详解Run Loop

Run Loop

• Run Loop是事件驱动的。
• iOS中有2套API来访问使用Run Loop
  • Foundation（OC语言）
    • NSRun Loop（对CFRun LoopREF的封装）
  • Core Foundation(C语言)
    • CFRun LoopREF

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Run Loop与线程

• 每条线程都有唯一的Run Loop对象与之对应。
• 主线程的Run Loop会自动创建，子线程的Run Loop需要手动创建。
• Run Loop在第一次获取时创建，在线程结束时销毁。

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获取Run Loop对象

• 获取当前线程的Run Loop对象

  //Foundation
  [NSRun Loop currentRun Loop];
  //Core Foundation
  CFRun LoopGetCurrent();
  

• 获取主线程Run Loop

//Foundation
[NSRun Loop mainRun Loop];
//Core Foundation
CFRun LoopGetMain();

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Run Loop相关类

CFRun LoopRef
CFRun LoopModeRef
CFRun LoopSourceRef
CFRun LoopTimerRef
CFRun LoopObserverRef

RunLoop.png

• 一个 Run Loop 包含若干个Mode，每个Mode中包含若干个Source/Oberver/Timer。

CFRun LoopModeRef

• CFRun LoopModelRef代表 Run Loop 的运行模式

• 每次Run Loop启动的时候，只能指定一个Mode。这个Mode叫做CurrentMode。

  [[NSRun Loop currentRun Loop] runMode:<(nonnull NSString *)> beforeDate:<(nonnull NSDate *)>];
  

• 如果想要切换Mode，只能退出Loop，再进入新的Mode。这样做的目的是分隔开不同组的Source/Oberver/Timer，让其互不影响。

• 系统默认注册的5个Mode：

  • kCFRun LoopDefaultMode：App的默认Mode，通常主线程是在这个Mode下运行。
  • UITrackingRun LoopMode：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。
  • UIInitializationRun LoopMode: 在刚启动 App 时第进入的第一个 Mode，启动完成后就不再使用。
  • GSEventReceiveRun LoopMode: 接受系统事件的内部 Mode，通常用不到。
  • kCFRun LoopCommonModes: 这是一个占位用的Mode，不是一种真正的Mode。

CFRun LoopTimerRef

• CFRun LoopTimerRef是基于时间的触发器

• 举例：

  //此方法是通过Run Loop实现的，Mode为：kCFRun LoopDefaultMode
  [NSTimer scheduledTimerWithTimeInterval:2.0 target:self selector:@selector(run) userInfo:nil repeats:YES];
  
  //等价于
  NSTimer *timer = [NSTimer timerWithTimeInterval:2.0 target:self selector:@selector(run) userInfo:nil repeats:YES];
  [[NSRun Loop currentRun Loop] addTimer:timer forMode:NSDefaultRun LoopMode];
  

CFRun LoopSourceRef

• CFRun LoopSourceRef是事件源。（输入源）
• Source的分类

  • Source0：非基于Port的。（举例：按钮点击事件）

    
    
    

    监听按钮点击的函数栈

  • Source1：基于Port的，通过内核和其他线程通信、接收、分发系统事件。（举例：手指点击屏幕的时候，先把事件包装成一个Event，先到Source1，之后分发个Source0）

CFRun LoopObserverRef

• CFRun LoopObserverRef是观察者，可以监听Run Loop的状态改变。

• 能够监听的时间点：

  /* Run Loop Observer Activities */
  typedef CF_OPTIONS(CFOptionFlags, CFRun LoopActivity) {
      kCFRun LoopEntry = (1UL << 0), //即将进入Run Loop
      kCFRun LoopBeforeTimers = (1UL << 1), //即将处理Timer
      kCFRun LoopBeforeSources = (1UL << 2), //即将处理Source
      kCFRun LoopBeforeWaiting = (1UL << 5), //即将进入休眠
      kCFRun LoopAfterWaiting = (1UL << 6), //刚从休眠中唤醒
      kCFRun LoopExit = (1UL << 7), //即将退出Run Loop
      kCFRun LoopAllActivities = 0x0FFFFFFFU
  };
  

• 举例实现：

    //没有NS封装过的函数，只有这一种方式。
    // 创建observer，通过block创建.也可通过函数回调创建:FRunLoopObserverRefCFRunLoopObserverCreate(CFAllocatorRef allocator, CFOptionFlags activities, Boolean repeats, CFIndex order, CFRun LoopObserverCallBack callout, CFRun LoopObserverContext *context);
    CFRun LoopObserverRef observer = CFRun LoopObserverCreateWithHandler(CFAllocatorGetDefault(), kCFRun LoopAllActivities, YES, 0, ^(CFRun LoopObserverRef observer, CFRun LoopActivity activity) {
      NSLog(@"----监听到Run Loop状态发生改变---%zd", activity);
    });
    //CFRun LoopObserverRef CFRun LoopObserverCreateWithHandler(CFAllocatorRef allocator, CFOptionFlags activities, Boolean repeats, CFIndex order, void (^block) (CFRun LoopObserverRef observer, CFRun LoopActivity activity));
    //第一个参数：CFAllocatorGetDefault();第二个参数：能监听的状态;第三个参数：是否重复;第四个参数：传0;
    // 添加观察者：监听Run Loop的状态
    CFRun LoopAddObserver(CFRun LoopGetCurrent(), observer, kCFRun LoopDefaultMode);
    //void CFRun LoopAddObserver(CFRun LoopRef rl, CFRun LoopObserverRef observer, CFStringRef mode);
    //第一个参数：需要监听的Run Loop;第二个参数：观察者;第三个参数：Run Loop的模式;
  // 释放Observer
  CFRelease(observer);
  

  • 注意：Core Foundation（CF）的内存管理，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。ARC是Foundation里的。

Run Loop处理逻辑：

Run Loop

• Run Loop的事件队列：
  • 每次运行Run Loop，你线程的Run Loop对会自动处理之前未处理的消息，并通知相关的观察者。具体的顺序如下：
    1. 通知观察者Run Loop已经启动。
    2. 通知观察者任何即将要开始的定时器。
    3. 通知观察者任何即将启动的非基于端口的源。
    4. 启动任何准备好的非基于端口的源。
    5. 如果基于端口的源准备好并处于等待状态，立即启动；并进入步骤9。
    6. 通知观察者线程进入休眠。
    7. 将线程置于休眠直到任一下面的事件发生：
       • 某一事件到达基于端口的源。
       • 定时器启动。
       • Run Loop设置的时间已经超时。
       • Run Loopp被显式唤醒。
    8. 通知观察者线程将被唤醒。
    9. 处理未处理的事件。
       • 如果用户定义的定时器启动，处理定时器事件并重启Run Loop。进入步骤2。
       • 如果输入源启动，传递相应的消息。
       • 如果Run Loop被显式唤醒而且时间还没超时，重启Run Loop。进入步骤2。
    10. 通知观察者Run Loop结束。

Run Loop应用

1. 启动Run Loop

   [[NSRunLoop currentRunLoop] run];
   //等于
   [[NSRunLoop currentRunLoop] runMode:NSDefaultRunLoopMode beforeDate:[NSDate distantFuture]];
   //等于
   [[NSRunLoop currentRunLoop] runUntilDate:[NSDate distantFuture]];
   

2. 只在NSDefaultRunLoopMode模式下显示图片

   [self.imageView performSelector:@selector(setImage:) withObject:[UIImage imageNamed:@"placeholder"] afterDelay:3.0 inModes:@[NSDefaultRunLoopMode]];
   

3. 常驻线程，保证线程不死

   [[NSRunLoop currentRunLoop] addPort:[NSPort port] forMode:NSDefaultRunLoopMode];
   [[NSRunLoop currentRunLoop] run];
   
   //或者（不推荐）
   while(flag)
   {
       [[NSRunLoop currentRunLoop] run];
   }
   

4. 子线程定时做事情(NSTimer)

   NSTimer *time = [NSTimer timerWithTimeInterval:2.0 target:self selector:@selector() userInfo:nil repeats:YES];
   [[NSRunLoop currentRunLoop] addTimer:time forMode:NSDefaultRunLoopMode];
   [[NSRunLoop currentRunLoop] run];
   //或者
   NSTimer scheduledTimerWithTimeInterval:2.0 target:self selector:@selector() userInfo:nil repeats:YES];
   [[NSRunLoop currentRunLoop] run];