iOS面试-Runloop简单介绍

一. Runloop基本作用

1）保持程序的持续运行

处理APP中各种事件(比如触摸事件，定时器事件，selector事件)

节省cup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]));
    }
}

代码UIApplicationMain函数内部启动了一个runLoop,所以UIApplicationMain函数一直没有返回，保持程序的持续运行。这个默认启动runloop是跟主线程关联的。
点击UIApplicationMain这个函数我们发现，它是有返回值的， UIKIT_EXTERN int UIApplicationMain(int argc, char * _Nonnull * _Null_unspecified argv, NSString * _Nullable principalClassName, NSString * _Nullable delegateClassName);，这里我们可以测试一下，UIApplicationMain函数内部是一直执行的，是启动了一个runloop的，测试代码如下：

int main(int argc, char * argv[]) {
    @autoreleasepool {
        NSLog(@"-------star--------");
        int number =  UIApplicationMain(argc, argv, nil, NSStringFromClass([AppDelegate class]));
        NSLog(@"number:%d",number);
        return number;
    }
}

控制台输出如下：

2018-09-22 18:08:16.417670+0800 123Demo[919:39945] -------star--------

这里我们发现我们的number并没有被输出，因为UIApplicationMain函数一直没有返回，UIApplicationMain函数内部一直在执行。

二. RunLoop对象

iOS中有两套API来访问和使用RunLoop

Foundation NSRunLoop
Core Foundation CFRunLoopRef

Runloop相关资料 https://opensource.apple.com/source/CF/CF-1151.16/
链接 https://pan.baidu.com/s/14xMqWH47X5tex0KPjxkMAw 密码:lx8u

三. RunLoop与线程

Foundation

[NSRunLoop currentRunLoop]; // 获得当前线程的NSRunLoop对象
[NSRunLoop mainRunLoop]; // 获得主线程的NSRunLoop对象

Core Foundation

CFRunLoopGetCurrent(); // 获得当前线程的NSRunLoop对象
CFRunLoopGetMain(); // 获得主线程的NSRunLoop对象

这里，我们可以看下CFRunLoop.c里面的核心源码

   // Do any additional setup after loading the view, typically from a nib.
    // should only be called by Foundation
    // t==0 is a synonym for "main thread" that always works
    CF_EXPORT CFRunLoopRef _CFRunLoopGet0(pthread_t t) {
        if (pthread_equal(t, kNilPthreadT)) {
            t = pthread_main_thread_np();
        }
        __CFLock(&loopsLock);
        if (!__CFRunLoops) {
            __CFUnlock(&loopsLock);
            // 创建字典
            CFMutableDictionaryRef dict = CFDictionaryCreateMutable(kCFAllocatorSystemDefault, 0, NULL, &kCFTypeDictionaryValueCallBacks);
            // 创建主线程对应的runloop
            CFRunLoopRef mainLoop = __CFRunLoopCreate(pthread_main_thread_np());
            // 使用字典保存主线程-主线程对应的runloop
            CFDictionarySetValue(dict, pthreadPointer(pthread_main_thread_np()), mainLoop);
            if (!OSAtomicCompareAndSwapPtrBarrier(NULL, dict, (void * volatile *)&__CFRunLoops)) {
                CFRelease(dict);
            }
            CFRelease(mainLoop);
            __CFLock(&loopsLock);
        }
        // 从字典中获取子线程的runloop
        CFRunLoopRef loop = (CFRunLoopRef)CFDictionaryGetValue(__CFRunLoops, pthreadPointer(t));
        __CFUnlock(&loopsLock);
        if (!loop) {
            // 如果子线程的runloop不存在，那么就为该线程创建一个对应的runloop
            CFRunLoopRef newLoop = __CFRunLoopCreate(t);
            __CFLock(&loopsLock);
            loop = (CFRunLoopRef)CFDictionaryGetValue(__CFRunLoops, pthreadPointer(t));
            // 把当前子线程和对应的runloop保存到字典中
            if (!loop) {
                CFDictionarySetValue(__CFRunLoops, pthreadPointer(t), newLoop);
                loop = newLoop;
            }
            // don't release run loops inside the loopsLock, because CFRunLoopDeallocate may end up taking it
            __CFUnlock(&loopsLock);
            CFRelease(newLoop);
        }
        if (pthread_equal(t, pthread_self())) {
            _CFSetTSD(__CFTSDKeyRunLoop, (void *)loop, NULL);
            if (0 == _CFGetTSD(__CFTSDKeyRunLoopCntr)) {
                _CFSetTSD(__CFTSDKeyRunLoopCntr, (void *)(PTHREAD_DESTRUCTOR_ITERATIONS-1), (void (*)(void *))__CFFinalizeRunLoop);
            }
        }
        return loop;
    }

Tips
每条线程都有唯一的一个与之对应的RunLoop对象.
主线程RunLoop已经自动创建好了，子线程的RunLoop需要主动创建
RunLoop在第一次获取是创建，在线程结束时销毁

三. RunLoop相关类

Core Foundation中关于RunLoop的5个类

CFRunLoopRef
CFRunLoopModeRef
CFRunLoopSourceRef
CFRunLoopTimerRef
CFRunLoopObserverRef

runloop.png

在RunLoop中有多个运行模式，但是RunLoop只能选择一种运行模式(如：一台空调有制冷和制热两种模式，但是启动后只能选择一种模式)。

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/oberrver。model里面至少要有一个timer或者是source
每次RunLoop启动时，只能选择其中一个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

CFRunLoopModeRef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 下运行的。

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。

4: GSEventReceiveRunLoopMode: 接受系统事件的内部 Mode，通常用不到。

5: kCFRunLoopCommonModes: 这是一个占位的 Mode，没有实际作用。

kCFRunLoopCommonModes模式有一个比较经典的例子，实现一个精准的timer。
例：一个tableview上有一个定时器，这时应该用kCFRunLoopCommonModes模式。

- (void)timer {
    // 1.创建定时器
    NSTimer *timer = [NSTimer timerWithTimeInterval:2.0 target:self selector:@selector(run) userInfo:nil repeats:YES];
    // 2.添加定时器到runloop中
    /**
     第一个参数：定时器
     第二个参数：runloop的运行模式
     */
    [[NSRunLoop currentRunLoop]addTimer:timer forMode:NSRunLoopCommonModes];

    
}
- (void)run {
    NSLog(@"run----%@ --- %@",[NSThread currentThread],[NSRunLoop currentRunLoop].currentMode);
}

Tips
定时器在子线程中创建，该定时器不会工作,需要run开启
主线程RunLoop默认自动创建，子线程的RunLoop需要主动创建

  NSRunLoop *currentRunLoop = [NSRunLoop currentRunLoop];
  ......定时器.....  
  //开启runloop
  [currentRunLoop run];