iOS 底层 - runloop内部的数据结构
本文源自本人的学习记录整理与理解，其中参考阅读了部分优秀的博客和书籍，尽量以通俗简单的语句转述。引用到的地方如有遗漏或未能一一列举原文出处还望见谅与指出，另文章内容如有不妥之处还望指教，万分感谢 ！
RunLoop相关的C语言类:
CFRunLoopRef
CFRunLoopModeRef--> 运行模式
CFRunLoopSourceRef-- >事件处理: 点击 、PerformSelector(触摸事件)
CFRunLoopTimeRef--> 定时器
CFRunLoopObserverRef--> 监听器
typedef struct __CFRunLoop *CFRunLoopRef;
struct __CFRunLoop {
pthread_t _pthread;
CFMutableSetRef _commonModes; //通用Mode集合
CFMutableSetRef _commonModeItems; //存放着在通用模式下工作的timer或其他
CFRunLoopModeRef _currentMode; //当前运行模式
CFMutableSetRef _modes; //内部存储着若干个CFRunLoopModeRef
}
CFRunLoopMode
RunLoop在同一时段内只能并且必须在一种特定的Mode下run，这个Mode被称为currentMode
如果想更换currentMode，需要暂停当前的loop，然后重启新的loop，这样可以分离开不同的Source/Timer/Observer，互不影响
可以定义自己的mode，但是几乎没有这么做的;
关于CFRunLoopModeRef
-
CFRunLoopModeRef代表RunLoop的运行模式 -
一个RunLoop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，只能退出当前的loop(但并不会退出程序，不要混淆)，再重新选择一个Mode进入;
不同组的Source0/Source1/Timer/Observer能分割开来，互不影响 -
如果Mode里
没有任何Source0/Source1/Timer/Observer，RunLoop会立刻退出 -
常见的几种Mode:
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kCFRunLoopDefaultMode==NSDefaultRunLoopMode: 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：默认包括kCFRunLoopDefaultMode、UITrackingRunLoopMode；
kCFRunLoopCommonModes并不是一个真的模式，它只是一个标记，如：被标记的Timer可以在kCFRunLoopDefaultMode模式和UITrackingRunLoopMode模式下运行。
-
-
基本用不到的Mode：
-
UIInitializationRunLoopMode：私有的mode，App启动的时候的状态，加载出第一个页面后，就转成了Default -
GSEventReceiveRunLoopMode接受系统事件的内部 Mode，通常用不到
-
CFRunLoopMode中各成员的作用
typedef struct __CFRunLoopMode *CFRunLoopModeRef;
struct __CFRunLoopMode {
CFStringRef _name; //模式名
CFMutableSetref _sources0; //CFRunLoopSourceRef，事件处理: 点击 、PerformSelector(触摸事件)
CFMutableSetref _sources1; //基于Prot(端口)的线程间通信，系统时间捕捉
CFMutableArrayRef _observers; //CFRunLoopObserverRef 监听器
CFMutableArrayRef _timers; //CFRunLoopTimeRef 定时器
}
CFRunLoopSource
CFRunLoopSource是RunLoop的数据源抽象类，类似Objective-C中的协议protocol，实现了这个protocol就可以充当RunLoop的数据源（几乎没有这么做的），RunLoop自己定义了两个Source：Source0和Source1
- Source0: 处理App内部事件; 比如：
- 屏幕响应UIEvent, CFSocket(套接字)，我们点击屏幕(touchesBegan:withEvent:)就是Source0事件
- 开发者主动实现的线程间通信：performSelector:onThread:
aSelector: 方法名
onThread: 需要访问的线程
withObject: 实现SEL方法时传递的参数
waitUntilDone:
- 设置为YES： 表示需要等当前方法选择器中的方法执行完再执行下面的代码，防止还没停止当前实例对象就先释放掉了。
- 设置为NO：表示不需要等当前方法选择器中的方法执行完，可以继续执行下面的代码
modes: 一个字符串数组，它标识允许在其中执行指定选择器的模式。此数组必须包含至少一个字符串。如果为该参数指定nil或空数组，则此方法将在不执行指定的选择器的情况下返回。
//给某个线程发送消息
- (void)performSelector:(SEL)aSelector onThread:(NSThread *)thr withObject:(nullable id)arg waitUntilDone:(BOOL)wait
- (void)performSelector:(SEL)aSelector onThread:(NSThread *)thr withObject:(nullable id)arg waitUntilDone:(BOOL)wait modes:(nullable NSArray<NSString *> *)array
//给主线程发消息
- (void)performSelectorOnMainThread:(SEL)aSelector withObject:(nullable id)arg waitUntilDone:(BOOL)wait
- (void)performSelectorOnMainThread:(SEL)aSelector withObject:(nullable id)arg waitUntilDone:(BOOL)wait modes:(nullable NSArray<NSString *> *)array
- Source1: 由内核管理，比如: 基于mach_port端口的线程或进程间通信、系统事件捕捉
事件是通过Source1来捕捉，然后再分发到Source0来处理的
注意：mach_port是iOS系统中进程间通信的一种方式，如果进程1往一个port中发送一个消息，此时进程2监听了这个port，就会拿到这个消息
NSPort是对CoreFoundation中的CFMachPort和CFMessagePort的封装
来看一下对source事件的定义
RunLoop中对于source事件的定义.png
CFRunLoopSource中用union确保这个source要么是source0，要么是source1
看一下source0和source1的具体定义：
source0的定义.png
source1的定义.png
souce0中定义的都是函数指针
source1中除了函数指针，还有一个mach_port
Timers
NSTimer
performSelector:withObject:afterDelay:
- 该方法是拿到RunLoop并且把Timer添加到RunLoop里面，
但不会启动RunLoop;
- (void)performSelector:(SEL)aSelector withObject:(nullable id)anArgument afterDelay:(NSTimeInterval)delay inModes:(NSArray<NSRunLoopMode> *)modes;
- (void)performSelector:(SEL)aSelector withObject:(nullable id)anArgument afterDelay:(NSTimeInterval)delay;
CFRunLoopObserver
CFRunLoopObserver相当于观察者模式的观察者，用来向观察者报告RunLoop当前的状态
- 用于监听RunLoop的状态
- UI刷新（
BeforeWaiting） -
Autorelease pool（BeforeWaiting）自动释放池
AutoreleasePool在RunLoop的两次sleep之间对AutoreleasePool进行pop和push，将这次loop中产生的Autorelease对象进行释放
下面是RunLoop中定义的状态:
/* Run Loop Observer Activities */
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), // 刚从休眠中唤醒
kCFRunLoopExit = (1UL << 7), // 即将退出Loop
kCFRunLoopAllActivities = 0x0FFFFFFFU // 所有状态
};
看以下代码：
self.view.backgroundColor = [UIColor redColor];
view的背景颜色什么时候被修改为红色 ？
执行到到这行代码时，会先把代码保存下来；Observers(监听器)监听到将要休眠之前会刷新UI，在这时候改变了背景颜色为红色。
RunLoop、Mode、[Source、Timer、Observer]之间的关系@2x.png
疑问：以下输出结果相同吗？
NSLog(@"%p %p", [NSRunLoop currentRunLoop], [NSRunLoop mainRunLoop]);
NSLog(@"%p %p", CFRunLoopGetCurrent(), CFRunLoopGetMain());
肯定不相同，因为NSRunLoop是对CFRunLoop的封装，会把CFRunLoopGetCurrent()的地址封装在NSRunLoop的地址中；可以通过输出对象NSLog(@"%@", [NSRunLoop mainRunLoop]);看出
NSLog(@"NSRunLoop地址 %p %p", [NSRunLoop currentRunLoop], [NSRunLoop mainRunLoop]);
NSLog(@"CFRunLoop地址 %p %p", CFRunLoopGetCurrent(), CFRunLoopGetMain());
NSLog(@"NSRunLoop 对象 %@", [NSRunLoop mainRunLoop]);
输出结果：
NSRunLoop地址 0x6000018e1fe0 0x6000018e1fe0
CFRunLoop地址 0x6000000e4200 0x6000000e4200
NSRunLoop 对象 <CFRunLoop 0x6000000e4200 [0x110d44ae8]>
很明显可以看出：NSRunLoop的结构中存储着0x6000000e4200，0x6000000e4200就是CFRunLoop的地址；
-
0x6000000e4200是真正的runloop -
0x6000018e1fe0代表的是OC对象NSRunLoop的地址
RunLoop监听状态监听逻辑
// 创建Observer
CFRunLoopObserverRef observer = CFRunLoopObserverCreateWithHandler(kCFAllocatorDefault, kCFRunLoopAllActivities, YES, 0, ^(CFRunLoopObserverRef observer, CFRunLoopActivity activity) {
//监听到状态的block回调
switch (activity) {
case kCFRunLoopEntry: {
CFRunLoopMode mode = CFRunLoopCopyCurrentMode(CFRunLoopGetCurrent());
NSLog(@"kCFRunLoopEntry - %@", mode);
CFRelease(mode);
break;
}
case kCFRunLoopExit: {
CFRunLoopMode mode = CFRunLoopCopyCurrentMode(CFRunLoopGetCurrent());
NSLog(@"kCFRunLoopExit - %@", mode);
CFRelease(mode);
break;
}
default:
break;
}
});
// 添加Observer到RunLoop中
CFRunLoopAddObserver(CFRunLoopGetMain(), observer, kCFRunLoopCommonModes);
// 释放
CFRelease(observer);
