runloop

什么是runloop？

不知道大家有没有想过这个问题，一个应用开始运行以后放在那里，如果不对它进行任何操作，这个应用就像静止了一样，不会自发的有任何动作发生，但是如果我们点击界面上的一个按钮，这个时候就会有对应的按钮响应事件发生。给我们的感觉就像应用一直处于随时待命的状态，在没人操作的时候它一直在休息，在让它干活的时候，它就能立刻响应。其实，这就是run loop的功劳。

RunLoop是一个接收处理异步消息事件的循环，一个循环中：等待事件发生，然后将这个事件送到能处理它的地方。

底层来看：runloop 底层本质就是一个被优化的do…while循环（有事干就循环没事干就休息）。

最牛的地方在“休息”和“唤醒”这个功能。do…white循环堵塞线程，一直执行;而runloop如果没有任务不会堵塞线程，就直接休眠了，下次有任务再唤起，接着干。

那么休息和唤醒是依靠thread 来实现和管理，下图可以看出他们的关系

Runloop 和 线程有什么关系？

线程和runloop 是一一对应：

1. CFMutableDictionaryRef 里边保存 k（线程指针）- v（runloop）
2. runloop 是由线程创建的

Runloop优点：

Runloop 工作流程：

CFRunLoop对象可以检测某个task或者dispatch的输入事件，当检测到有输入源事件，CFRunLoop将会将其加入到线程中进行处理（这就体现了runloop和thread的关系）。比方说用户输入事件、网络连接事件、周期性或者延时事件、异步的回调等。

Runloop检测事件的类型

可以分为输入源（input source）和定时源（timer source）2种类型（一般情况开发人员不习惯这么分类，习惯下边的分类）。

Run loop接收输入事件来自两种不同的来源：输入源（input source）和定时源（timer source）。两种源都使用程序的某一特定的处理例程来处理到达的事件。图-1显示了run loop的概念结构以及各种源。
需要说明的是，当你创建输入源，你需要将其分配给run loop中的一个或多个模式（什么是模式，下文将会讲到）。模式只会在特定事件影响监听的源。大多数情况下，run loop运行在默认模式下，但是你也可以使其运行在自定义模式。若某一源在当前模式下不被监听，那么任何其生成的消息只在run loop运行在其关联的模式下才会被传递。

图-1

1.输入源:
传递异步事件，通常消息来自于其他线程或程序。输入源传递异步消息给相应的处理例程，并调用runUntilDate:方法来退出(在线程里面相关的NSRunLoop对象调用)。

1.1.基于端口的输入源:
基于端口的输入源由内核自动发送。
Cocoa和Core Foundation内置支持使用端口相关的对象和函数来创建的基于端口的源。例如，在Cocoa里面你从来不需要直接创建输源。你只要简单的创建端口对象，并使用NSPort的方法把该端口添加到run loop。端口对象会自己处理创建和配置输入源。
在Core Foundation，你必须人工创建端口和它的run loop源。我们可以使用端口相关的函数（CFMachPortRef，CFMessagePortRef，CFSocketRef）来创建合适的对象。

1.2.自定义输入源:
自定义的输入源需要人工从其他线程发送。
为了创建自定义输入源，必须使用Core Foundation里面的CFRunLoopSourceRef类型相关的函数来创建。你可以使用回调函数来配置自定义输入源。Core Fundation会在配置源的不同地方调用回调函数，处理输入事件，在源从run loop移除的时候清理它。
除了定义在事件到达时自定义输入源的行为，你也必须定义消息传递机制。源的这部分运行在单独的线程里面，并负责在数据等待处理的时候传递数据给源并通知它处理数据。消息传递机制的定义取决于你，但最好不要过于复杂。

1.3.Cocoa上的Selector源
除了基于端口的源，Cocoa定义了自定义输入源，允许你在任何线程执行selector方法。和基于端口的源一样，执行selector请求会在目标线程上序列化，减缓许多在线程上允许多个方法容易引起的同步问题。不像基于端口的源，一个selector执行完后会自动从run loop里面移除。
当在其他线程上面执行selector时，目标线程须有一个活动的run loop。对于你创建的线程，这意味着线程在你显式的启动run loop之前是不会执行selector方法的，而是一直处于休眠状态。
NSObject类提供了类似如下的selector方法：

• (void)performSelectorOnMainThread:(SEL)aSelector withObject:(id)argwaitUntilDone:(BOOL)wait modes:(NSArray *)array;

2.定时源：
定时源在预设的时间点同步方式传递消息，这些消息都会发生在特定时间或者重复的时间间隔。定时源则直接传递消息给处理例程，不会立即退出run loop。
需要注意的是，尽管定时器可以产生基于时间的通知，但它并不是实时机制。和输入源一样，定时器也和你的run loop的特定模式相关。如果定时器所在的模式当前未被run loop监视，那么定时器将不会开始直到run loop运行在相应的模式下。类似的，如果定时器在run loop处理某一事件期间开始，定时器会一直等待直到下次run loop开始相应的处理程序。如果run loop不再运行，那定时器也将永远不启动。

这种是开发常用的分类，分为3种，分别是CFRunLoopSource、CFRunLoopTimer、CFRunLoopObserver。可以通过CFRunLoopAddSource, CFRunLoopAddTimer或者CFRunLoopAddObserver添加相应的事件类型。

要让一个RunLoop跑起来还需要run loop modes，每一个source, timer和observer添加到RunLoop中时必须要与一个模式（CFRunLoopMode）相关联才可以运行。

综述

model 的执行逻辑

model 常见应用

NSDefaultRunLoopMode：默认model，空闲时间处理
NSEventTrackingRunLoopMode：拖动model（主线程）
NSDefaultRunLoopCommonMode：NSDefaultRunLoopMode+ NSEventTrackingRunLoopMode 二者合一

解决NSTimer在ScrollView滑动时不work
[runLoop addTimer :timer forMode : NSDefaultRunLoopCommonMode ]; // 将Timer注册到NSDefaultRunLoopCommonMode，ScrollView滑动主线程runloop处在NSEventTrackingRunLoopMode模式下，默认的NSDefaultRunLoopMode不会触发time回调

如果当前mode里边没有time和souce，那么当前runloop，不会运行

runloop三大罗汉：

1. time
   定时输入

2. observer
   观察者
   可以观察的时间点有：
   1）Entry：即将进入Loop
   2）BeforeTimer：即将处理Timer
   3）BeforeSource：即将处理Source
   4）BeforeWaiting：即将进入休眠
   5）AfterWaiting：刚从休眠中唤醒
   6）Exit：即将退出Loop

3. source
   • Source1 :基于mach_Port的,来自系统内核或者其他进程或线程的事件，可以主动唤醒休眠中的RunLoop（iOS里进程间通信开发过程中我们一般不主动使用）。mach_port大家就理解成进程间相互发送消息的一种机制就好, 比如屏幕点击, 网络数据的传输都会触发sourse1。
   • Source0 ：非基于Port的 处理事件，什么叫非基于Port的呢？就是说你这个消息不是其他进程或者内核直接发送给你的。一般是APP内部的事件, 比如hitTest:withEvent的处理, performSelectors的事件.

简单举个例子：一个APP在前台静止着，此时，用户用手指点击了一下APP界面，那么过程就是下面这样的：
我们触摸屏幕,先摸到硬件(屏幕)，屏幕表面的事件会被IOKit先包装成Event,通过mach_Port传给正在活跃的APP , Event先告诉source1（mach_port）,source1唤醒RunLoop, 然后将事件Event分发给source0,然后由source0来处理。

runloop 调用场景

time 是依赖runloop

子线程的runloop 默认是不开启的（在子线程里边写time，time 不会执行）
那么可以通过控制子线程来控制runloop，进而控制子线程里边的time。

苹果用RunLoop实现的功能

App启动后 ，系统默认
注册了5个Mode:
1）NS Default RunLoop Mode: App的默认 Mode，通常主线程是在这个 Mode 下运行的。
2）UI Tracking RunLoopMode: 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。
3）UI Initialization RunLoopMode: 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）GS EventReceive RunLoopMode: 接受系统事件的内部 Mode，通常用不到。
5）NSRunLoopCommonModes : 这是一个占位的 Mode，没有实际作用。

注册了两个 Observer （ AutoreleasePool 相关操作）
回调Callout：都是 _wrapRunLoopWithAutoreleasePoolHandler()
第一个 Observer 监视的事件是
Entry (即将进入Loop)，其回调内会调用 _objc_autoreleasePoolPush() 创建自动释放池。
（其 order 是-2147483647，优先级最高，保证创建释放池发生在其他所有回调之前。）
第二个 Observer 监听NSRunLoop运行状态：
BeforeWaiting (准备进入休眠) 时调用_objc_autoreleasePoolPop() 和 _objc_autoreleasePoolPush() 释放旧的池并创建新池；
Exit (即将退出Loop) 时调用 _objc_autoreleasePoolPop() 来释放自动释放池。
（其 order 是 2147483647，优先级最低，保证其释放池子发生在其他所有回调之后。）
在主线程执行的代码，通常是写在诸如事件回调、Timer回调内的。这些回调会被 RunLoop 创建好的 AutoreleasePool 环绕着，所以不会出现内存泄漏，开发者也不必显示创建 Pool 了。

也可以看看这篇博客，写的知识点比较详细:
https://www.jianshu.com/p/b80a8d4484e6
https://www.cnblogs.com/ioshe/p/5489112.html
https://www.jianshu.com/p/f33c0e5ad0e2