runLoop 事件

1.runLoop 的意思

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。
  • RunLoop 在没有事件处理的时候,会使线程进入睡眠模式,从而节省 CPU 资源,提高程序性能。

2. RunLoop跟线程

线程的作用是用来处理执行特定的一个或者多个任务,在默认情况下,线程执行完就会退出。这时我们就需要采用一种方式来让线程能够不断地处理任务,并不退出。所以,我们就有了 RunLoop。

  • 1.一个线程对应 1 个 RunLoop,是一一对应的关系。
    1. RunLoop并不保证线程安全,只能在当前线程操作自己所对应的 RunLoop,不能在当前线程操作其他的 RunLoop。
  • 3.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
  • 4.主线程的 RunLoop 对象系统自动帮助我们创建好了,而子线程的 RunLoop对象需要我们主动创建和维护

3 RunLoop 相关类

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

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)被称作当前运行模式(CurrentMode)。
  • 如果需要切换运行模式(CFRunLoopModeRef),只能退出当前 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 。
3.1 CFRunLoopRef 类

CFRunLoopRef 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
      在Foundation 框架下获取 RunLoop 对象类的方法如下
  • Foundation

    • [NSRunLoop currentRunLoop]; // 获得当前线程的 RunLoop 对象

    • [NSRunLoop mainRunLoop]; // 获得主线程的 RunLoop 对象

3.2 CFRunLoopModeRef

系统默认定义了多种运行模式(CFRunLoopModeRef),如下:

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

3.3 CFRunLoopTimerRef

CFRunLoopTimerRef是定时源,理解为基于时间的触发器,基本上就是NSTimer

下面我们来演示下CFRunLoopModeRef和CFRunLoopTimerRef结合的使用用法,从而加深理解。

    [super viewDidLoad];

    // 定义一个定时器,约定两秒之后调用self的run方法
    NSTimer *timer = [NSTimer timerWithTimeInterval:2.0 target:self selector:@selector(run) userInfo:nil repeats:YES];

    // 将定时器添加到当前RunLoop的NSDefaultRunLoopMode下
    [[NSRunLoop currentRunLoop] addTimer:timer forMode:NSDefaultRunLoopMode];
}

- (void)run
{
    NSLog(@"---run");
} 

这时候我们发现如果我们不对模拟器进行任何操作的话,定时器会稳定的每隔2秒调用run方法打印。但是当我们拖动Text View滚动时,我们发现:run方法不打印了,也就是说NSTimer不工作了。而当我们松开鼠标的时候,NSTimer就又开始正常工作了。

这是因为:
当我们不做任何操作的时候,RunLoop处于NSDefaultRunLoopMode下。
而当我们拖动Text View的时候,RunLoop就结束NSDefaultRunLoopMode,切换到了UITrackingRunLoopMode模式下,这个模式下没有添加NSTimer,所以我们的NSTimer就不工作了。
但当我们松开鼠标的时候,RunLoop就结束UITrackingRunLoopMode模式,又切换回NSDefaultRunLoopMode模式,所以NSTimer就又开始正常工作了。

那难道我们就不能在这两种模式下让NSTimer都能正常工作吗?

当然可以,这就用到了我们之前说过的伪模式(kCFRunLoopCommonModes),这其实不是一种真实的模式,而是一种标记模式,意思就是可以在打上Common Modes标记的模式下运行。

那么哪些模式被标记上了Common Modes呢?

NSDefaultRunLoopModeUITrackingRunLoopMode

所以我们只要我们将NSTimer添加到当前RunLoop的kCFRunLoopCommonModes(Foundation框架下为NSRunLoopCommonModes)下,我们就可以让NSTimer在不做操作和拖动Text View两种情况下愉快的正常工作了。

具体做法就是讲添加语句改为[[NSRunLoop currentRunLoop] addTimer:timer forMode:NSRunLoopCommonModes];

既然讲到了NSTimer,这里顺便讲下NSTimer中的scheduledTimerWithTimeInterval方法和RunLoop的关系。添加下面的代码:

[NSTimer scheduledTimerWithTimeInterval:2.0 target:self selector:@selector(run) userInfo:nil repeats:YES];

这句代码调用了scheduledTimer返回的定时器,NSTimer会自动被加入到了RunLoop的NSDefaultRunLoopMode模式下。这句代码相当于下面两句代码:

NSTimer *timer = [NSTimer timerWithTimeInterval:2.0 target:self selector:@selector(run) userInfo:nil repeats:YES];
[[NSRunLoop currentRunLoop] addTimer:timer forMode:NSDefaultRunLoopMode];
3.4 CFRunLoopSourceRef

CFRunLoopSourceRef是事件源(RunLoop模型图中提到过),CFRunLoopSourceRef有两种分类方法。
runloop 模型图
第一种按照官方文档来分类(就像RunLoop模型图中那样):

Port-Based Sources(基于端口)

Custom Input Sources(自定义)

Cocoa Perform Selector Sources

第二种按照函数调用栈来分类:

Source0 :非基于Port

Source1:基于Port,通过内核和其他线程通信,接收、分发系统事件

这两种分类方式其实没有区别,只不过第一种是通过官方理论来分类,第二种是在实际应用中通过调用函数来分类。

3.5CFRunLoopObserverRef

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
};

4. RunLoop原理

原理

具体的顺序如下:

1.通知观察者RunLoop已经启动

2.通知观察者即将要开始的定时器

3.通知观察者任何即将启动的非基于端口的源

4.启动任何准备好的非基于端口的源

5.如果基于端口的源准备好并处于等待状态,立即启动;并进入步骤9

6.通知观察者线程进入休眠状态

7.将线程置于休眠知道任一下面的事件发生:

  • 某一事件到达基于端口的源

  • 定时器启动

  • RunLoop设置的时间已经超时

  • RunLoop被显示唤醒

8.通知观察者线程将被唤醒

9.处理未处理的事件

  • 如果用户定义的定时器启动,处理定时器事件并重启RunLoop。进入步骤2

  • 如果输入源启动,传递相应的消息

  • 如果RunLoop被显示唤醒而且时间还没超时,重启RunLoop。进入步骤2

10.通知观察者RunLoop结束。

5. RunLoop实战应用

光弄懂是没啥用的,能够实战应用才是硬道理。下面讲解一下RunLoop的几种应用。

4.1 NSTimer的使用
NSTimer的使用方法在讲解CFRunLoopTimerRef类的时候详细讲解过,具体参考上边 2.3 CFRunLoopTimerRef。

4.2 ImageView推迟显示
有时候,我们会遇到这种情况:当界面中含有UITableView,而且每个UITableViewCell里边都有图片。这时候当我们滚动UITableView的时候,如果有一堆的图片需要显示,那么可能会出现卡顿的现象。
4.3 后台常驻线程(很常用)
我们在开发应用程序的过程中,如果后台操作特别频繁,经常会在子线程做一些耗时操作(下载文件、后台播放音乐等),我们最好能让这条线程永远常驻内存。

那么怎么做呢?

添加一条用于常驻内存的强引用的子线程,在该线程的RunLoop下添加一个Sources,开启RunLoop。

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