什么是runloop
运行循环
应用范畴
- 定时器（Timer）、PerformSelector
- GCD Async Main Queue
- 事件响应、手势识别、界面刷新
- 网络请求
- AutoreleasePool
RunLoop的基本作用
- 保持程序的持续运行
- 处理App中的各种事件（比如触摸事件、定时器事件等）
- 节省CPU资源，提高程序性能：该做事时做事，该休息时休息
- 程序不会立马退出，处理APP里事件，节省cpu资源
RunLoop对象
- iOS中有2套API来访问和使用RunLoop
- Foundation：NSRunLoop
NSRunLoop *runloop = [NSRunLoop currentRunLoop]; - Core Foundation：CFRunLoopRef
CFRunLoopRef runloop = CFRunLoopGetCurrent();
NSRunLoop和CFRunLoopRef都代表着RunLoop对象
NSRunLoop是基于CFRunLoopRef的一层OC包装
CFRunLoopRef是开源的
- Foundation：NSRunLoop
RunLoop与线程
- 每条线程都有唯一的一个与之对应的RunLoop对象
- RunLoop保存在一个全局的Dictionary里，线程作为key，RunLoop作为value
- 线程刚创建时并没有RunLoop对象，RunLoop会在第一次获取它时创建
- RunLoop会在线程结束时销毁
- 主线程的RunLoop已经自动获取（创建），子线程默认没有开启RunLoop
获取runloop对象.png
线程为key,runloop为value.png
RunLoop相关的类
- CFRunLoopRef
- CFRunLoopModeRef
- CFRunLoopSourceRef
- CFRunLoopTimerRef
- CFRunLoopObserverRef
CFRunLoopMode.jpg
CFRunLoopRef.jpg
modes.png
Source0
触摸事件处理
performSelector:onThread:Source1
基于Port的线程间通
系统捕捉事件(通过source1捕捉 ，分发source0 处理)Timers
NSTimer
performSelector:withObject:afterDelay:Observers
用于监听RunLoop的状态
UI刷新（BeforeWaiting）
Autorelease pool（BeforeWaiting）
RunLoop 循环处理不同模式下的 Source0 Source1 Timers Observers
CFRunLoopModeRef
- 一个runloop有多个模式，只能选择一种模型运行
- 一个 RunLoop包含若干个 Mode，每个Mode又包含若干个Source/Timer/Observer
- RunLoop启动时，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
(不同组的Source/Timer/Observer，互不影响) - 如果Mode里没有任何Source0/Source1/Timer/Observer，RunLoop会立马退出
常见Mode
//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
NSDefaultRunLoopMode
CFRunLoopTimerRef
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];
// 定时器会跑在标记为common modes的模式下
// 标记为common modes的模式：UITrackingRunLoopMode和NSDefaultRunLoopMode
[[NSRunLoop currentRunLoop] addTimer:timer forMode:NSRunLoopCommonModes];
CFRunLoopSourceRef
事件源(输入源) 基于理论划分
Port-Based Sources 基于端口 和其他线程交互 Mac 内核
Custom Input Sources 自定义输入源
Cocoa Perform Selector Sources
函数调用栈 （基于实践划分）
Source0：非基于Port的
Source1：基于Port的，通过内核和其他线程通信，接受、分发系统事件
CFRunLoopObserverRef
CFRunLoopObserverRef是观察者，能够监听RunLoop的状态改变
CFRunLoopObserverRef.png
RunLoop运行逻辑
官方.png
runloop实现逻辑.png
xcode调用栈.png
Runloop代码实现
/* rl, rlm are locked on entrance and exit */
static int32_t __CFRunLoopRun(CFRunLoopRef rl, CFRunLoopModeRef rlm, CFTimeInterval seconds, Boolean stopAfterHandle, CFRunLoopModeRef previousMode) {
int32_t retVal = 0;
do {
//通知Observers:处理timer
__CFRunLoopDoObservers(rl, rlm, kCFRunLoopBeforeTimers);
//通知Observers:处理sources
__CFRunLoopDoObservers(rl, rlm, kCFRunLoopBeforeSources);
//处理blocks
__CFRunLoopDoBlocks(rl, rlm);
//处理source0
if (__CFRunLoopDoSources0(rl, rlm, stopAfterHandle)) {
//处理blocks
__CFRunLoopDoBlocks(rl, rlm);
}
//判断是否有source1
if (__CFRunLoopServiceMachPort(dispatchPort, &msg, sizeof(msg_buffer), &livePort, 0, &voucherState, NULL)) {
//如果有source1 ,跳转到 handle_msg
goto handle_msg;
}
//通知Observers:即将休眠
__CFRunLoopDoObservers(rl, rlm, kCFRunLoopBeforeWaiting);
__CFRunLoopSetSleeping(rl);
__CFRunLoopModeUnlock(rlm);
__CFRunLoopUnlock(rl);
//等待别的消息来唤醒当前线程
__CFRunLoopServiceMachPort(waitSet, &msg, sizeof(msg_buffer), &livePort, poll ? 0 : TIMEOUT_INFINITY, &voucherState, &voucherCopy);
__CFRunLoopUnsetSleeping(rl);
//通知Observers:结束休眠
__CFRunLoopDoObservers(rl, rlm, kCFRunLoopAfterWaiting);
handle_msg:;
if (被timer唤醒) {
//处理timers
__CFRunLoopDoTimers(rl, rlm, mach_absolute_time()
} else if (被GCD唤醒)
{
CFRUNLOOP_WAKEUP_FOR_DISPATCH();
} else { //被source1唤醒
__CFRunLoopDoSource1(rl, rlm, rls, msg, msg->msgh_size, &reply) ||sourceHandledThisLoop;
}
//处理blocks
__CFRunLoopDoBlocks(rl, rlm);
//设置返回值
if (sourceHandledThisLoop && stopAfterHandle) {
retVal = kCFRunLoopRunHandledSource;
} else if (timeout_context->termTSR < mach_absolute_time()) {
retVal = kCFRunLoopRunTimedOut;
} else if (__CFRunLoopIsStopped(rl)) {
__CFRunLoopUnsetStopped(rl);
retVal = kCFRunLoopRunStopped;
} else if (rlm->_stopped) {
rlm->_stopped = false;
retVal = kCFRunLoopRunStopped;
} else if (__CFRunLoopModeIsEmpty(rl, rlm, previousMode)) {
retVal = kCFRunLoopRunFinished;
}
} while (0 == retVal);
if (timeout_timer) {
dispatch_source_cancel(timeout_timer);
dispatch_release(timeout_timer);
} else {
free(timeout_context);
}
return retVal;
}
SInt32 CFRunLoopRunSpecific(CFRunLoopRef rl, CFStringRef modeName, CFTimeInterval seconds, Boolean returnAfterSourceHandled) { /* DOES CALLOUT */
//通知Observers:进入Runloop
__CFRunLoopDoObservers(rl, currentMode, kCFRunLoopEntry);
//具体要做的事情
result = __CFRunLoopRun(rl, currentMode, seconds, returnAfterSourceHandled, previousMode);
//通知Observers:退出Runloop
__CFRunLoopDoObservers(rl, currentMode, kCFRunLoopExit);
return result;
}
runloop 开发中应用
- 控制线程生命周期（线程保活）
#import <Foundation/Foundation.h>
NS_ASSUME_NONNULL_BEGIN
@interface TGPermenantThread : NSObject
/**
在当前子线程执行一个任务
*/
- (void)executeTask:(void(^)(void))task;
/**
结束线程
*/
- (void)stop;
@end
NS_ASSUME_NONNULL_END
#import "TGPermenantThread.h"
/** 使用TGThread是为了调试,可以使用NSThread替换 **/
@interface TGThread : NSThread
@end
@implementation TGThread
- (void)dealloc
{
NSLog(@"%s", __func__);
}
@end
/** TGPermenantThread **/
@interface TGPermenantThread()
@property (strong, nonatomic) TGThread *innerThread;
@end
@implementation TGPermenantThread
#pragma mark - public methods
- (instancetype)init
{
if (self = [super init]) {
self.innerThread = [[TGThread alloc] initWithBlock:^{
NSLog(@"begin----");
// 创建上下文（要初始化一下结构体）
CFRunLoopSourceContext context = {0};
// 创建source
CFRunLoopSourceRef source = CFRunLoopSourceCreate(kCFAllocatorDefault, 0, &context);
// 往Runloop中添加source
CFRunLoopAddSource(CFRunLoopGetCurrent(), source, kCFRunLoopDefaultMode);
// 销毁source
CFRelease(source);
// 启动
CFRunLoopRunInMode(kCFRunLoopDefaultMode, 1.0e10, false);
}];
[self.innerThread start];
}
return self;
}
- (void)executeTask:(void(^)(void))task
{
if (!self.innerThread || !task) return;
[self performSelector:@selector(__executeTask:) onThread:self.innerThread withObject:task waitUntilDone:NO];
}
- (void)stop
{
if (!self.innerThread) return;
[self performSelector:@selector(__stop) onThread:self.innerThread withObject:nil waitUntilDone:YES];
}
- (void)dealloc
{
NSLog(@"%s", __func__);
[self stop];
}
#pragma mark - private methods
- (void)__stop
{
CFRunLoopStop(CFRunLoopGetCurrent());
self.innerThread = nil;
}
- (void)__executeTask:(void(^)(void))task{
task();
}
@end
#import "ViewController.h"
#import "TGPermenantThread.h"
@interface ViewController ()
@property (strong, nonatomic) TGPermenantThread *thread;
@end
@implementation ViewController
- (void)viewDidLoad {
[super viewDidLoad];
self.thread = [[TGPermenantThread alloc] init];
}
- (void)touchesBegan:(NSSet<UITouch *> *)touches withEvent:(UIEvent *)event
{
[self.thread executeTask:^{
NSLog(@"执行任务 - %@", [NSThread currentThread]);
}];
}
- (IBAction)stop {
[self.thread stop];
}
- (void)dealloc
{
NSLog(@"%s", __func__);
}
@end
- 解决NSTimer在滑动时停止工作的问题
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];
// 定时器会跑在标记为common modes的模式下
// 标记为common modes的模式：UITrackingRunLoopMode和NSDefaultRunLoopMode
[[NSRunLoop currentRunLoop] addTimer:timer forMode:NSRunLoopCommonModes];
CFRunLoopSourceRef
事件源(输入源) 基于理论划分
Port-Based Sources 基于端口 和其他线程交互 Mac 内核
Custom Input Sources 自定义输入源
Cocoa Perform Selector Sources
函数调用栈 （基于实践划分）
Source0：非基于Port的
Source1：基于Port的，通过内核和其他线程通信，接受、分发系统事件
CFRunLoopObserverRef
CFRunLoopObserverRef是观察者，能够监听RunLoop的状态改变
添加observer 监听 RunLoop
// 创建Observer
CFRunLoopObserverRef observer = CFRunLoopObserverCreateWithHandler(kCFAllocatorDefault, kCFRunLoopAllActivities, YES, 0, ^(CFRunLoopObserverRef observer, CFRunLoopActivity activity) {
switch (activity) {
case kCFRunLoopEntry:
{
CFRunLoopMode mode = CFRunLoopCopyCurrentMode(CFRunLoopGetCurrent());
NSLog(@"kCFRunLoopEntry - %@", mode);
CFRelease(mode);
}
break;
case kCFRunLoopBeforeTimers:
NSLog(@"kCFRunLoopBeforeTimers");
break;
case kCFRunLoopBeforeSources:
NSLog(@"kCFRunLoopBeforeSources");
break;
case kCFRunLoopBeforeWaiting:
NSLog(@"kCFRunLoopBeforeWaiting");
break;
case kCFRunLoopAfterWaiting:
NSLog(@"kCFRunLoopAfterWaiting");
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);
