RunLoop第一讲

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引言

RunLoop在大家的印象中就是很神秘的感觉，很多人都不愿去触碰它。其实对于其在项目中的应用还是非常实际的和方便的。在我们项目中也有关于其的应用实例。今天，我们一起探索关于RunLoop的那些事吧！

基本作用

• 保持程序的持续运行(比如主运行循环)。
• 处理App中的各种事件响应（比如触摸事件、定时器事件等）。
• 节省CPU资源，提高程序性能（也就是说该做事时做事，该休息时休息）。

在程序中存在价值和意义

就拿程序内部的main函数为例：

图一没有RunLoop.png 图二有RunLoop.png

main函数的作用和其中实现的RunLoop（主循环）

• main函数是程序的入口
• 保持程序的持续运行
• 图一中Return返回的为具体数值，有返回值，程序运行到Return就结束了，这种情况表现为我们的程序启动不起来
• 图二中Return一直没有返回值。内部实现是通过UIApplicationMain函数内部就启动了一个RunLoop。所以UIApplicationMain函数一直没有返回，保持了程序的持续运行
• 图二这个默认启动的RunLoop是跟主线程相关联的

RunLoop 的对象

对于RunLoop其有两套API：

• 基于C语言的CoreFoundation框架的CFRunLoopRef对象
• 基于CFRunLoopRef的一层OC包装的Foundation的NSRunLoop对象

RunLoop与线程

• 每条线程都有唯一的一个与之对应的RunLoop对象
• RunLoop在第一次获取时创建，在线程结束时将会被销毁
• 主线程的RunLoop是已经自动创建好的，子线程的RunLoop需要主动创建

RunLoop对象的获取

基于Foundation框架的：

• [NSRunLoop currentRunLoop] //获取当前线程的RunLoop的对象
• [NSRunLoop mainRunLoop] //获取主线程RunLoop的对象

基于CoreFoundation框架的：

• CFRunLoopGetCurrent() //获取当前线程的RunLoop的对象
• CFRunLoopGetMain() //获取主线程RunLoop的对象

Core Foundation中关于RunLoop相关的类

• CFRunLoopRef
• CFRunLoopModeRef
• CFRunLoopSourceRef
• CFRunLoopTimerRef
• CFRunLoopObserverRef

CFRunLoopModeRef

• 一个 RunLoop 包含若干个 Mode，每个Mode又包含若干个Source/Timer/Observer，即是一个RunLoop至少有一个向对应的Mode
• 每次RunLoop启动时，只能指定其中一个 Mode，这个Mode被称作 CurrentMode

相关类

系统默认注册了5个Mode:（前三个比较常用）

• kCFRunLoopDefaultMode：App的默认Mode，通常主线程是在这个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
• kCFRunLoopCommonModes: 这是一个占位用的Mode，不是一种真正的Mode
• 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
• GSEventReceiveRunLoopMode: 接受系统事件的内部 Mode，通常用不到

CFRunLoopSourceRef

CFRunLoopSourceRef是事件源（输入源）
按照官方文档的分类

• Port-Based Sources (基于端口,跟其他线程交互,通过内核发布的消息)
• Custom Input Sources (自定义)
• Cocoa Perform Selector Sources (performSelector...方法)

按照函数调用栈的分类Source有两个版本：Source0 和 Source1。

• Source0：非基于Port的
• Source1：基于Port的

注：Source0: event事件，只含有回调，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。
Source1: 包含了一个 mach_port 和一个回调，被用于通过内核和其他线程相互发送消息,能主动唤醒 RunLoop 的线程。

CFRunLoopTimerRef

• CFRunLoopTimerRef是基于时间的触发器
• 基本上说的就是NSTimer(CADisplayLink也是加到RunLoop),它受RunLoop的Mode影响

注释：是基于时间的触发器，它和 NSTimer 是toll-free bridged 的，可以混用。其包含一个时间长度和一个回调（函数指针）。当其加入到 RunLoop 时，RunLoop会注册对应的时间点，当时间点到时，RunLoop会被唤醒以执行那个回调。

CFRunLoopObserverRef

CFRunLoopObserverRef 是观察者，每个 Observer 都包含了一个回调（函数指针），当 RunLoop 的状态发生变化时，观察者就能通过回调接受到这个变化。可以观测的时间点有以下几个：

观察者可以监听的状态

使用方法调用：

- (void)observer
{
    // 创建observer
    CFRunLoopObserverRef observer = CFRunLoopObserverCreateWithHandler(CFAllocatorGetDefault(), kCFRunLoopAllActivities, YES, 0, ^(CFRunLoopObserverRef observer, CFRunLoopActivity activity) {
        NSLog(@"----监听到RunLoop状态发生改变---%zd", activity);
    });
    // 添加观察者：监听RunLoop的状态
    CFRunLoopAddObserver(CFRunLoopGetCurrent(), observer, kCFRunLoopDefaultMode);
    // 释放Observer
    CFRelease(observer);
}

*注：CF的内存管理（Core Foundation）
1.凡是带有Create、Copy、Retain等字眼的函数，创建出来的对象，都需要在最后做一次release 。比如CFRunLoopObserverCreate
2.release函数：CFRelease(对象);

RunLoop的应用实例

• 场景还原
  1.NSTimer(最常见RunLoop使用)

- (void)timer
{
    NSTimer *timer = [NSTimer timerWithTimeInterval:2.0 target:self selector:@selector(run) userInfo:nil repeats:YES];
    // 定时器只运行在NSDefaultRunLoopMode下，一旦RunLoop进入其他模式，这个定时器就不会工作
    //    [[NSRunLoop currentRunLoop] addTimer:timer forMode:NSDefaultRunLoopMode];
    // 定时器只运行在UITrackingRunLoopMode下，一旦RunLoop进入其他模式，这个定时器就不会工作
    //    [[NSRunLoop currentRunLoop] addTimer:timer forMode:UITrackingRunLoopMode];
    // 定时器会跑在标记为common modes的模式下
    // 标记为common modes的模式：UITrackingRunLoopMode和NSDefaultRunLoopMode兼容
    [[NSRunLoop currentRunLoop] addTimer:timer forMode:NSRunLoopCommonModes];
}
- (void)timer2
{
    // 调用了scheduledTimer返回的定时器，已经自动被添加到当前runLoop中，而且是NSDefaultRunLoopMode
    NSTimer *timer = [NSTimer scheduledTimerWithTimeInterval:2.0 target:self selector:@selector(run) userInfo:nil repeats:YES];
    // 修改模式
    [[NSRunLoop currentRunLoop] addTimer:timer forMode:NSRunLoopCommonModes];
}

2.关于轮播图的拖拽Mode的变换导致的问题
由于拖拽时模式由NSDefaultRunLoopMode 进入 UITrackingRunLoopMode模式发生了变化。所以我们设置模式的时候设为NSRunLoopCommonModes 模式下两种模式都可运行
3.PerformSelector

• -(void)performSelectorInBackground:(SEL)aSelector withObject:(id)arg

创建一个线程在子线程执行，aSelector代表了新创建的线程，arg是传入的参数

• -(void)performSelectorOnMainThread:(SEL)aSelector withObject:(id)arg waitUntilDone:(BOOL)wait;

该方法的作用是在主线程中，执行制定的方法（代码块）。
参数：
@selector就是，要定义我们要执行的方法。
withObject:arg定义了，我们执行方法时，传入的参数对象。类型是id。（我们可以传入任何参数）waitUntilDone:YES指定，当前线程是否要被阻塞，直到主线程将我们制定的代码块执行完。
注意：

• 当前线程为主线程的时候，waitUntilDone:YES参数无效。
• 该方法，没有返回值
• 该方法主要用来用主线程来修改页面UI的状态。

3.常驻线程
应用场景:经常在后台进行耗时操作,如:监控联网状态,扫描沙盒等 不希望线程处理完事件就销毁,保持常驻状态

- (void)run
{
  //addPort:添加端口(就是source)  forMode:设置模式
   [[NSRunLoop currentRunLoop] addPort:[NSPort port] forMode:NSDefaultRunLoopMode];
  //启动RunLoop
    [[NSRunLoop currentRunLoop] run];
 /*
  //另外两种启动方式
    [NSDate distantFuture]:遥远的未来  这种写法跟上面的run是一个意思
    [[NSRunLoop currentRunLoop] runMode:NSDefaultRunLoopMode beforeDate:[NSDate distantFuture]];
    不设置模式
    [[NSRunLoop currentRunLoop] runUntilDate:[NSDate distantFuture]];
  */
}

退出-退出当前线程:

[NSThread exit];

结论：虽然RunLoop很难接触到，但是项目中也是经常出现的，关于NSTimer定时器的问题，我们每次还都是与其打交道的。

注：RunLoop相关资料
苹果官方文档
https://developer.apple.com/library/mac/documentation/Cocoa/Conceptual/Multithreading/RunLoopManagement/RunLoopManagement.html

CFRunLoopRef是开源的
http://opensource.apple.com/source/CF/CF-1151.16/