RunLoop

什么是RunLoop

  • 从字面意思看

  • 运行循环

  • 跑圈

  • 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、Selector事件)

  • 节省CPU资源,提高程序性能:该做事时做事,该休息时休息

main函数中的RunLoop

int main(int argc, char * argv[]) {
    @autoreleasepool {
        return UIApplicationMain(argc, argv, nil, NSStringFromClass([AppDelegate class]));
    }
}
  • UIApplicationMain函数内部就启动了一个RunLoop
  • 所以UIApplicationMain函数一直没有返回,保持了程序的持续运行
  • 这个默认启动的RunLoop是跟主线程相关联的

RunLoop对象

  • iOS中有2套API来访问和使用RunLoop

  • Foundation

    • NSRunLoop
  • Core Foundation

    • CFRunLoopRef
  • NSRunLoopCFRunLoopRef都代表着RunLoop对象

  • 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)

RunLoop与线程

  • 每条线程都有唯一的一个与之对应的RunLoop对象

  • 主线程的RunLoop已经自动创建好了,子线程的RunLoop需要主动创建

  • RunLoop在第一次获取时创建,在线程结束时销毁

获得RunLoop对象

  • Foundation
[NSRunLoop currentRunLoop]; // 获得当前线程的RunLoop对象
[NSRunLoop mainRunLoop]; // 获得主线程的RunLoop对象
  • Core Foundation
CFRunLoopGetCurrent(); // 获得当前线程的RunLoop对象
CFRunLoopGetMain(); // 获得主线程的RunLoop对象

RunLoop相关类

  • Core Foundation中关于RunLoop的5个类
  • CFRunLoopRef
  • CFRunLoopModeRef
  • CFRunLoopSourceRef
  • CFRunLoopTimerRef
  • CFRunLoopObserverRef
RunLoop_第1张图片
RunLoop.png

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Source/Timer/Observer
  • 每次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
  • 这样做主要是为了分隔开不同组的Source/Timer/Observer,让其互不影响
  • 系统默认注册了5个Mode:
  • kCFRunLoopDefaultMode: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
  • 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
  • GSEventReceiveRunLoopMode: 接受系统事件的内部 Mode,通常用不到
  • kCFRunLoopCommonModes: 这是一个占位用的Mode,不是一种真正的Mode

CFRunLoopSourceRef

  • CFRunLoopSourceRef是事件源(输入源)
  • 以前的分法
  • Port-Based Sources
  • Custom Input Sources
  • Cocoa Perform Selector Sources
  • 现在的分法
  • Source0:非基于Port
  • Source1:基于Port

CFRunLoopTimerRef

  • CFRunLoopTimerRef是基于时间的触发器
  • 基本上说的就是NSTimer

CFRunLoopObserverRef

  • CFRunLoopObserverRef是观察者,能够监听RunLoop的状态改变
  • 可以监听的时间点有以下几个
/* 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),//即将推出Loop
    kCFRunLoopAllActivities = 0x0FFFFFFFU
};

RunLoop处理逻辑-官方版

  • RunLoop_第2张图片
    RunLoop官方处理逻辑图.png
  • RunLoop_第3张图片
    RunLoop官方处理逻辑.png

RunLoop处理逻辑-网友整理版

  • RunLoop_第4张图片
    RunLoop处理逻辑-网友整理版.png

RunLoop应用

  • NSTimer定时器
  • 通常你会发现NSTimer在用户执行一些操作时会暂停触发,这就是跟runloop有关系的
-(void)timer
{
    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];
    
    // 定时器只运行在UITrackingRunLoopMode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:UITrackingRunLoopMode];
    
    // 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];
}
-(void)timer2
{
    // 调用了scheduledTimer返回的定时器,已经自动被添加到当前runLoop中,而且是NSDefaultRunLoopMode
    NSTimer *timer = [NSTimer scheduledTimerWithTimeInterval:2.0 target:self selector:@selector(run) userInfo:nil repeats:YES];
    
    // 修改模式
    [[NSRunLoop currentRunLoop] addTimer:timer forMode:NSRunLoopCommonModes];
}
  • 在子线程开启一个定时器
-(void)viewDidLoad {
    [super viewDidLoad];
    
    self.thread = [[NSThread alloc] initWithTarget:self selector:@selector(execute) object:nil];
    [self.thread start];
}
-(void)execute
{
    [NSTimer scheduledTimerWithTimeInterval:2.0 target:self selector:@selector(test) userInfo:nil repeats:YES];
    
    [[NSRunLoop currentRunLoop] run];
}
  • observer监听消息循环机制(观察者)
/*
    CF的内存管理(Core Foundation)
    1.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
    * 比如CFRunLoopObserverCreate
    2.release函数:CFRelease(对象);
 */
-(void)observer
{
    // 创建observer
    CFRunLoopObserverRef observer = CFRunLoopObserverCreateWithHandler(CFAllocatorGetDefault(), kCFRunLoopAllActivities, YES, 0, ^(CFRunLoopObserverRef observer, CFRunLoopActivity activity) {
        NSLog(@"----监听到RunLoop状态发生改变---%zd", activity);
    });

    // 添加观察者:监听RunLoop的状态
    CFRunLoopAddObserver(CFRunLoopGetCurrent(), observer, kCFRunLoopDefaultMode);
    
    // 释放Observer
    CFRelease(observer);
}
  • PerformSelector使用和 ImageView显示
  • 有时候为了优化性能,在用户滑动交互时暂停图片的加载,使得界面滑动更加流畅
// 只在NSDefaultRunLoopMode模式下显示图片
    [self.imageView performSelector:@selector(setImage:) withObject:[UIImage imageNamed:@"placeholder"] afterDelay:3.0 inModes:@[NSDefaultRunLoopMode]];
  • 常驻线程
  • 苹果帮我们管理线程时,方法结束(下面的run方法)线程就会被杀死,即使被@property (nonatomic, strong) NSThread *thread;全局变量引用,run方法结束时内存中虽然还有这个线程,但是该线程也已经处于了消亡状态,RunLoop可以帮我们使一个线程不会执行完run方法,这样该线程就不会消亡。
  • 创建一个线程
//创建一个线程并开启
-(void)viewDidLoad {
    [super viewDidLoad]; 
    self.thread = [[NSThread alloc] initWithTarget:self selector:@selector(run) object:nil];
    [self.thread start];
}
  • 线程执行的方法,[[NSRunLoop currentRunLoop] run];可以自动创建一个RunLoop,并将其开启,但是请注意,这样的RunLoop中的source timer observer都为NULL这样的RunLoop会自动退出,并不能实现线程不死的效果,所以我们通过这个方法 [[NSRunLoop currentRunLoop] addPort:[NSPort port] forMode:NSDefaultRunLoopMode];随便给RunLoop添加一个source。这样就开启了一个RunLoop,下面这个run方法永远不会执行完,所以第二次打印NSLog(@"---------");永远不会执行
//线程执行的方法
-(void)run
{
//打印当前线程
    NSLog(@"----------run----%@", [NSThread currentThread]);
//子线程需要手动创建runloop
    [[NSRunLoop currentRunLoop] addPort:[NSPort port] forMode:NSDefaultRunLoopMode];
    [[NSRunLoop currentRunLoop] run];
    NSLog(@"---------");
//    [[NSRunLoop currentRunLoop] runMode:NSDefaultRunLoopMode beforeDate:[NSDate distantFuture]];
//    [[NSRunLoop currentRunLoop] runUntilDate:[NSDate distantFuture]];
}
  • 测试该线程是否死掉,点击屏幕,触发子线程执行test方法
-(void)touchesBegan:(NSSet *)touches withEvent:(UIEvent *)event
{
    [self performSelector:@selector(test) onThread:self.thread withObject:nil waitUntilDone:NO];
}
-(void)test
{
    NSLog(@"----------test----%@", [NSThread currentThread]);
}
  • 自动释放池
    @autoreleasepool {}将一些对象放入自动释放池,在runloop睡觉之前CFRunLoopBeforeWaiting会清理一次,在runloop唤醒时kCFRunLoopAfterWaiting会创建自动释放池

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