简述

运行循环、跑圈内部是一个do-while循环在这个循环内部不断处理各种比如(source timer observer) 有事情就跑一圈看看有没有东西要处理提高程序性能

作用

可以实现 RunLoop 实现自动释放池、延迟回调、触摸事件、屏幕刷新等功能的。

RunLoop 对外的接口

在 CoreFoundation 里面关于 RunLoop 有5个类:

CFRunLoopRef
CFRunLoopModeRef
CFRunLoopSourceRef
CFRunLoopTimerRef
CFRunLoopObserverRef

其中CFRunLoopModeRef类并没有对外暴露，只是通过CFRunLoopRef的接口进行了封装。他们的关系如下:

CFRunLoopRef

一个 RunLoop 包含若干个 Mode，每个 Mode 又包含若干个 Source/Timer/Observer。每次调用 RunLoop 的主函数时，只能指定其中一个 Mode，这个Mode被称作 CurrentMode。如果需要切换 Mode，只能退出 Loop，再重新指定一个 Mode 进入。这样做主要是为了分隔开不同组的 Source/Timer/Observer，让其互不影响。
上面的 Source/Timer/Observer 被统称为 mode item，一个 item 可以被同时加入多个 mode。但一个 item 被重复加入同一个 mode 时是不会有效果的。如果一个 mode 中一个 item 都没有，则 RunLoop 会直接退出，不进入循环。

CFRunLoopSourceRef 是事件产生的地方。Source有两个版本：Source0 和 Source1。
• Source0 只包含了一个回调（函数指针），它并不能主动触发事件。使用时，你需要先调用 CFRunLoopSourceSignal(source)，将这个 Source 标记为待处理，然后手动调用 CFRunLoopWakeUp(runloop) 来唤醒 RunLoop，让其处理这个事件。
• Source1 包含了一个 mach_port 和一个回调（函数指针），被用于通过内核和其他线程相互发送消息。这种 Source 能主动唤醒 RunLoop 的线程，其原理在下面会讲到。
系统默认注册了5个Mode
CFRunLoopTimerRef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：

typedef CF_OPTIONS(CFOptionFlags, CFRunLoopActivity) {
kCFRunLoopEntry = (1UL << 0), 1
kCFRunLoopBeforeTimers = (1UL << 1), 2
kCFRunLoopBeforeSources = (1UL << 2), 4
kCFRunLoopBeforeWaiting = (1UL << 5), 32
kCFRunLoopAfterWaiting = (1UL << 6), 64
kCFRunLoopExit = (1UL << 7), 12867
kCFRunLoopAllActivities = 0x0FFFFFFFU
};

RunLoop的Mode

Mode是一种状态

苹果公开提供的 Mode 有两个：kCFRunLoopDefaultMode (NSDefaultRunLoopMode) 和 UITrackingRunLoopMode，你可以用这两个 Mode Name 来操作其对应的 Mode。

应用场景举例：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。
同时苹果还提供了一个操作 Common 标记的字符串：kCFRunLoopCommonModes (NSRunLoopCommonModes)，你可以用这个字符串来操作 Common Items，或标记一个 Mode 为 “Common”。使用时注意区分这个字符串和其他 mode name。

应用场景举例：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。

RunLoop 的内部逻辑

RunLoop 内部的逻辑

实际上就是一个do-while循环当你调用RunLoop并且让他开始Run的时候线程就会一直停留在这个循环里；直到超时或被手动停止，该函数才会返回。

下面是例子

autoreleasepool

int main(int argc, char * argv[]) {
    @autoreleasepool {
        return UIApplicationMain(argc, argv, nil, NSStringFromClass([AppDelegate class]));
    }
}

熟悉吗？是的。每个程序被创建我们都能在main文件中看到这一行，在这里UIApplicationMain表示主线程已经创建了一个RunLoop，线程结束销毁。注意哦RunLoop在子线程中不是自动创建的。在NSRunLoop进入休眠状态前会把该进程中的东西释放(autoreleasepool)，第二次唤醒的时候再把数据添加进池子。

Timer

#pragma mark 定时器
-(void)timer{
    //调用了scheduledTimer返回的定时器，已经自动被添加到当前的runLoop中，而且是NSDefaultRunLoopMode 但是仍然可以通过addtimer的方式修改他的runloop
    NSTimer *timer = [NSTimer scheduledTimerWithTimeInterval:2.0 target:self selector:@selector(run) userInfo:nil repeats:YES];
    
    //选择在一个模式(mode)下运行，要想切换就必须先退出当前模式，然后再去重开另外一个模式。一个模式下只能执行当面模式下的状态

    //添加定时器只在NSDefaultRunLoopMode(空闲)下可以使用 进入其他模式后timer就不能工作了
    [[NSRunLoop currentRunLoop] addTimer:timer forMode:NSDefaultRunLoopMode];
   
    //添加定时器只在UITrackingRunLoopMode(滑动)下可以使用 进入其他模式后timer就不能工作了
    [[NSRunLoop currentRunLoop] addTimer:timer forMode:UITrackingRunLoopMode];
    
    //定时器会表跑在标记为NSRunLoopCommonModes的模式下 标记有UITrackingRunLoopMode(scrollerview滚动)和NSDefaultRunLoopMode(空闲状态下)
    [[NSRunLoop currentRunLoop] addTimer:timer forMode:NSRunLoopCommonModes];
    
}

Source

Observers

#pragma mark Observer
-(void)observers{
    CFRunLoopObserverRef observer = CFRunLoopObserverCreateWithHandler(CFAllocatorGetDefault(), kCFRunLoopAllActivities, YES, 0, ^(CFRunLoopObserverRef observer, CFRunLoopActivity activity) {
        NSLog(@"---------监听状态改变----%zd",activity);
    });

    //添加观察者：监听runloop的状态
    CFRunLoopAddObserver(CFRunLoopGetCurrent(), observer, kCFRunLoopDefaultMode);
    //释放observ
    CFRelease(observer);
    //Core foundati内Create Copy Retain 都会让计数器+1 都要释放
}

PerformSelecter

让某个对象在执行performSelector的时候一定要处于某种情况下这句话在@selector的方法执行完的时候出于消亡状态。
当调用 NSObject 的 performSelecter:afterDelay: 后，实际上其内部会创建一个 Timer 并添加到当前线程的 RunLoop 中。所以如果当前线程没有 RunLoop，则这个方法会失效。

[object performSelector:@selector(method) withObject:nil afterDelay:3.0 inModes:@[NSDefaultRunLoopMode]];

当调用 performSelector:onThread: 时，实际上其会创建一个 Timer 加到对应的线程去，同样的，如果对应线程没有 RunLoop 该方法也会失效。

[self performSelector:@selector(method) onThread:Somethread withObject:nil waitUntilDone:NO];

GCD

当调用 dispatch_async(dispatch_get_main_queue(), block) 时，libDispatch 会向主线程的 RunLoop 发送消息，RunLoop会被唤醒，并从消息中取得这个 block，并在回调CFRUNLOOP_IS_SERVICING_THE_MAIN_DISPATCH_QUEUE() 里执行这个 block。但这个逻辑仅限于 dispatch 到主线程，dispatch 到其他线程仍然是由 libDispatch 处理的。

常驻线程

概念:让一个子线程不进入消亡状态，让他一直处于runloop状态等待其他线程发来消息处理时间。
做法:在该线程中添加一个mode并且run起来该NSRunLoop

- (void)viewDidLoad {
    [super viewDidLoad];
    //创建线程
    self.thread = [[WXZThread alloc] initWithTarget:self selector:@selector(run) object:nil];
   //开启线程
    [self.thread start];
}
- (void)run
{
    NSLog(@"----------run----%@", [NSThread currentThread]);
    
    //保证线程永远都在运行状态,并且开始在NSDefaultRunLoopMode下等待处理[NSPort port]
    [[NSRunLoop currentRunLoop] addPort:[NSPort port] forMode:NSDefaultRunLoopMode];
    //开始启动循环处理self.thread线程内的事件
    [[NSRunLoop currentRunLoop] run];
    
    //后面的都不是self.thread线程的事情 所以没有被打印 因为不会走到这一步 上面的一直在跑圈监听self.thread的线程
    NSLog(@"----------我没有被打印---------");
}

//当外界给这个正在RunLoo的线程一个外力时，也能够发送消息给test。因为self.thread线程没有消亡(RunLoop即使休眠了也会因为self.thread里有mode而不会消亡)
- (void)touchesBegan:(NSSet *)touches withEvent:(UIEvent *)event
{
    //selector也是一个source
    [self performSelector:@selector(test) onThread:self.thread withObject:nil waitUntilDone:NO];
}
- (void)test
{
    NSLog(@"----------test----%@", [NSThread currentThread]);
}

在什么情况下可以使用runloop

常驻线程概念:让一个子线程不进入消亡状态，让他一直处于runloop状态等待其他线程发来消息处理时间。做法:在该线程中添加一个mode并且run起来该NSRunLoop
在子线程中开启定时器NSTimer
在子线程中进行一些长期监控在什么情况下使用:长时间的耗时操作比如socket
让某些事情在特定的mode下实行
可以添加observers监听runloop的状态比如在点击事件前先做一些事情

一些面试题

runloop 和线程的关系：

主线程的run loop默认是启动的。

iOS的应用程序里面，程序启动后会有一个如下的main()函数

int main(int argc, char * argv[]) {
@autoreleasepool {   
 return UIApplicationMain(argc, argv, nil, NSStringFromClass([AppDelegate class]));
}}

重点是UIApplicationMain()函数，这个方法会为main thread设置一个NSRunLoop对象，这就解释了：为什么我们的应用可以在无人操作的时候休息，需要让它干活的时候又能立马响应。

对其它线程来说，run loop默认是没有启动的，如果你需要更多的线程交互则可以手动配置和启动，如果线程只是去执行一个长时间的已确定的任务则不需要。
在任何一个 Cocoa 程序的线程中，都可以通过以下代码来获取到当前线程的 run loop 。

NSRunLoop *runloop = [NSRunLoop currentRunLoop];

runloop的mode作用是什么？

1.model 主要是用来指定事件在运行循环中的优先级的，分为：

NSDefaultRunLoopMode（kCFRunLoopDefaultMode）：默认，空闲状态
UITrackingRunLoopMode：ScrollView滑动时
UIInitializationRunLoopMode：启动时
NSRunLoopCommonModes（kCFRunLoopCommonModes）：Mode集合

2.苹果公开提供的 Mode 有两个：

NSDefaultRunLoopMode（kCFRunLoopDefaultMode）
NSRunLoopCommonModes（kCFRunLoopCommonModes）

以+ scheduledTimerWithTimeInterval...的方式触发的timer，在滑动页面上的列表时，timer会暂定回调，为什么？如何解决？

RunLoop只能运行在一种mode下，如果要换mode，当前的loop也需要停下重启成新的。利用这个机制，ScrollView滚动过程中NSDefaultRunLoopMode（kCFRunLoopDefaultMode）的mode会切换到UITrackingRunLoopMode来保证ScrollView的流畅滑动：只能在NSDefaultRunLoopMode模式下处理的事件会影响scrllView的滑动。

如果我们把一个NSTimer对象NSDefaultRunLoopMode（kCFRunLoopDefaultMode）添加到主运行循环中的时候, ScrollView滚动过程中会因为mode的切换，而导致NSTimer将不再被调度。

同时因为mode还是可定制的，所以:Timer计时会被scrollView的滑动影响的问题可以通过将timer添加到NSRunLoopCommonModes（kCFRunLoopCommonModes）来解决。

猜想runloop内部是如何实现的？

一般来讲，一个线程一次只能执行一个任务，执行完成后线程就会退出。如果我们需要一个机制，让线程能随时处理事件但并不退出，通常的代码逻辑是这样的：

int main(int argc, char * argv[]) {
//程序一直运行状态
while(AppIsRunning) {
//睡眠状态，等待唤醒事件
id whoWakesMe = SleepForWakingUp();
//得到唤醒事件
id event = GetEvent(whoWakesMe);
//开始处理事件
HandleEvent(event);}
return0;
}

IOS-RunLoop附面试题,应用场景