iOS学习——浅谈RunLoop

　　RunLoop的字面意思是运行循环、跑圈，一个App启动后能一直执行，就是因为启动后进入了一个循环，在这个循环中不断监听各种状态、手势动作，并做出相应的响应。这个循环就是我们今天要探究的RunLoop。

1 RunLoop基础

1.1 RunLoop的基本作用

• 保持程序的持续运行(ios程序为什么能一直活着不会死)
• 处理app中的各种事件（比如触摸事件、定时器事件【NSTimer】、selector事件【选择器·performSelector···】）
• 节省CPU资源，提高程序性能，有事情就做事情，没事情就休息

1.2 关于RunLoop的几点说明

1. 如果没有Runloop,那么程序一启动就会退出，什么事情都做不了。 
2. 如果有了Runloop，那么相当于在内部有一个死循环，能够保证程序的持续运行
3. main函数中的Runloop 
   • a 在UIApplication函数内部就启动了一个Runloop 该函数返回一个int类型的值 
   • b 这个默认启动的Runloop是跟主线程相关联的

1.3 RunLoop对象

1. 在iOS开发中有两套api来访问Runloop
   • foundation框架【NSRunloop】 
   • core foundation框架【CFRunloopRef】
2. NSRunLoop和CFRunLoopRef都代表着RunLoop对象,它们是等价的，可以互相转换
3. NSRunLoop是基于CFRunLoopRef的一层OC包装，所以要了解RunLoop内部结构，需要多研究CFRunLoopRef层面的API（Core Foundation层面）

1.4 RunLoop与线程

1. Runloop和线程的关系：
   • 一个Runloop对应着一条唯一的线程
   • 问题：如何让子线程不死 回答：给这条子线程开启一个Runloop
2. Runloop的创建：主线程Runloop已经创建好了，子线程的runloop需要手动创建
3. Runloop的生命周期：在第一次获取时创建，在线程结束时销毁

1.5 获取Runloop对象

/*1.获得当前Runloop对象*/
    //01 NSRunloop
     NSRunLoop * runloop1 = [NSRunLoop currentRunLoop];
    //02 CFRunLoopRef
    CFRunLoopRef runloop2 =   CFRunLoopGetCurrent();

/*2.拿到当前应用程序的主Runloop（主线程对应的Runloop）*/
    //01 NSRunloop
     NSRunLoop * runloop1 = [NSRunLoop mainRunLoop];
    //02 CFRunLoopRef
     CFRunLoopRef runloop2 =   CFRunLoopGetMain();

/*3.注意点：开一个子线程创建runloop,不是通过alloc init方法创建，而是直接通过调用currentRunLoop方法来创建，它本身是一个懒加载的。
4.在子线程中，如果不主动获取Runloop的话，那么子线程内部是不会创建Runloop的。可以下载CFRunloopRef的源码，搜索_CFRunloopGet0,查看代码。
5.Runloop对象是利用字典来进行存储，而且key是对应的线程Value为该线程对应的Runloop。*/

2 RunLoop相关类

2.1 Runloop运行原理图

　　在线程中开启RunLoop后，系统会进入一个死循环，这个循环在有事件触发时（触摸事件、定时器事件【NSTimer】、selector事件【选择器·performSelector···】等）就工作，没事情就休息，提高程序性能，节省CPU资源，示意图如下。

2.2 RunLoop相关的5个类

• CFRunloopRef
• CFRunloopModeRef【Runloop的运行模式】
• CFRunloopSourceRef【Runloop要处理的事件源】
• CFRunloopTimerRef【Timer事件】
• CFRunloopObserverRef【Runloop的观察者（监听者）】

　　Runloop要想跑起来，它的内部必须要有一个mode,这个mode里面必须有source\observer\timer，至少要有其中的一个。

2.2.1 CFRunloopModeRef

1. CFRunloopModeRef代表着Runloop的运行模式
2. 一个Runloop中可以有多个mode,一个mode里面又可以有多个source\observer\timer等等
3. 每次runloop启动的时候，只能指定一个mode,这个mode被称为该Runloop的当前mode
4. 如果需要切换mode,只能先退出当前Runloop,再重新指定一个mode进入，这样做主要是为了分割不同组的定时器等，让他们相互之间不受影响
5. 系统默认注册了5个mode
   • a.kCFRunLoopDefaultMode：App的默认Mode，通常主线程是在这个Mode下运行
   • b.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
   • c.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
   • d.GSEventReceiveRunLoopMode: 接受系统事件的内部 Mode，通常用不到
   • e.kCFRunLoopCommonModes: 这是一个占位用的Mode，不是一种真正的Mode

2.2.2  CFRunloopTimerRef：基于时间触发一个操作。基本上说的就是NSTimer

　　NSTimer在实际开发中会出现不准的情况，出现这种情况的主要是NSTimer的初始化有两种方法如下，然后第一种方法会自动添加到当前的RunLoop中，并且RunLoop的运行模式mode设置为kCFRunLoopDefaultMode，这种模式在界面被拖拽时运行mode变为UITrackingRunLoopMode，这时候defaultmode下的定时器就会停止工作，所以在界面拖拽时定时器不计时，导致计时不准。

+ (NSTimer *)scheduledTimerWithTimeInterval:(NSTimeInterval)interval repeats:(BOOL)repeats block:(void (^)(NSTimer *timer))block;

+ (NSTimer *)timerWithTimeInterval:(NSTimeInterval)interval repeats:(BOOL)repeats block:(void (^)(NSTimer *timer))block;

　　解决上述所说的定时器不准的方案是设置RunLoop的工作mode为kCFRunLoopCommonModes，这种模式可以在多种mode下都进行工作。

/*
    说明：
    （1）runloop一启动就会选中一种模式，当选中了一种模式之后其它的模式就都不鸟。一个mode里面可以添加多个NSTimer,也就是说以后当创建NSTimer的时候，可以指定它是在什么模式下运行的。
    （2）它是基于时间的触发器，说直白点那就是时间到了我就触发一个事件，触发一个操作。基本上说的就是NSTimer
    （3）相关代码
*/
- (void)timer2 {
    //NSTimer 调用了scheduledTimer方法，那么会自动添加到当前的runloop里面去，而且runloop的运行模式kCFRunLoopDefaultMode
    NSTimer *timer = [NSTimer scheduledTimerWithTimeInterval:2.0 target:self selector:@selector(run) userInfo:nil repeats:YES];

    //更改模式
    [[NSRunLoop currentRunLoop] addTimer:timer forMode:NSRunLoopCommonModes];
}

- (void)timer1 {
    //    [NSTimer scheduledTimerWithTimeInterval:2.0 target:self selector:@selector(run) userInfo:nil repeats:YES];
    NSTimer *timer = [NSTimer timerWithTimeInterval:2.0 target:self selector:@selector(run) userInfo:nil repeats:YES];

    //定时器添加到UITrackingRunLoopMode模式，一旦runloop切换模式，那么定时器就不工作
    //    [[NSRunLoop currentRunLoop] addTimer:timer forMode:UITrackingRunLoopMode];

    //定时器添加到NSDefaultRunLoopMode模式，一旦runloop切换模式，那么定时器就不工作
    //    [[NSRunLoop currentRunLoop] addTimer:timer forMode:NSDefaultRunLoopMode];

    //占位模式：common modes标记
    //被标记为common modes的模式 kCFRunLoopDefaultMode  UITrackingRunLoopMode
    [[NSRunLoop currentRunLoop] addTimer:timer forMode:NSRunLoopCommonModes];

    //    NSLog(@"%@",[NSRunLoop currentRunLoop]);
}

- (void)run {
    NSLog(@"---run---%@",[NSRunLoop currentRunLoop].currentMode);
}

- (IBAction)btnClick {
    NSLog(@"---btnClick---");
}

 GCD中的定时器的使用

//0.创建一个队列
    dispatch_queue_t queue = dispatch_get_global_queue(0, 0);

    //1.创建一个GCD的定时器
    /*
     第一个参数：说明这是一个定时器
     第四个参数：GCD的回调任务添加到那个队列中执行，如果是主队列则在主线程执行
     */
    dispatch_source_t timer = dispatch_source_create(DISPATCH_SOURCE_TYPE_TIMER, 0, 0, queue);

    //2.设置定时器的开始时间，间隔时间以及精准度

    //设置开始时间，三秒钟之后调用
    dispatch_time_t start = dispatch_time(DISPATCH_TIME_NOW,3.0 *NSEC_PER_SEC);
    //设置定时器工作的间隔时间
    uint64_t intevel = 1.0 * NSEC_PER_SEC;

    /*
     第一个参数：要给哪个定时器设置
     第二个参数：定时器的开始时间DISPATCH_TIME_NOW表示从当前开始
     第三个参数：定时器调用方法的间隔时间
     第四个参数：定时器的精准度，如果传0则表示采用最精准的方式计算，如果传大于0的数值，则表示该定时切换i可以接收该值范围内的误差，通常传0
     该参数的意义：可以适当的提高程序的性能
     注意点：GCD定时器中的时间以纳秒为单位（面试）
     */

    dispatch_source_set_timer(timer, start, intevel, 0 * NSEC_PER_SEC);

    //3.设置定时器开启后回调的方法
    /*
     第一个参数：要给哪个定时器设置
     第二个参数：回调block
     */
    dispatch_source_set_event_handler(timer, ^{
        NSLog(@"------%@",[NSThread currentThread]);
    });

    //4.执行定时器
    dispatch_resume(timer);

    //注意：dispatch_source_t本质上是OC类，在这里是个局部变量，需要强引用
    self.timer = timer;

 2.2.3 CFRunloopSourceRef

CFRunloopSourceRef是事件源也就是输入源，有两种分类模式；一种是按照苹果官方文档进行划分的，另一种是基于函数的调用栈来进行划分的（source0和source1）。

（1）以前的分法

• • Port-Based Sources
  • Custom Input Sources Cocoa
  • Perform Selector Sources

（2）现在的分法 Source0：非基于Port的； Source1：基于Port的

可以通过打断点的方式查看一个方法的函数调用栈

2.2.4 CFRunLoopObserverRef

（1）CFRunLoopObserverRef是观察者，能够监听RunLoop的状态改变

（2）如何监听

//创建一个runloop监听者
    CFRunLoopObserverRef observer = CFRunLoopObserverCreateWithHandler(CFAllocatorGetDefault(),kCFRunLoopAllActivities, YES, 0, ^(CFRunLoopObserverRef observer, CFRunLoopActivity activity) {

        NSLog(@"监听runloop状态改变---%zd",activity);
    });

    //为runloop添加一个监听者
    CFRunLoopAddObserver(CFRunLoopGetCurrent(), observer, kCFRunLoopDefaultMode);

    CFRelease(observer);

（3）监听的状态

typedef CF_OPTIONS(CFOptionFlags, CFRunLoopActivity) {
    kCFRunLoopEntry = (1UL << 0),   //即将进入Runloop
    kCFRunLoopBeforeTimers = (1UL << 1),    //即将处理NSTimer
    kCFRunLoopBeforeSources = (1UL << 2),   //即将处理Sources
    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runloop
    kCFRunLoopAllActivities = 0x0FFFFFFFU   //所有状态改变
};

3 RunLoop的运行逻辑