Runloop 实现机制

一、什么是Runloop？

Runloop是通过内部维护的事件循环，来对事件\消息进行管理的对象。
二、什么是事件循环？

有消息需要的处理的时，立即被唤醒，（内核态-->用户态）
没有消息需要处理时，进入休眠状态，避免资源占用。（用户态-->内核态）

维护的事件循环：可以用来不断的处理消息或者事件，然后对他们进行管理，同时，当没有消息需要处理时，会从用户态到内核态的一个切换，以此进行当前线程的休眠，避免资源占用。同时当有消息需要处理时，就会发生从内核态到用户态的转换。当前的用户线程会被唤醒。

三、我们的main 函数为什么可以一直处于活跃状态，不退出？
在main 函数中多调用的UIApplicationMain 这个函数内部，会启动主线程runloop,runloop是对事件循环的维护机制。可以在有事做，做事，没有事做，进行用户态到内核态的切换，进入休眠，避免占用资源。

四、Runloop 的数据结构：

NSRunLoop(fundation) 是CFRunLoop的封装，提供了面向对象的API.

（1）NSRunLoop 的数据结构：

• CFRunLoop
• CFRunLoopMode
• Timer/Observer/Source

(2)CFRunLoop 结构体

结构体

CFRunLoop包含有：

• pthread 线程与runloop 是一一对应的关系。
• currentMode、------>CFRunLoopMode 的数据结构。
• modes(多个mode的集合) ----> NSMutableSet< CFRunLoopMode *>
• commonModes----->NSMutableSet< NSString *>
• commonModeItems --->包含多个timer,多个source,多个observer。
  注意：runloop与mode 是一对多的关系。

** CFRunLoopMode结构**

• name. ====> NSDefaultRunLoopMode(别名定义的字符串)
• sources0
• soources1
• observers
• timers

CFRunLoopSource结构

• source0 需要手动唤醒线程能力。
• source1 具备唤醒线程的能力。

CFRunLoopTimer

事件定时器：和NSTimer 是toll-free bridge的。

CFRunLoopObserver结构体

观测时间点：

• kCFRunLoopEntry. 将要进入runloop 中。
• kCFRunLoopBeforeTimers 将要处理timers 的相关问题
• kCFRunLoopBeforeSources 将要处理source相关问题。
• kCFRunLoopBeforeWaiting 通知观察者将要进入休眠状态（即将：用户态-->内核态）
• kCFRunLoopAfterWaiting 内核态-->用户态的不久时间点。
• kCFRunLoopExit. 退出runloop.

数据结构之间的关系：

• runloop与其mode方式是一对多的方式，而Mode与source /timer/observer都是一对多的。

数据结构

五、RunLoopMode 的数据结构：

mode 数据结构

mode为什么会有多个？？

当我们的runloop运行在某个mode1时，另一个mode2上的timer事件进行回调了。这是runloop是无法接收对应mode2 中的事件回调。起到了屏蔽的效果。

如何将一个Timer添加到不同的mode下？？可以使用CommonMode.

CommonMode结构特性

结构特性

？？
CommonMode 是同步Source\Timer\Observer到多个mode的解决方案。

六、事件循环机制：

在runloop启动后，会通过通知，告诉观察者即将进入runloop. 之后，将要处理timer/source0事件通知。之后进入到正式的source0事件处理。如果有Source1 ,那么会通过goto语法，处理唤醒时，收到的消息。如果没有什么要处理的。就会进入休眠。唤醒操作：timer/source1/外部手动唤醒。线程被唤醒后，会触发观察者，告诉观察者，线程被唤醒了。即将推出RunLoop.

屏幕快照 2020-01-13 上午1.12.08.png

七、RunLoop 与NSTimer

(1)滑动TableView 的时候，我们的定时器还会生效吗？？
正常情况下，是kCFRunLoopDefaultModel.当滑动时进行了mode 转换，转换成了UITractingRunLoopMode;

通过CFRunLoopAddTimer(runloop, timer,commonMode)commonMode 不是实际的Mode,只是将Mode打上一个CommonMode 的标记。就可以将一个事件元，同步到多个Mode 中。

八、线程与RunLoop
（1）自己创建的线程是没有runloop的需要我们手动创建。
（2）如何实现一个常驻线程？

• 为当前线程开启RunLoop.（调用获取RunLoop 的方法，因为获取RunLoop的方法，会判定是否有，没有就进行创建）
• 向该runloop中添加一个port/source 等用来维护RunLoop事件循环。（资源事件元，需要处理的话，默认情况下，是不能维持事件循环的）
• 启动RunLoop.

1.创建一个Source

2. 创建RunLoop 并将Source 添加到runLoop 中。（CFRunLoopAddSource）
   3。维护循环，再循环中创建AutoReleasePool,并调用CFRunLoopRunInMode 方法。**注意：添加资源的Mode,与运行时Mode的必须是同一个。
   4.移除source,调用CFRunLoopRemoveSource（某一时机可以保证RunLoop线程推出。）
   5.释放资源CFRelease(source)避免内存泄漏。

（3）调用RunLoop的run方法后，系统会调用mach_message方法，发生了用户态向核心态的切换。当前线程处于休眠状态。
（4）如何保证子线程数据更新UI的时候，不打断用户滑动操作？

分析：在用户处于滑动的情况下，处于RunLoop的UITractingMode的模式下。因此，当子线程获取到数据需要显示UI时，我们可以将数据进行包装后提交到住线程的DefaultMode 模式下。这样当滑动时，由于处于TractingMode下，就不会对其进行处理，知道滑动停止后，回到defaultMode时，才开始对其进行处理，这样就不会打断用户的滑动效果了。

实现原理:当App启动时，会调用UIApplicationMain,启动主线程中的RunLoop.

经过一些列处理后，runloop 将会处于休眠状态，此时，我点击屏幕，就会产生一个MachPort,machport会转化成Source1，唤醒主线程，运行处理，之后，当App杀死，就会发生runloop 的退出。也会发出一个通知，即将退出runloop ，退出后，线程被销毁。

RunLoop 核心问题？

RunLoop 核心