:mainPort reserved:0];
    });
    
}

//这个NSMachPort收到消息的回调，注意这个参数，可以先给一个id。如果用文档里的NSPortMessage会发现无法取值
- (void)handlePortMessage:(id)message
{
    NSLog(@"收到消息了，线程为：%@",[NSThread currentThread]);
    //只能用KVC的方式取值
    NSArray *array = [message valueForKeyPath:@"components"];
    NSData *data =  array[1];
    NSString *s1 = [[NSString alloc]initWithData:data encoding:NSUTF8StringEncoding];
    NSLog(@"%@",s1);
}

2.保持一个线程一只存活

- (void)viewDidLoad {
    [super viewDidLoad];

    [self createThread];
    [self performSelector:@selector(doSomething) onThread:self.thread withObject:nil waitUntilDone:NO];
    
    dispatch_after(dispatch_time(DISPATCH_TIME_NOW, (int64_t)(2 * NSEC_PER_SEC)), dispatch_get_main_queue(), ^{
        [self performSelector:@selector(doSomething) onThread:self.thread withObject:nil waitUntilDone:NO];
    });
    
}

- (void)createThread
{
    self.thread = [[NSThread alloc] initWithTarget:self selector:@selector(holdThread) object:nil];
    [self.thread start];
}

- (void)holdThread {
    NSRunLoop *loop = [NSRunLoop currentRunLoop];
    [loop addPort:[NSPort port] forMode:NSDefaultRunLoopMode];
    [loop run];
}

- (void)doSomething {
    NSLog(@"thread: %@", [NSThread currentThread]);
}

以上代码执行以后会先打印一个当前子线程, 过两秒钟以后再次打印相同的线程
也就证明这个线程可以一直存活