iOS多线程(5)-NSRunLoop

本文部分引自：https://www.jianshu.com/p/d260d18dd551
实例下载：https://github.com/PeaceWanghp/RunLoop.git

• RunLoop简介：

  可以理解为字面意思：Run表示运行，Loop表示循环。结合在一起就是运行的循环的意思。
  RunLoop实际上是一个对象，这个对象在循环中用来处理程序运行过程中出现的各种事件（比如说触摸事件、UI刷新事件、定时器事件、Selector事件），从而保持程序的持续运行；而且在没有事件处理的时候，会进入睡眠模式，从而节省CPU资源，提高程序性能。

• RunLoop和线程：

  RunLoop和线程是息息相关的，我们知道线程的作用是用来执行特定的一个或多个任务，但是在默认情况下，线程执行完之后就会退出，就不能再执行任务了。这时我们就需要采用一种方式来让线程能够处理任务，并不退出。所以，我们就有了RunLoop。

  一条线程对应一个RunLoop对象，每条线程都有唯一一个与之对应的RunLoop对象。
  我们只能在当前线程中操作当前线程的RunLoop，而不能去操作其他线程的RunLoop。
  RunLoop对象在第一次获取RunLoop时创建，销毁则是在线程结束的时候。
  主线程的RunLoop对象系统自动帮助我们创建好了(原理如下)，而子线程的RunLoop对象需要我们主动创建。

• RunLoop相关类：

  下面我们来了解一下Core Foundation框架下关于RunLoop的5个类，只有弄懂这几个类的含义，我们才能深入了解RunLoop运行机制。

  CFRunLoopRef：代表RunLoop的对象
  CFRunLoopModeRef：RunLoop的运行模式
  CFRunLoopTimerRef：就是RunLoop模型图中提到的定时源
  CFRunLoopObserverRef：观察者，能够监听RunLoop的状态改变
  CFRunLoopSourceRef：就是RunLoop模型图中提到的输入源/事件源

  他们的关系是：
  一个RunLoop对象（CFRunLoopRef）中包含若干个运行模式（CFRunLoopModeRef）。而每一个运行模式下又包含若干个输入源（CFRunLoopSourceRef）、定时源（CFRunLoopTimerRef）、观察者（CFRunLoopObserverRef）。

  每次RunLoop启动时，只能指定其中一个运行模式（CFRunLoopModeRef），这个运行模式（CFRunLoopModeRef）被称作CurrentMode。
  如果需要切换运行模式（CFRunLoopModeRef），只能退出Loop，再重新指定一个运行模式（CFRunLoopModeRef）进入。
  这样做主要是为了分隔开不同组的输入源（CFRunLoopSourceRef）、定时源（CFRunLoopTimerRef）、观察者（CFRunLoopObserverRef），让其互不影响 。

  (1)CFRunLoopRef

  CFRunLoopRef就是Core Foundation框架下RunLoop对象类。我们可通过以下方式来获取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
  

  //当然，在Foundation框架下获取RunLoop对象类的方法如下：
  [NSRunLoop currentRunLoop]; // 获得当前线程的RunLoop对象
  [NSRunLoop mainRunLoop]; // 获得主线程的RunLoop对象
  

  (2)CFRunLoopModeRef

  五种模式:

  • kCFRunLoopDefaultMode：App的默认运行模式，通常主线程是在这个运行模式下运行
  • UITrackingRunLoopMode：跟踪用户交互事件（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：接受系统内部事件，通常用不到
  • kCFRunLoopCommonModes：伪模式，不是一种真正的运行模式（后边会用到）

  其中kCFRunLoopDefaultMode、UITrackingRunLoopMode、kCFRunLoopCommonModes是我们开发中需要用到的模式，具体使用方法我们在下面来演示说明。

  (3)CFRunLoopTimerRef

  CFRunLoopTimerRef是定时源（RunLoop模型图中提到过），理解为基于时间的触发器，基本上就是NSTimer（哈哈，这个理解就简单了吧）。下面我们来演示下CFRunLoopModeRef和CFRunLoopTimerRef结合的使用用法，从而加深理解。

  NSDefaultRunLoopMode：

  //只在ScrollView非滚动时执行
  - (void)timerAction {
    [NSTimer scheduledTimerWithTimeInterval:2.0 
                                     target:self
                                   selector:@selector(timerRunAction) 
                                   userInfo:nil
                                    repeats:YES];
    或    
    NSTimer *timer = [NSTimer timerWithTimeInterval:2.0 
                                             target:self 
                                         selector:@selector(timerRunAction) 
                                         userInfo:nil
                                          repeats:YES];
    [[NSRunLoop currentRunLoop] addTimer:timer forMode:NSDefaultRunLoopMode];
  }
  
  - (void)timerRunAction {
    NSLog(@"Timer run! = %f",[NSDate date].timeIntervalSince1970);
  }
  
  

  UITrackingRunLoopMode：

  //只在ScrollView滚动时执行
  - (void)trackAction {
    NSTimer *timer = [NSTimer timerWithTimeInterval:2.0 
                                             target:self 
                                         selector:@selector(trackRunAction) 
                                        userInfo:nil 
                                         repeats:YES];
    [[NSRunLoop currentRunLoop] addTimer:timer forMode:UITrackingRunLoopMode];
  }
  
  - (void)trackRunAction {
    NSLog(@"Track timer run! = %f",[NSDate date].timeIntervalSince1970);
  }
  

  NSRunLoopCommonModes：

  //同时处理闲时和滚动时
  - (void)commonAction {
    NSTimer *timer = [NSTimer timerWithTimeInterval:2.0 
                                             target:self 
                                         selector:@selector(commonRunAction) 
                                         userInfo:nil 
                                          repeats:YES];
    [[NSRunLoop currentRunLoop] addTimer:timer forMode:NSRunLoopCommonModes];
  }
  
  - (void)commonRunAction {
    NSLog(@"Track timer run! = %f",[NSDate date].timeIntervalSince1970);
  }
  

  (4)CFRunLoopObserverRef

  CFRunLoopObserverRef是观察者，用来监听RunLoop的状态改变
  CFRunLoopObserverRef可以监听的状态改变有以下几种：

  typedef CF_OPTIONS(CFOptionFlags, CFRunLoopActivity) {
    kCFRunLoopEntry = (1UL << 0),               // 即将进入Loop：1
    kCFRunLoopBeforeTimers = (1UL << 1),        // 即将处理Timer：2    
    kCFRunLoopBeforeSources = (1UL << 2),       // 即将处理Source：4
    kCFRunLoopBeforeWaiting = (1UL << 5),       // 即将进入休眠：32
    kCFRunLoopAfterWaiting = (1UL << 6),        // 即将从休眠中唤醒：64
    kCFRunLoopExit = (1UL << 7),                // 即将从Loop中退出：128
    kCFRunLoopAllActivities = 0x0FFFFFFFU       // 监听全部状态改变  
  };
  

  设置观察者:

  - (void)observerAction {
    CFRunLoopObserverRef observer = CFRunLoopObserverCreateWithHandler(CFAllocatorGetDefault(), kCFRunLoopAllActivities, YES, 0, ^(CFRunLoopObserverRef observer, CFRunLoopActivity activity) {
        NSLog(@"RunLoop Changed Activity---%zd",activity);
    });
    CFRunLoopAddObserver(CFRunLoopGetCurrent(), observer, kCFRunLoopDefaultMode);
    CFRelease(observer);
  }
  

  输出：

  2018-03-28 12:37:36.067551+0800  RunLoop Changed Activity---2
  2018-03-28 12:37:36.067733+0800  RunLoop Changed Activity---4
  2018-03-28 12:37:36.067853+0800  RunLoop Changed Activity---32
  2018-03-28 12:37:36.068480+0800  RunLoop Changed Activity---64
  2018-03-28 12:37:36.068645+0800  RunLoop Changed Activity---2
  2018-03-28 12:37:36.068762+0800  RunLoop Changed Activity---4
  2018-03-28 12:37:36.068895+0800  RunLoop Changed Activity---32
  2018-03-28 12:37:36.569414+0800  RunLoop Changed Activity---64
  2018-03-28 12:37:36.569646+0800  RunLoop Changed Activity---2
  2018-03-28 12:37:36.569752+0800  RunLoop Changed Activity---4
  2018-03-28 12:37:36.569848+0800  RunLoop Changed Activity---32
  2018-03-28 12:37:36.570096+0800  RunLoop Changed Activity---64
  2018-03-28 12:37:36.570202+0800  RunLoop Changed Activity---2
  2018-03-28 12:37:36.570301+0800  RunLoop Changed Activity---4
  2018-03-28 12:37:36.570406+0800  RunLoop Changed Activity---32
  2018-03-28 12:37:36.570512+0800  RunLoop Changed Activity---64
  2018-03-28 12:37:36.570637+0800  RunLoop Changed Activity---2
  2018-03-28 12:37:36.570741+0800  RunLoop Changed Activity---4
  2018-03-28 12:37:36.570854+0800  RunLoop Changed Activity---32
  2018-03-28 12:37:36.571032+0800  RunLoop Changed Activity---64
  2018-03-28 12:37:36.571130+0800  RunLoop Changed Activity---2
  2018-03-28 12:37:36.571222+0800  RunLoop Changed Activity---4
  2018-03-28 12:37:36.571322+0800  RunLoop Changed Activity---32
  

  (5)CFRunLoopSourceRef

  事件分为:
  source0:非基于Port的,用于用户主动触发的事件。
  source1:基于Port的，通过内核和其他线程相互发送消息 。

  例子：source0通过点击按钮
  

  事件触发source0.png

• 实际应用场景

  (1)TableView显示图片过多时可采用闲时更新

  #pragma mark -
  #pragma mark -- TableView
  - (void)tableView:(int)index {
    float y = 20 + index * 50;
    UITableView *tableView = [[UITableView alloc] initWithFrame:CGRectMake(0, y, self.view.frame.size.width, self.view.frame.size.height-y) style:UITableViewStylePlain];
    tableView.delegate = self;
    tableView.dataSource = self;
    tableView.rowHeight = 165;
    [self.view addSubview:tableView];
  }
  
  - (NSInteger)tableView:(UITableView *)tableView numberOfRowsInSection:(NSInteger)section {
    return 500;
  }
  
  - (UITableViewCell *)tableView:(UITableView *)tableView cellForRowAtIndexPath:(NSIndexPath *)indexPath {
    static NSString *identifier = @"TableViewCell";
    SpaceCell *cell = [tableView dequeueReusableCellWithIdentifier:identifier];
    if (!cell) {
        cell = [[SpaceCell alloc] initWithStyle:UITableViewCellStyleDefault reuseIdentifier:identifier];
    }
    cell.topLabel.text =  [NSString stringWithFormat:@"%zd - show the title ", indexPath.row];
    cell.bottomLabel.text = [NSString stringWithFormat:@"%zd - show the bottom title text.", indexPath.row];
    
    [cell.imgV1 setImage:nil];
    [cell.imgV2 setImage:nil];
    [cell.imgV3 setImage:nil];
    
    //滚动很流畅
    [cell.imgV1 performSelector:@selector(setImage:) withObject:getImg() afterDelay:0 inModes:@[NSDefaultRunLoopMode]];
    [cell.imgV2 performSelector:@selector(setImage:) withObject:getImg() afterDelay:0 inModes:@[NSDefaultRunLoopMode]];
    [cell.imgV3 performSelector:@selector(setImage:) withObject:getImg() afterDelay:0 inModes:@[NSDefaultRunLoopMode]];
    
  //明显卡顿
  //    cell.imgV1.image = getImg();
  //    cell.imgV2.image = getImg();
  //    cell.imgV3.image = getImg();
    
    return cell;
  }
  
  UIImage *getImg() {
    NSString *path1 = [[NSBundle mainBundle] pathForResource:@"beauty" ofType:@"jpg"];
    UIImage *img = [UIImage imageWithContentsOfFile:path1];
    return img;
  }
  

  (2)常驻线程

  如果我们有某些任务需要频繁的操作，但是每次新起一个临时线程又较耗费资源，这时我们创建一个常驻后台的线程就能解决这些问题。

  //创建线程和添加任务
  - (void)strongeThreadAction {
    if (!self.thread) {
        self.thread = [[NSThread alloc] initWithTarget:self selector:@selector(strongeThread) object:nil];
        [self.thread start];
    }
    else {
        [self performSelector:@selector(addActionToThread) onThread:self.thread withObject:nil waitUntilDone:NO];
    }
  }
  
  //开启线程runloop
  - (void)strongeThread {
    NSLog(@"----add run loop-----");
    
    [[NSRunLoop currentRunLoop] addPort:[NSPort port] forMode:NSDefaultRunLoopMode];
    [[NSRunLoop currentRunLoop] run];
  }
  
  //添加任务
  - (void)addActionToThread {
    NSDate *date = [NSDate date];
    NSLog(@"----Do Action1-----%f",date.timeIntervalSince1970);
    sleep(3);
    NSLog(@"----Do Action2-----%f",date.timeIntervalSince1970);
  }