Run Loop是用于安排线程工作，并协调接收传入的事件的事件处理机制，它让线程有任务时工作，无任务时休眠。
每个线程，包括主线程，都有一个运行循环对象。例如，在应用启动时，main.m类的UIApplicationMain()方法开启了主线程的Run Loop, 开始接受处理事件。

int main(int argc, char * argv[]) {
    @autoreleasepool {
        return UIApplicationMain(argc, argv, nil, NSStringFromClass([AppDelegate class]));
    }
}

Run Loop从两个不同的事件源中接收消息：
Input souce传递异步事件，通常消息来自另一个线程或其它程序，在接收到消息并调用程序指定方法时，线程中对应的NSRunLoop对象会通过执行runUntilDate:方法来退出。
Timer source传递time事件中的同步消息。在处理消息时并不会退出Run Loop。
Run Loop还有一个观察者Observer的概念，可以在线程中设置自己的观察者对象以监控Run Loop的运行。

Run Loop Model

Run Loop Model是一个集合，它包括了所有要监视的事件源和要通知Run Loop中注册的观察者。每一次运行自己的Run Loop时，都要显示或隐示地指定哪种model。在设置Run Loop Model后，你的Run Loop将会自动过滤和其他Model相关的事件源，而只监视和当前设置model相关的源。大多数时，Run Loop运行在默认模式上。
下面列出iOS下一些已经定义的Run Loop Modes:

NSDefaultRunLoopMode: 大多数工作中默认的运行方式。
NSConnectionReplyMode: 使用这个Mode去监听NSConnection对象的状态，比较少用。
NSModalPanelRunLoopMode: 使用这个Mode在Model Panel情况下去区分事件(OS X开发中会遇到)。
UITrackingRunLoopMode: 使用这个Mode去跟踪来自用户交互的事件（比如UITableView上下滑动）。
GSEventReceiveRunLoopMode: 用来接受系统事件，内部的Run Loop Mode。
NSRunLoopCommonModes: 这是一个伪模式，其为一组run loop mode的集合。如果将Input source加入此模式，意味着关联Input source到Common Modes中包含的所有模式下。在iOS系统中NSRunLoopCommonMode包含NSDefaultRunLoopMode、NSTaskDeathCheckMode、UITrackingRunLoopMode.可使用CFRunLoopAddCommonMode方法向Common Modes中添加自定义mode。

事件源

Input source有两个不同的各类：Port-Based Source和Custom Source。两者的区别是Port-Based Sources由内核自动发送，Custom Input Sources需要从其他线程手动发送。
Port-Based Sources通过内置的端口相关的对象和函数，配置基于端口的Input source。 (比如在主线程创建子线程时传入一个NSPort对象,主线程和子线程就可以进行通讯。NSPort对象会负责自己创建和配置Input source。)
Custom Input Sources，我们可以使用Core Foundation里面的CFRunLoopSourceRef类型相关的函数来创建custom input source。
Timer source在预设的时间点同步的传递消息。Timer是线程通知自己做某件事的一种方式。
Foundation中 NSTimer Class提供了相关方法来设置Timer source。需要注意的是除了scheduledTimerWithTimeInterval开头的方法创建的Timer都需要手动添加到当前Run Loop中。（scheduledTimerWithTimeInterval 创建的timer会自动以Default Mode加载到当前Run Loop中。）
Timer在选择使用一次后，在执行完成时，会从Run Loop中移除。选择循环时，会一直保存在当前Run Loop中，直到调用invalidated方法。

Run Loop 事件队列

Run Loop本质是一个处理事件源的循环。我们对Run Loop的运行时具有控制权，如果当前没有时间发生，Run Loop会让当前线程进入睡眠模式，来减轻CPU压力。如果有事件发生，Run Loop就处理事件并通知相关的Observer。具体的顺序如下:
• 1) Run Loop进入的时候，会通知Observer
• 2) Timer即将被触发时，会通知Observer
• 3) 有其它非Port-Based Input Source即将被触发时，会通知Observer
• 4) 启动非Port-Based Input Source的事件源
• 5) 如果基于Port的Input Source事件源即将触发时，立即处理该事件，并跳转到9
• 6) 通知Observer当前线程进入睡眠状态
• 7) 将线程置入睡眠状态直到有以下事件发生：1. Port-Based Input Source被触发。2.Timer被触发。 3.Run Loop设置的时间已经超时。 4.Run Loop被显示唤醒。
• 8) 通知Observer线程将要被唤醒
• 9) 处理被触发的事件：1. 如果是用户自定义的Timer，处理Timer事件后重启Run Loop并直接进入步骤2。 2.如果线程被显示唤醒又没有超时，那么进入步骤2。 3.如果是其他Input Source事件源有事件发生，直接传递这个消息。
• 10) 通知Observer Run Loop结束，Run Loop退出。

何时使用 Run Loop

使用Run Loop的几个场景:
• 需要使用Port-Based Input Source或者Custom Input Source和其他线程通讯时
• 需要在线程中使用Timer
• 需要在线程中使用上文中提到的selector相关方法
• 需要让线程执行周期性的工作

如何在线程中使用Run Loop

保证线程的长时间存活

子线程在执行完任务后就被系统销毁掉，我们可以使用Run Loop让线程长时间存活而不被销毁。

@interface HLThread : NSThread

@end

@implementation HLThread

- (void)dealloc
{
    NSLog(@"%s",__func__);//打印该类和该方法，格式为-[HLThread dealloc]
}

@end


@implementation ViewController

- (void)viewDidLoad {
    [super viewDidLoad];

    // 1.测试线程的销毁
    [self threadTest];
}

//点击屏幕触发
- (void)touchesBegan:(NSSet *)touches withEvent:(UIEvent *)event
{
    [self performSelector:@selector(subThreadOpetion) onThread:self.subThread withObject:nil waitUntilDone:NO];
}

- (void)threadTest
{
    HLThread *subThread = [[HLThread alloc] initWithTarget:self selector:@selector(subThreadEntryPoint) object:nil];
    [subThread setName:@"HLThread"];
    [subThread start];
    self.subThread = subThread;
}

/**
 子线程启动后，启动runloop
 */
- (void)subThreadEntryPoint
{
    NSRunLoop *runLoop = [NSRunLoop currentRunLoop];
    [runLoop addPort:[NSMachPort port] forMode:NSRunLoopCommonModes];
    NSLog(@"启动RunLoop前--%@",runLoop.currentMode);
    [runLoop run];
}

/**
 子线程任务，点击屏幕触发
 */
- (void)subThreadOpetion
{
    NSLog(@"启动RunLoop后--%@",[NSRunLoop currentRunLoop].currentMode);
    NSLog(@"%@----子线程任务开始",[NSThread currentThread]);
    [NSThread sleepForTimeInterval:3.0];
    NSLog(@"%@----子线程任务结束",[NSThread currentThread]);
}

@end

控制台的输出结果为

2016-12-01 16:44:25.559 RunLoopDemo[4516:352041] {number = 4, name = (null)}----子线程任务开始
2016-12-01 16:44:28.633 RunLoopDemo[4516:352041] {number = 4, name = (null)}----子线程任务结束
2016-12-01 16:44:28.633 RunLoopDemo[4516:352041] -[HLThread dealloc]

看一下AFNetworking中使用RunLoop的例子，当需要在后台线程执行任务时，AFNetworking 通过调用 NSObject performSelector:onThread:.. 将任务扔到了后台线程的 RunLoop 中。
+ (void)networkRequestThreadEntryPoint:(id)__unused object {
@autoreleasepool {
[[NSThread currentThread] setName:@"AFNetworking"];
NSRunLoop *runLoop = [NSRunLoop currentRunLoop];
[runLoop addPort:[NSMachPort port] forMode:NSDefaultRunLoopMode];
[runLoop run];
}
}

+ (NSThread *)networkRequestThread {
    static NSThread *_networkRequestThread = nil;
    static dispatch_once_t oncePredicate;
    dispatch_once(&oncePredicate, ^{
        _networkRequestThread = [[NSThread alloc] initWithTarget:self selector:@selector(networkRequestThreadEntryPoint:) object:nil];
        [_networkRequestThread start];
    });
    return _networkRequestThread;
}

使用RunLoop保证NSTimer在视图滑动时正常运行

当我们滑动scrollView时，主线程的RunLoop 会切换到UITrackingRunLoopMode模式，执行的也是UITrackingRunLoopMode下的任务（Mode中的item），而timer 是添加在NSDefaultRunLoopMode下的，所以timer任务并不会执行，只有当UITrackingRunLoopMode的任务执行完毕，runloop切换到NSDefaultRunLoopMode后，才会继续执行timer。
解决方法很简单，我们只需要在添加timer 时，将mode 设置为NSRunLoopCommonModes即可。
添加到NSRunLoopCommonModes中的还没有执行的任务，会在mode切换时，再次添加到当前的mode中，这样就能保证不管当前runloop切换到哪一个mode，任务都能正常执行。并且被添加到NSRunLoopCommonModes中的任务会存储在runloop 的commonModeItems中。
- (void)timerTest
{
// 第一种写法
NSTimer *timer = [NSTimer timerWithTimeInterval:1.0 target:self selector:@selector(timerUpdate) userInfo:nil repeats:YES];
[[NSRunLoop currentRunLoop] addTimer:timer forMode:NSRunLoopCommonModes];
[timer fire];
// 第二种写法，因为是固定添加到defaultMode中，就不要用了
}
如果是在子线程中运行timer,那么将timer添加到RunLoop中后，Mode设置为NSDefaultRunLoopMode或NSRunLoopCommonModes均可，但是需要保证RunLoop在运行，且其中有任务。
//首先是创建一个子线程
- (void)createThread
{
NSThread *subThread = [[NSThread alloc] initWithTarget:self selector:@selector(timerTest) object:nil];
[subThread start];
self.subThread = subThread;
}

// 创建timer，并添加到runloop的mode中
- (void)timerTest
{
    NSRunLoop *runLoop = [NSRunLoop currentRunLoop];
    NSLog(@"启动RunLoop前--%@",runLoop.currentMode);
    NSLog(@"currentRunLoop:%@",[NSRunLoop currentRunLoop]);
        // 第一种写法,改正前
//    NSTimer *timer = [NSTimer timerWithTimeInterval:1.0 target:self selector:@selector(timerUpdate) userInfo:nil repeats:YES];
//    [[NSRunLoop currentRunLoop] addTimer:timer forMode:NSDefaultRunLoopMode];
//    [timer fire];
    // 第二种写法
    [NSTimer scheduledTimerWithTimeInterval:1.0 target:self selector:@selector(timerUpdate) userInfo:nil repeats:YES];

    [[NSRunLoop currentRunLoop] run];
}

//更新label
- (void)timerUpdate
{
    NSLog(@"当前线程：%@",[NSThread currentThread]);
    NSLog(@"启动RunLoop后--%@",[NSRunLoop currentRunLoop].currentMode);
    NSLog(@"currentRunLoop:%@",[NSRunLoop currentRunLoop]);
    dispatch_async(dispatch_get_main_queue(), ^{
        self.count ++;
        NSString *timerText = [NSString stringWithFormat:@"计时器:%ld",self.count];
        self.timerLabel.text = timerText;
    });
}

使用Run Loop监测主线程的卡顿

主线程的RunLoop是在应用启动时自动开启的，也没有超时时间，所以正常情况下，主线程的RunLoop 只会在 2---9 之间无限循环下去。
那么，我们只需要在主线程的RunLoop中添加一个observer，检测从 kCFRunLoopBeforeSources 到 kCFRunLoopBeforeWaiting 花费的时间是否过长。如果花费的时间大于某一个阙值，我们就认为有卡顿，并把当前的线程堆栈转储到文件中，并在以后某个合适的时间，将卡顿信息文件上传到服务器。
具体实现看原文
http://www.jianshu.com/p/9e2529fbe963

参考资料：
http://www.jianshu.com/p/902741bcf707
走进Run Loop的世界 (一)：什么是Run Loop？

Run Loop学习笔记和摘抄