ios-RunLoop

- 什么是RunLoop?

从字面理解，循环跑。你也可以叫它事件循环，消息循环。本质是一个do{}while(0),条件永远为false的死循环。

- RunLoop和线程的关系？

1.每条线程都有与之对应的runLoop。
2.主线程默认是开启的，子线程需要自己手动开启。
3.runLoop在第一次获取时创建，在线程结束时销毁。

- RunLoop有什么用？

1.一般情况下，线程执行完当前任务就会销毁，下次要使用又的重新创建。
2.当我们开辟一条新的线程执行任务的时候，是要耗费cpu性能的。
3.runLoop可以让你创建的线程不销毁，当你任务执行完成后，它会在后台休眠，保持程序运行，当你有新的任务需要执行的时候，它会被系统唤醒，继续执行任务，从而节约系统资源。

- 程序中哪里使用了？

不知道大家想过没有，当我们的app运行之后，为什么能一直保持程序运行，接收处理用户的点击，触摸等事件？
我们来看看下面的代码：
是不是很眼熟？没错，这就是程序的入口main方法，做了下小小修改。

#import 
#import "AppDelegate.h"

int main(int argc, char * argv[]) {
    @autoreleasepool {
        NSLog(@"--->0");
        int result = UIApplicationMain(argc, argv, nil, NSStringFromClass([AppDelegate class]));
        
        NSLog(@"--->1");
        return result;
    }
}

运行之后你会发现--->1不会打印。因为UIApplicationMain内部开启了个runLoop，也就是个死循环，所以--->1永远都不会打印。

- 上面简单介绍了RunLoop基本概念，下面我们来看看怎么创建使用。

• runLoop是不能自己创建的，只能使用系统方法获取。
• apple为我们操作使用runLoop提供了下面2个对象。
  1.CFRunLoopRef(Core Fundation框架)
  基于c语言开发，是开源的，线程安全的。
  2.NSRunLoop(Fundation框架)
  对CFRunLoopRef的简单封装，是面向对象的，是线程不安全的。

- 获取RunLoop

NSRunLoop:
[NSRunLoop mainRunLoop]; // 获取主线程runLoop
[NSRunLoop currentRunLoop]; // 获取当前线程runLoop

CFRunLoopRef:
CFRunLoopGetMain(); // 获取主线程runLoop
CFRunLoopGetCurrent(); // 获取当前线程runLoop

- RunLoop相关的类

• CFRunLoopRef
• CFRunLoopModelRef
• CFRunLoopSourceRef
• CFRunLoopTimeRef
• CFRunLoopObserverRef

各类之间的关系

1.一个 RunLoop 包含若干个 Mode，每个 Mode 又包含若干个 Source/Timer/Observer。
2.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。
3.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。

CFRunLoopModelRef

runLoop运行模式，系统提供了5种模式。

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

事件产生的地方，既事件源。
Source有2种：
1.source0
非基于Port的 ，用于用户主动触发事件(按钮点击或触摸之类)
2.source1
基于Port的，通过内核和其它线程相互发送消息，能主动唤醒runLoop的线程。

CFRunLoopTimeRef

基于时间的触发器，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

观察者。当runLoop状态发生改变，观察者就能通过回调接收这个变化。
可监测状态如下：

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), // 即将退出Loop
};

CFRunLoopObserverRef ref = CFRunLoopObserverCreateWithHandler(CFAllocatorGetDefault(), kCFRunLoopAllActivities, YES, 0, ^(CFRunLoopObserverRef observer, CFRunLoopActivity activity) {
        switch (activity) {
            case kCFRunLoopEntry:
                NSLog(@"RunLoop进入");
                break;
            case kCFRunLoopBeforeTimers:
                NSLog(@"RunLoop要处理Timers了");
                break;
            case kCFRunLoopBeforeSources:
                NSLog(@"RunLoop要处理Sources了");
                break;
            case kCFRunLoopBeforeWaiting:
                NSLog(@"RunLoop要休息了");
                break;
            case kCFRunLoopAfterWaiting:
                NSLog(@"RunLoop醒来了");
                break;
            case kCFRunLoopExit:
                NSLog(@"RunLoop退出了");
                break;
                
            default:
                break;
        }
    });
    
    CFRunLoopAddObserver(CFRunLoopGetCurrent(), ref, kCFRunLoopCommonModes);
    CFRelease(ref);

- RunLoop退出

1.线程销毁。
2.当mode中time,source都为空的时候，runLoop会立刻退出。
3.设置runLoop结束时间。

[NSRunLoop currentRunLoop]runUntilDate:<#(nonnull NSDate *)#>
[NSRunLoop currentRunLoop]runMode:<#(nonnull NSString *)#> beforeDate:<#(nonnull NSDate *)#>

- 自动释放池

主线程中会自动创建自动释放池。
子线程中调用runLoop需手动创建自动释放池。

子线程中才需要加入autoreleasepool
 @autoreleasepool {
     [[NSRunLoop currentRunLoop] addPort:[NSPort port] forMode:NSDefaultRunLoopMode];
     [[NSRunLoop currentRunLoop] run];
 }

- runLoop应用

• 保持线程不被销毁
  默认情况下，当任务执行完后，线程会被立刻销毁，如果需要在执行任务，必须重新开启一条线程，在那种需要重复创建线程完成任务的情况下，会造成cpu性能的损耗。

开启一个线程，并持有该线程
@property (nonatomic, strong) NSThread *thread;
NSThread *thread = [[NSThread alloc] initWithTarget:self selector:@selector(threadTest) object:nil];
    _thread = thread;
[thread start];

- (void)threadTest
{
     NSLog(@"threadTest.......%@",[NSThread currentThread]);
}

点击屏幕的时候在该线程下在调用上面的函数，你会发现它没有打印。
- (void)touchesBegan:(NSSet *)touches withEvent:(UIEvent *)event
{
    [self performSelector:@selector(threadTest) onThread:_thread withObject:nil waitUntilDone:NO];
}

// 虽然用strong强引用了thread，使得thread没有被释放，但是你会发现，你还是无法唤起该线程来执行任务。

我们将上面的threadTest方法修改成下面这样，你会发现当点击屏幕的时候它会正常调用了。
- (void)threadTest
{
     NSLog(@"threadTest.......%@",[NSThread currentThread]); // 注意，这句话要放在runLoop上面，否则就不会打印了，因为runLoop是个死循环嘛。
    [[NSRunLoop currentRunLoop] addPort:[NSPort port] forMode:NSDefaultRunLoopMode];
    [[NSRunLoop currentRunLoop] run];
}

• timerWithTimeInterval

- (void)viewDidLoad {
    [super viewDidLoad];
    [NSTimer timerWithTimeInterval:1 target:self selector:@selector(myTimer) userInfo:nil repeats:YES];
}
- (void)myTimer 
{
    NSLog(@"myTimer.......%@",[NSThread currentThread]); // 不会打印
}
// 你会发现上面的方法不会调用，因为timerWithTimeInterval方法并没有加入到runLoop中，所以不会执行。

在timerWithTimeInterval下面加上：
 [[NSRunLoop currentRunLoop] addTimer:timer forMode:NSRunLoopCommonModes];
 [[NSRunLoop currentRunLoop] run];

• scheduledTimerWithTimeInterval

- (void)viewDidLoad {
    [super viewDidLoad];

    [NSTimer scheduledTimerWithTimeInterval:2 target:self selector:@selector(myTimer) userInfo:nil repeats:YES];
}

- (void)myTimer
{
    NSLog(@"myTimer.......%@",[NSThread currentThread]); // 会打印
}
// 你会发现上面的方法会调用，因为scheduledTimerWithTimeInterval会自动加入到主线程中，主线程中的runLoop已默认开启，所以会执行。

如果我们在子线程中调用scheduledTimerWithTimeInterval方法会这样？
dispatch_async(dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0), ^{
     [NSTimer scheduledTimerWithTimeInterval:2 target:self selector:@selector(myTimer) userInfo:nil repeats:YES];
});
// 你会发现myTimer方法不会调用了。如果想要它在子线程中调用怎么办？
在子线程中加入：
[[NSRunLoop currentRunLoop] addTimer:_timer forMode:NSRunLoopCommonModes];
[[NSRunLoop currentRunLoop] run];

总结：1. timerWithTimeInterval
不会自动在主线程runLoop中运行，需要手动添加到runLoop中运行。2.scheduledTimerWithTimeInterval
会自动添加到主线程runLoop中运行，但如果你在子线程中调用该方法，则需要手动添加到子线程runLoop中，否则不会运行。

- RunLoop内部处理流程

apple官方

RunLoop内部处理流程

1.通知观察者 run loop 已经启动
2.通知观察者将要开始处理Timer事件
3.通知观察者将要处理非基于端口的Source0
4.启动准备好的Souecr0
5.如果基于端口的源Source1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
改：
（1）某一事件到达基于端口的源
（2）定时器启动
（3）Run loop 设置的时间已经超时
（4）run loop 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，跳回2
改：
（1）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
（2）如果输入源启动,传递相应的消息
（3）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

- 参考

http://www.cocoachina.com/ios/20150601/11970.html
http://www.jianshu.com/p/b9426458fcf6