runloop理解与运用

什么是runloop？

个人理解为：他是一个运行循环，因为他的存在才会导致我们的运行的程序才不会挂掉，我们的事件处理、定时器等等的事件才能有所反应。
举个例子：
看下如下的代码：

#import 

int main(int argc, const char * argv[]) {
    @autoreleasepool {
        // insert code here...
        NSLog(@"Hello, World!");
    }
    return 0;
}

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

可以看到命令行的main是没有runloop的，但是我们的ios程序是有runloop的，也就是我们的命令行函数执行完了直接就return0了那么程序也就死了，而我们的ios程序会一直存在。
所以我们猜测一下UIApplicationMain(argc, argv, nil, NSStringFromClass([AppDelegate class]));的底层实现大致是这样的：

int vel = 0;
        do{
            // 消息监听
            
            // 消息处理
        }while (0 == vel);

runloop的对象获取

    NSRunLoop *mainRun = [NSRunLoop mainRunLoop];
    NSRunLoop *currentRun = [NSRunLoop currentRunLoop];

    CFRunLoopRef mainRunRef = CFRunLoopGetMain();
    CFRunLoopRef currentRunRef = CFRunLoopGetCurrent();
    
    NSLog(@"%p %p ==== %p %p",mainRun,currentRun,mainRunRef,currentRunRef);

image.png

我们可以看到mainrunloop和currentloop是一样的但是c语言的runloop和我们的oc的runloop是不一样的，其实一个线程只对应一个runloop，也就是说目前四个都是一样的下面我证明一下

image.png

由此可见他们都是同一个runloop

runloop与线程的关系

1.一个线程与之仅有一个runloop与之对应
2.runloop保存在一个全局的dictory里，线程作为key，value作为runloop
3.线程刚刚开始创建的时候并没有runloop，在第一次获取的时候runloop才开始创建。所以说主线程默认也是没有runloop的只不过我们开始调用main函数。在main函数中调用了UIApplicationMain(argc, argv, nil, NSStringFromClass([AppDelegate class]));所以他内部是有获取的所以主线程是存在runloop的。
4.runloop会在线程结束的时候进行销毁，子线程默认是没有开启runloop的。

runloop相关的类、结构

我们到这个网站（https://opensource.apple.com/tarballs/CF）下载一下底层的源码，打开新建一个工程将我们下载的资料拖进去

image.png

1.在coreFoundation中与runloop相关的五个类分别为：
CFRunLoopSourceRef CFRunLoopModeRef CFRunLoopRef CFRunLoopObserverRef CFRunLoopTimerRef
2.runloop 的结构如下：

typedef struct __CFRunLoop *CFRunLoopRef;
    struct __CFRunLoop {
        pthread_t _pthread;
        CFMutableSetRef _commonModes;
        CFMutableSetRef _commonModeItems;
        CFRunLoopModeRef _currentMode;
        CFMutableSetRef _modes;
    }

其中他的mode结构如下：

typedef struct __CFRunLoopode *CFRunLoopModeRef;
    struct __CFRunLoopode{
        CFStringRef _name;
        CFMutableSetRef _source0;
        CGMutablePathRef _source1;
        CFMutableArrayRef _observers;
        CFMutableArrayRef _timers;

    };

其中modes包含了很多的CFRunLoopModeRef，只不过其中的一个mode是_currentMode
解释mode中的每一个的作用
_name：名字
_source0：触摸事件处理、performSeletor:onThread
_source1: 事件的捕捉、或者线程之间的port通信
_timers: 定时器、[self performSelector:<#(nonnull SEL)#> withObject:<#(nullable id)#> afterDelay:<#(NSTimeInterval)#>]
_observers:各种状态。
下面我们来验证一下_source0，打开函数的调用栈

image.png

可以看到source0 确实是触摸事件的处理。
下面在看一下观察的状态

 // 创建观察对象
    CFRunLoopObserverRef observer = CFRunLoopObserverCreateWithHandler(kCFAllocatorDefault, kCFRunLoopAllActivities, YES, 0, ^(CFRunLoopObserverRef observer, CFRunLoopActivity activity) {
        switch (activity) {
            case kCFRunLoopEntry: // 即将进入loop
                NSLog(@"kCFRunLoopEntry");
                break;
            case kCFRunLoopBeforeSources: // 即将处理source
                NSLog(@"kCFRunLoopBeforeSources");
                break;
            case kCFRunLoopBeforeTimers: // 即将处理timer
                NSLog(@"kCFRunLoopBeforeTimers");
                break;
            case kCFRunLoopBeforeWaiting: // 即将进入睡眠
                NSLog(@"kCFRunLoopBeforeWaiting");
                break;
            case kCFRunLoopAfterWaiting: // 刚从睡眠中唤醒
                NSLog(@"kCFRunLoopAfterWaiting");
                break;
            case kCFRunLoopExit: // 退出loop
                NSLog(@"kCFRunLoopExit");
                break;
            default:
                break;
        }
    });
   //  kCFRunLoopCommonModes == kCFRunLoopDefaultMode(没有滚动事件的处理) + UITrackingRunLoopMode(滚动时候的情形)
    CFRunLoopAddObserver(CFRunLoopGetMain(), observer, kCFRunLoopCommonModes);

image.png

可以看到runloop在点击事件之前是结束等待，然后在继续监听也就是我们没有做任何事情之前他是处于睡眠状态的。

runloop是开始创建的时候就对应一种mode，其中他的常用mode只有kCFRunLoopDefaultMode(没有滚动事件的处理) 和 UITrackingRunLoopMode(滚动时候的情形)，他只能结束一种mode在进入另一种mode，而且每个mode分别管理自己的CFRunLoopModeRef
下面来验证一下，
我们在xib中增加一个uitextview 滚动来看和停止滚动的

image.png

代码如下：

// 创建观察对象
    CFRunLoopObserverRef observer = CFRunLoopObserverCreateWithHandler(kCFAllocatorDefault, kCFRunLoopAllActivities, YES, 0, ^(CFRunLoopObserverRef observer, CFRunLoopActivity activity) {
        
        switch (activity) {
            case kCFRunLoopEntry:
            {
                CFRunLoopMode mode = CFRunLoopCopyCurrentMode(CFRunLoopGetCurrent());
                NSLog(@"kCFRunLoopEntry %@",mode);
                CFRelease(mode);
                break;
            }
            case kCFRunLoopExit:
            {

                CFRunLoopMode mode = CFRunLoopCopyCurrentMode(CFRunLoopGetCurrent());
                NSLog(@"kCFRunLoopExit %@",mode);
                CFRelease(mode);
                break;

            }
            default:
            {
                break;
            }
        }
    });
   //  kCFRunLoopCommonModes == kCFRunLoopDefaultMode(没有滚动事件的处理) + UITrackingRunLoopMode(滚动时候的情形)
    CFRunLoopAddObserver(CFRunLoopGetMain(), observer, kCFRunLoopCommonModes);

image.png

可以看到mode切换了在滚动停止的时候。

总结：
1.如果当前的mode中没有timer、source0、source1、observer等等的 runloop会立刻退出。
2.runloop创建的时候默认设置一个mode
3.runloop只能从当前的mode退出切换到另一个mode

runloop的执行过程

1.通知observer：进入loop
2.通知observer：即将处理timer
3.通知observer：即将处理sources
4.处理blocks
比如这种情况

CFRunLoopPerformBlock(<#CFRunLoopRef rl#>, <#CFTypeRef mode#>, <#^(void)block#>)

5.处理source0（我们都知道source0是对事件的处理）
6.如果存在source1，那么就会进行第8步
7.通知observer：进行休眠
8.通知observer：结束休眠（被某个消息唤醒）
8.1 处理timers
8.2 处理gcd相关的可能
8.3 处理source1
9.处理blocks
10.根据执行结果决定如何的操作
{
回到第二步骤还是退出loop
}
11.通知observer：退出loop

image.png

runloop的运用：

1.线程保活
具体说一下他的作用：
有时候我们需要在一个自线程中做事情，但是我们都知道一般来说子线程做完事情之后就死掉，如果我们想在一个子线程中一直做一个事情，让我们来控制自线程的生命周期我们普通的方法是实现不了的。
我们需要用到runloop的知识，让我们的子线程一直存在，直到我们想让他销毁他就销毁。
代码如下：


#import "ViewController.h"
#import "DGThread.h"

@interface ViewController ()
@property (strong, nonatomic) DGThread *thread;
@property (assign, nonatomic) BOOL isStopThread;

@end
@implementation ViewController

- (void)viewDidLoad {
    [super viewDidLoad];
    
    
    __weak typeof(self)weakSelf = self;
    self.thread = [[DGThread alloc] initWithBlock:^{
        
        // 这里面进行线程包活
        NSLog(@"当前的线程 ---- %@",[NSThread currentThread]);
        // 往runloop里面添加观察者、observer、timer等等
        [[NSRunLoop currentRunLoop] addPort:[NSPort port] forMode:NSDefaultRunLoopMode];
        // 开启runloop 让他来进行监听，好处理事件
        while (weakSelf.thread && !weakSelf.isStopThread) {
            NSLog(@"weakSelf.isStopThread --- %d",weakSelf.isStopThread);
            [[NSRunLoop currentRunLoop] runMode:NSDefaultRunLoopMode beforeDate:[NSDate distantFuture]];
        }
    }];
    // 线程开启了
    [self.thread start];
}
-(void)touchesBegan:(NSSet *)touches withEvent:(UIEvent *)event{
    
    // 这个参数穿点为NO，为立刻执行后面的事情，比如立刻执行 123
    if (!self.thread) return;
    [self performSelector:@selector(startAction) onThread:self.thread withObject:nil waitUntilDone:NO];
    NSLog(@"123");
    
}

- (void)startAction{
    
    NSLog(@"老夫在这里做了很多的事情");
}

- (void)stop{
    // 停止runloop
    NSLog(@"%s",__func__);
    CFRunLoopStop(CFRunLoopGetCurrent());
    self.isStopThread = YES;
    NSLog(@"已经停止定时器了");
}
-(void)dealloc{
    [self stopThread];
    NSLog(@"%s",__func__);
}
- (IBAction)stopThread {
    if (!self.thread || self.isStopThread) return;
    [self performSelector:@selector(stop) onThread:self.thread withObject:nil waitUntilDone:YES];
    NSLog(@"已经停止线程了");
}
@end

image.png

2防止定时器失效
我们直到我们创建的定时器如果指定的模式是NSDefaultRunloopMode的情况下，那么如果我们空间中有一个UITextView在那滚动，那么定时器就不走了，如果停止滚动就走了。比如：

   
    NSTimer *timer = [NSTimer timerWithTimeInterval:1.0 repeats:YES block:^(NSTimer * _Nonnull timer) {
        NSLog(@"asdasdasdasdasd");
    }];
    [[NSRunLoop currentRunLoop] addTimer:timer forMode:NSDefaultRunLoopMode];

值得说明上面的这种写法和这种写法是等价的

[NSTimer scheduledTimerWithTimeInterval:1.0 repeats:YES block:^(NSTimer * _Nonnull timer) {
        
    }];

如果我们将这个模式修改为：

NSTimer *timer = [NSTimer timerWithTimeInterval:1.0 repeats:YES block:^(NSTimer * _Nonnull timer) {
        NSLog(@"asdasdasdasdasd");
    }];
    [[NSRunLoop currentRunLoop] addTimer:timer forMode:NSRunLoopCommonModes];

我们发现定时器即使是在滚动的情况下还是能走，当然静止的时候也还是能走的。
3.未完待续，我会继续更新我觉得runloop的应用。

runloop理解与运用

什么是runloop？

runloop的对象获取

runloop与线程的关系

runloop相关的类 、结构

runloop的执行过程

runloop的运用：

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