我们在平时的项目开发过程中，经常会使用到NSTimer来创建定时器，但是在使用过程中有时我们又会遇到以下几个问题：
- 主线程中NSTimer创建的定时器不工作
- 异步子线程中创建的timer不工作
- 滚动列表时，NSTimer失效不工作，停止滚动timer恢复工作
- NSTimer创建的定时器，当前控制器对象销毁了，但是此时Timer还在工作，没有销毁，造成了循环引用
- NSTimer创建的定时器不准，例如设置的是1秒执行一次，最终发现有时不是一秒执行1次
我们先来了解下iOS中NSTimer常用的API有哪些：
+ (NSTimer *)timerWithTimeInterval:(NSTimeInterval)ti invocation:(NSInvocation *)invocation repeats:(BOOL)yesOrNo;
+ (NSTimer *)scheduledTimerWithTimeInterval:(NSTimeInterval)ti invocation:(NSInvocation *)invocation repeats:(BOOL)yesOrNo;
+ (NSTimer *)timerWithTimeInterval:(NSTimeInterval)ti target:(id)aTarget selector:(SEL)aSelector userInfo:(nullable id)userInfo repeats:(BOOL)yesOrNo;
+ (NSTimer *)scheduledTimerWithTimeInterval:(NSTimeInterval)ti target:(id)aTarget selector:(SEL)aSelector userInfo:(nullable id)userInfo repeats:(BOOL)yesOrNo;
+ (NSTimer *)timerWithTimeInterval:(NSTimeInterval)interval repeats:(BOOL)repeats block:(void (^)(NSTimer *timer))block API_AVAILABLE(macosx(10.12), ios(10.0), watchos(3.0), tvos(10.0));
+ (NSTimer *)scheduledTimerWithTimeInterval:(NSTimeInterval)interval repeats:(BOOL)repeats block:(void (^)(NSTimer *timer))block API_AVAILABLE(macosx(10.12), ios(10.0), watchos(3.0), tvos(10.0));
我们在平时的开发过程中，常用到的NSTimer类方法就上面这6个函数
下面我们先来探究下NSTimer不工作的问题，示例代码如下：
- (void)viewDidLoad {
[super viewDidLoad];
// Do any additional setup after loading the view.
NSTimer *timer1 = [NSTimer timerWithTimeInterval:1 target:self selector:@selector(doTask) userInfo:nil repeats:YES];
NSTimer *timer2 = [NSTimer timerWithTimeInterval:1 repeats:YES block:^(NSTimer * _Nonnull timer) {
NSLog(@"2222");
}];
NSMethodSignature *signature = [NSMethodSignature signatureWithObjCTypes:"v@:"];
NSInvocation *invocation = [NSInvocation invocationWithMethodSignature:signature];
invocation.target = self;
invocation.selector = @selector(doTask);
NSTimer *timer3 = [NSTimer timerWithTimeInterval:1 invocation:invocation repeats:YES];
}
- (void)doTask {
NSLog(@"1111");
}
从上面创建的3个timer的运行结果来看，这三个timer都没有工作，这又是为何尼，我们从timerWithTimeInterval:开头的函数注释可以得知，初始化出来的timer需要添加到runloop中才能正常使用
Creates and returns a new NSTimer object initialized with the specified block object. This timer needs to be scheduled on a run loop (via -[NSRunLoop addTimer:]) before it will fire.
我们将timer添加到runloop中，修改代码如下：
- (void)viewDidLoad {
[super viewDidLoad];
// Do any additional setup after loading the view.
NSTimer *timer1 = [NSTimer timerWithTimeInterval:1 target:self selector:@selector(doTask) userInfo:nil repeats:YES];
// 将timer添加到runloop
[[NSRunLoop currentRunLoop] addTimer:timer1 forMode:NSDefaultRunLoopMode];
NSTimer *timer2 = [NSTimer timerWithTimeInterval:1 repeats:YES block:^(NSTimer * _Nonnull timer) {
NSLog(@"2222");
}];
// 将timer添加到runloop
[[NSRunLoop currentRunLoop] addTimer:timer2 forMode:NSDefaultRunLoopMode];
NSMethodSignature *signature = [NSMethodSignature signatureWithObjCTypes:"v@:"];
NSInvocation *invocation = [NSInvocation invocationWithMethodSignature:signature];
invocation.target = self;
invocation.selector = @selector(doTask2);
NSTimer *timer3 = [NSTimer timerWithTimeInterval:1 invocation:invocation repeats:YES];
// 将timer添加到runloop
[[NSRunLoop currentRunLoop] addTimer:timer3 forMode:NSDefaultRunLoopMode];
}
- (void)doTask {
NSLog(@"1111");
}
- (void)doTask2 {
NSLog(@"333");
}
将timer添加到runloop中后，这三个timer就能正常打印工作了
接下来我们将timerWithTimeInterval:替换成scheduledTimerWithTimeInterval:，这时我们发现不将timer添加到runloop中，这时timer也都能正常工作，这又是为何尼？，我们看下scheduledTimerWithTimeInterval:开头的函数的注释可知，scheduledTimerWithTimeInterval:开头的函数创建的timer，底层已近将此timer添加到当前runloop中，不需要我们重复添加
Creates and returns a new NSTimer object initialized with the specified block object and schedules it on the current run loop in the default mode.
- (void)viewDidLoad {
[super viewDidLoad];
// Do any additional setup after loading the view.
[NSTimer scheduledTimerWithTimeInterval:1 target:self selector:@selector(doTask) userInfo:nil repeats:YES];
[NSTimer scheduledTimerWithTimeInterval:1 repeats:YES block:^(NSTimer * _Nonnull timer) {
NSLog(@"444");
}];
NSMethodSignature *signature = [NSMethodSignature signatureWithObjCTypes:"v@:"];
NSInvocation *invocation = [NSInvocation invocationWithMethodSignature:signature];
invocation.target = self;
invocation.selector = @selector(doTask2);
[NSTimer scheduledTimerWithTimeInterval:1 invocation:invocation repeats:YES];
}
- (void)doTask {
NSLog(@"111");
}
- (void)doTask2 {
NSLog(@"333");
}
我们从GNU中的源码也可以看到，scheduledTimerWithTimeInterval:内部确实将timer添加到runloop，源码如下：
/**
* Create a timer which will fire after ti seconds and, if f is YES,
* every ti seconds thereafter. On firing, the target object will be
* sent a message specified by selector and with the timer as its
* argument.
* This timer will automatically be added to the current run loop and
* will fire in the default run loop mode.
*/
+ (NSTimer*) scheduledTimerWithTimeInterval: (NSTimeInterval)ti
target: (id)object
selector: (SEL)selector
userInfo: (id)info
repeats: (BOOL)f
{
id t = [[self alloc] initWithFireDate: nil
interval: ti
target: object
selector: selector
userInfo: info
repeats: f];
// 将timer添加到runloop中
[[NSRunLoop currentRunLoop] addTimer: t forMode: NSDefaultRunLoopMode];
RELEASE(t);
return t;
}
接下来我们再来看看在异步子线程中创建的timer不工作的问题，示例代码如下：
- (void)viewDidLoad {
[super viewDidLoad];
// Do any additional setup after loading the view.
dispatch_async(dispatch_get_global_queue(0, 0), ^{
NSTimer *timer = [NSTimer scheduledTimerWithTimeInterval:1 target:self selector:@selector(doTask) userInfo:nil repeats:YES];
});
}
- (void)doTask {
NSLog(@"111");
}
我们运行项目发现没有执行打印语句，timer没有工作，这是因为在异步子线程中默认是没有runloop的，不能将timer添加到runloop中，所以我们需要在子线程中创建一个runloop，修改代码如下：
- (void)viewDidLoad {
[super viewDidLoad];
// Do any additional setup after loading the view.
dispatch_async(dispatch_get_global_queue(0, 0), ^{
NSTimer *timer = [NSTimer scheduledTimerWithTimeInterval:1 target:self selector:@selector(doTask) userInfo:nil repeats:YES];
[[NSRunLoop currentRunLoop] addTimer:timer forMode:NSDefaultRunLoopMode];
});
}
- (void)doTask {
NSLog(@"111");
}
我们在异步线程中创建好runloop后，运行项目，发现还是没有打印，这又是为啥尼，这是因为在子线程中创建的runloop，我们必须手动调用run方法来启动这个runloop，所以我们修改代码如下：
- (void)viewDidLoad {
[super viewDidLoad];
// Do any additional setup after loading the view.
dispatch_async(dispatch_get_global_queue(0, 0), ^{
NSTimer *timer = [NSTimer scheduledTimerWithTimeInterval:1 target:self selector:@selector(doTask) userInfo:nil repeats:YES];
[[NSRunLoop currentRunLoop] addTimer:timer forMode:NSDefaultRunLoopMode];
// 启动runloop
[[NSRunLoop currentRunLoop] run];
});
}
- (void)doTask {
NSLog(@"111"); // 111
}
滚动列表(继承自UIScrollView的控件)导致NSTimer失效的问题，前几个章节讲解runloop的应用时有讲解
接下来我们再来看看NSTimer造成的循环引用问题，示例代码如下：
@interface ViewController ()
@property (nonatomic, strong) CADisplayLink *displayLink;
@property (nonatomic, strong) NSTimer *timer;
@end
- (void)viewDidLoad {
[super viewDidLoad];
// Do any additional setup after loading the view.
self.displayLink = [CADisplayLink displayLinkWithTarget:self selector:@selector(doTask)];
// 将displayLink添加到runloop中
[self.displayLink addToRunLoop:[NSRunLoop currentRunLoop] forMode:NSDefaultRunLoopMode];
self.timer = [NSTimer timerWithTimeInterval:1 target:self selector:@selector(doTask2) userInfo:nil repeats:YES];
// 将timer添加到runloop中
[[NSRunLoop currentRunLoop] addTimer:self.timer forMode:NSDefaultRunLoopMode];
}
- (void)doTask {
NSLog(@"111");
}
- (void)doTask2 {
NSLog(@"333");
}
- (void)dealloc {
[self.displayLink invalidate];
[self.timer invalidate];
NSLog(@"%s", __func__);
}
CADisplayLink
CADisplayLink也是一种定时器，定时器平均每秒刷新60次（60FPS为屏幕刷帧频率）
这里我们拿CADisplayLink和NSTimer一块分析，因为它们都会产生循环引用，并且原因也一样
当我们返回当前控制器时，我们发现当前控制器已经销毁，但是定时器任然在工作，这是因为当前控制器self强引用着timer，然而timer内部的实现又将传递进去的target参数对象进行了持有(retain操作)，这样就导致了循环引用
timer内部对target对象进行了持有，也就是进行了retain操作，使target对象的引用计数器+1，这个我们可以通过timerWithTimeInterval:target:selector:userInfo:repeats:对应的GNU源码查看了解到，GNU源码如下：
- (id) initWithFireDate: (NSDate*)fd
interval: (NSTimeInterval)ti
target: (id)object
selector: (SEL)selector
userInfo: (id)info
repeats: (BOOL)f
{
if (ti <= 0.0)
{
ti = 0.0001;
}
if (fd == nil)
{
_date = [[NSDate_class allocWithZone: NSDefaultMallocZone()]
initWithTimeIntervalSinceNow: ti];
}
else
{
_date = [fd copyWithZone: NSDefaultMallocZone()];
}
// 从这里可以看到，在timer内部，对传递进来的`target`对象进行了retain操作，也就是在timer内部对`target`对象进行了强引用
_target = RETAIN(object);
_selector = selector;
_info = RETAIN(info);
if (f == YES)
{
_repeats = YES;
_interval = ti;
}
else
{
_repeats = NO;
_interval = 0.0;
}
return self;
}
/**
* Create a timer which will fire after ti seconds and, if f is YES,
* every ti seconds thereafter. On firing, the target object will be
* sent a message specified by selector and with the timer as its
* argument.
* NB. To make the timer operate, you must add it to a run loop.
*/
+ (NSTimer*) timerWithTimeInterval: (NSTimeInterval)ti
target: (id)object
selector: (SEL)selector
userInfo: (id)info
repeats: (BOOL)f
{
return AUTORELEASE([[self alloc] initWithFireDate: nil
interval: ti
target: object
selector: selector
userInfo: info
repeats: f]);
}
查看GNU源码，我们可以知道，timerWithTimeInterval:target:selector:userInfo:repeats:函数底层最终会调用initWithFireDate:interval:target:selector:userInfo:repeats:函数，在这个函数内部有执行_target = RETAIN(object);，所以会产生循环引用
那么怎么解决这个循环引用问题尼，我们将Target参数的self强指针改为弱指针__weak typeof(self) weakSelf = self是否可以尼，示例代码如下：
- (void)viewDidLoad {
[super viewDidLoad];
// Do any additional setup after loading the view.
__weak typeof(self) weakSelf = self;
self.displayLink = [CADisplayLink displayLinkWithTarget:weakSelf selector:@selector(doTask)];
// 将displayLink添加到runloop中
[self.displayLink addToRunLoop:[NSRunLoop currentRunLoop] forMode:NSDefaultRunLoopMode];
self.timer = [NSTimer timerWithTimeInterval:1 target:weakSelf selector:@selector(doTask2) userInfo:nil repeats:YES];
// 将timer添加到runloop中
[[NSRunLoop currentRunLoop] addTimer:self.timer forMode:NSDefaultRunLoopMode];
}
我们发现将self改为weakSelf并不能解决循环引用问题，这是因为__weak是用来解决block代码块内部的循环引用问题的，用在此处并没有作用，那我们该怎么解决这种循环引用尼？
对于NSTimer来说，我们可以选择使用timerWithTimeInterval:repeats:block:，这时就可以在block内部使用weakSelf来解决循环引用
- (void)viewDidLoad {
[super viewDidLoad];
// Do any additional setup after loading the view.
__weak typeof(self) weakSelf = self;
self.timer = [NSTimer timerWithTimeInterval:1 repeats:YES block:^(NSTimer * _Nonnull timer) {
[weakSelf doTask2];
}];
// 将timer添加到runloop中
[[NSRunLoop currentRunLoop] addTimer:self.timer forMode:NSDefaultRunLoopMode];
}
但是CADisplayLink定时器没有带block的这种用法，那还是得想办法解决target:selector:这种用法的循环引用，这时我们可以使用代理的方式来解决，我们创建一个target的代理对象，将实现doTask方法的目标对象转移给TimerProxy代理对象，测试代码如下：
TimerProxy类
@interface TimerProxy : NSObject
// 弱引用
@property (nonatomic, weak) id target;
+ (instancetype)proxyWithTarget:(id)target;
@end
@implementation TimerProxy
+ (instancetype)proxyWithTarget:(id)target {
TimerProxy *proxy = [[TimerProxy alloc] init];
proxy.target = target;
return proxy;
}
// 消息转发
- (id)forwardingTargetForSelector:(SEL)aSelector {
// 将aSelector的实现转发给self.target对象实现
return self.target;
}
- (void)dealloc {
NSLog(@"%s", __func__);
}
@end
- (void)viewDidLoad {
[super viewDidLoad];
// Do any additional setup after loading the view.
self.displayLink = [CADisplayLink displayLinkWithTarget:[TimerProxy proxyWithTarget:self] selector:@selector(doTask)];
// 将displayLink添加到runloop中
[self.displayLink addToRunLoop:[NSRunLoop currentRunLoop] forMode:NSDefaultRunLoopMode];
self.timer = [NSTimer timerWithTimeInterval:1 target:[TimerProxy proxyWithTarget:self] selector:@selector(doTask2) userInfo:nil repeats:YES];
// 将timer添加到runloop中
[[NSRunLoop currentRunLoop] addTimer:self.timer forMode:NSDefaultRunLoopMode];
}
- (void)doTask {
NSLog(@"111");
}
- (void)doTask2 {
NSLog(@"333");
}
- (void)dealloc {
[self.displayLink invalidate];
[self.timer invalidate];
NSLog(@"%s", __func__);
}
我们再次运行程序，退出当前控制器，发现定时器和控制器都能正常的销毁了，这里使用弱引用的target就解决了循环引用问题
接下来我们再来看下NSTimer和CADisplayLink创建的定时器存在不准确的问题。NSTimer和CADisplayLink定时器不准是因为timer需要在runloop环境下工作，然而runloop的运行循环并不能保证每一个循环所用的时间都是相同的，可能某一个循环所用时间0.2s，或者0.2s，或者0.3s，或者0.5s，这时如果timer定时器的时间间隔是1s，但是此时runloop需要循环0.2s+0.2s+0.3s+0.5s才能执行一次定时器任务，但是这时的时间就是1.2s了，与定时器的1s就有一些误差了，所以说导致了timer不准
我们可以选择使用GCD来创建一个定时器，GCD创建的定时器不依赖与runloop的运行环境，所以就更加准确一些，示例代码如下：
- (void)viewDidLoad {
[super viewDidLoad];
// Do any additional setup after loading the view.
// 创建一个队列，如果是`dispatch_get_main_queue`那么定时器就会在主线程中执行，如果我们需要定时器在子线程中执行，我们可以创建一个队列`dispatch_queue_create("queun", DISPATCH_QUEUE_SERIAL)`
dispatch_queue_t queue = dispatch_get_main_queue();
// 创建定时器
dispatch_source_t timer = dispatch_source_create(DISPATCH_SOURCE_TYPE_TIMER, 0, 0, queue);
// 设置几秒开始定时
uint64_t startTime = 0;
// 设置定时器的时间间隔
uint64_t interval = 1;
dispatch_source_set_timer(timer, dispatch_time(DISPATCH_TIME_NOW, startTime * NSEC_PER_SEC), interval * NSEC_PER_SEC, 0);
// 设置定时器执行任务
dispatch_source_set_event_handler(timer, ^{
NSLog(@"1111");
});
// 启动定时器
dispatch_resume(timer);
// 这里需要主要，创建完gcd的定时器，我们需要使用一个强指针指向这个定时器
self.gcdTimer = timer;
}
讲解示例Demo地址：https://github.com/guangqiang-liu/10-NSTimer
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