深入浅出Runloop

书上得来终觉浅、绝知此事要躬行。本文参考来源：http://mrpeak.cn/blog/ios-runloop/

一.Runloop 简介

什么是runloop ，简单来说、就是一个 do while 死循环、每次loop 都会执行下面的事情，当没有任务的时候就会进入休眠。

{
 performmask()  //执行任务
 callout_to_observer()  //通知外部
 sleep() //休眠
}

Performtask（）

每次loop都会都会执行若干个task，在我们runloop执行的任务又有哪些呢，总结下来有下面5种

DoBlocks() //CFRunLoopPerformBlock
DoSources0() //CFRunLoopSourceContext，CFRunLoopSourceCreate，CFRunLoopAddSource
DoSources1() // source1 并不对开发者开放，系统会使用它来执行一些内部任务，比如渲染 UI
DoTimers() //CFRunLoopDoTimers
DoMainQueue() //_dispatch_main_queue_callback_4CF（msg）这一步执行与runloopModel 没有关系。

callout_to_observer

主要是来通知外部观察者当前runloop执行了那些任务，当前runloop处于那种状态。有如下三种方式以及相对应调用的函数。

DoObserver-Timer
通过如下函数调用

__CFRunLoopDoObservers(rl, rlm, kCFRunLoopBeforeTimers);

DoObserver-Source0
通过如下函数调用

__CFRunLoopDoObservers(rl, rlm, kCFRunLoopBeforeSources);

这是上述五种执行任务方式中，两种可以注册 observer 的，其他几个都不支持，mainQueue，source1，block 都不行。所以理论上，是没有办法准确测量各个任务执行的时长的。

DoObserver-Activity

DoObserver-Activity是runloop 用来通知外部自己当前处于那个状态。根据源码runloop有如下几种状态

typedef CF_OPTIONS(CFOptionFlags, CFRunLoopActivity) {
    kCFRunLoopEntry = (1UL << 0),//开始进入某个Model
    kCFRunLoopBeforeTimers = (1UL << 1),
    kCFRunLoopBeforeSources = (1UL << 2),
    kCFRunLoopBeforeWaiting = (1UL << 5),//开始休眠之前
    kCFRunLoopAfterWaiting = (1UL << 6),//休眠中恢复
    kCFRunLoopExit = (1UL << 7),//退出切换model
    kCFRunLoopAllActivities = 0x0FFFFFFFU
};

sleep（）

没有任务就休眠，有任务就执行。

Runloop 完整执行流程

根据RunLoop简介我们已经将RunLoop 细分为三类，但是RunLoop并非是按上述划分顺序执行的，而他们是相互交错运行的。

完整流程图 .png

根据上面的流程图呈现了五种任务执行和六种通知外部函数的执行过程。

RunLoop Model

RunLoopModel 非常重要，核心点。

在一个程序运行中有一个主线程的RunLoop 和很多个子线程的Runloop。主线程的runLoop默认是开启状态，在我们的RunLoop里面又存在多个RunLoopModel，每个Model 都在执行上面描述的过程。在上面的任务和外部通知中大部分函数是和我们Model进行绑定执行的。RunLoop的结构源码如下

struct __CFRunLoopMode {
    ...
    CFStringRef _name;
    CFMutableSetRef _sources0;
    CFMutableSetRef _sources1;
    CFMutableArrayRef _observers;
    CFMutableArrayRef _timers;
    CFMutableDictionaryRef _portToV1SourceMap;
    CFIndex _observerMask;
    ...
};

RunLoopModel 的种类分为common和private两大类共五种。
公共的

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
kCFRunLoopCommonModes //集合模式这是一个占位用的Mode，作为标记kCFRunLoopDefaultMode和UITrackingRunLoopMode用，并不是一种真正的Mode

私有的

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，会切换到kCFRunLoopDefaultMode
GSEventReceiveRunLoopMode //接受系统事件的内部 Mode，通常用不到

我们常用的也就是公共里面的两种 kCFRunLoopDefaultMode 和 UITrackingRunLoopMode

RunLoop的作用

开发者通过RunLoop执行自己添加的任务
分析整个项目主线程的运行情况、检测卡顿等问题。

RunLoop和线程的关系

每条线程都有唯一的一个与之对应的RunLoop对象
RunLoop保存在一个全局的Dictionary里，线程作为key,RunLoop作为value
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