OC底层知识(十) : RunLoop

一、Runloop的简单介绍

Runloop 是在程序运行过程中循环做一些事情。比如应用在：定时器(NSTimer)、PerformSelector；GCD Async Main Queue;事件响应、手势识别、界面刷新、网络请求、AutoreleasePool

• RunLoop的基本作用：保持程序的持续运行；处理App中的各种事件（如触摸事件、定时器事件等）；节省CPU资源，提高程序性能：该做事时做事，该休息时休息

二、RunLoop对象的获取

• 2.1、iOS中有2套API来访问和使用RunLoop

  • Foundation：NSRunLoop
  • Core Foundation：CFRunLoopRef

• 2.2、NSRunLoop和CFRunLoopRef都代表着RunLoop对象

  NSRunLoop是基于CFRunLoopRef的一层OC包装

  CFRunLoopRef是开源的

• 2.3、RunLoop与线程

  • 每条线程都有唯一的一个与之对应的RunLoop对象
  • RunLoop保存在一个全局的Dictionary里，线程作为key，RunLoop作为value
  • 线程刚创建时并没有RunLoop对象，RunLoop会在第一次获取它时创建
  • RunLoop会在线程结束时销毁
  • 主线程的RunLoop已经自动获取（创建），子线程默认没有开启RunLoop

• 2.4、获取RunLoop对象

  • OC(Foundation)获取RunLoop对象

    [NSRunLoop currentRunLoop]; // 获得当前线程的RunLoop对象
    [NSRunLoop mainRunLoop]; // 获得主线程的RunLoop对象
    

  • C(Core Foundation)获取RunLoop对象

    CFRunLoopGetCurrent(); // 获得当前线程的RunLoop对象
    CFRunLoopGetMain(); // 获得主线程的RunLoop对象
    

三、RunLoop相关的类

Core Foundation中关于RunLoop的5个类
CFRunLoopRef
CFRunLoopModeRef
CFRunLoopSourceRef
CFRunLoopTimerRef
CFRunLoopObserverRef

struct __CFRunLoop {
    CFRuntimeBase _base;
    pthread_mutex_t _lock;                 /* locked for accessing mode list */
    __CFPort _wakeUpPort;                  // used for CFRunLoopWakeUp 
    Boolean _unused;
    volatile _per_run_data *_perRunData;   // reset for runs of the run loop
    pthread_t _pthread;
    uint32_t _winthread;
    CFMutableSetRef _commonModes;
    CFMutableSetRef _commonModeItems;
    CFRunLoopModeRef _currentMode;
    CFMutableSetRef _modes;
    struct _block_item *_blocks_head;
    struct _block_item *_blocks_tail;
    CFAbsoluteTime _runTime;
    CFAbsoluteTime _sleepTime;
    CFTypeRef _counterpart;
};

• 3.1、CFRunLoopModeRef

  • CFRunLoopModeRef代表RunLoop的运行模式

  • 一个RunLoop包含若干个Mode，每个Mode又包含若干个Source0/Source1/Timer/Observer

    
    
    
    
  • RunLoop启动时只能选择其中一个Mode，作为currentMode
  • 如果需要切换Mode，只能退出当前Loop，再重新选择一个Mode进入
    • 不同组的Source0/Source1/Timer/Observer能分隔开来，互不影响
  • 如果Mode里没有任何Source0/Source1/Timer/Observer，RunLoop会立马退出
  • CFRunLoopModeRef 2种Mode
    • kCFRunLoopDefaultMode（NSDefaultRunLoopMode）：App的默认Mode，通常主线程是在这个Mode下运行
    • UITrackingRunLoopMode：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
      
      WechatIMG100.jpeg

• 3.2、RunLoop的运行逻辑

  
  
  RunLoop的运行逻辑
  • Source0
    触摸事件处理
    performSelector:onThread:
  • Source1
    基于Port的线程间通信
    系统事件捕捉
  • Timers
    NSTimer
    performSelector:withObject:afterDelay:
  • Observers
    用于监听RunLoop的状态
    UI刷新（BeforeWaiting）
    Autorelease pool（BeforeWaiting）

RunLoop的运行逻辑

• 3.3、RunLoop休眠的实现原理

  
  
  RunLoop休眠的实现原理

四、RunLoop在实际开中的应用 下面练习的demo

• 4.1、控制线程生命周期（线程保活）

  • (1)OC核心代码实现保活 ： 看demo里面的类JKCPermenantThread

    self.innerThread = [[MJThread alloc] initWithBlock:^{
     
     // 线程保活
     // 往RunLoop里面添加 Source\Timer\Observer
     [[NSRunLoop currentRunLoop] addPort:[[NSPort alloc] init] forMode:NSDefaultRunLoopMode];
     
      while (weakSelf && !weakSelf.isStopped) {
         [[NSRunLoop currentRunLoop] runMode:NSDefaultRunLoopMode beforeDate:[NSDate distantFuture]];
      }
    }];
    

  • (2)C核心代码实现保活：看demo里面的类ThreadCViewController

    self.innerThread = [[JKThread alloc] initWithBlock:^{
       NSLog(@"begin----");
     
       // 创建上下文（要初始化一下结构体）
       CFRunLoopSourceContext context = {0};
     
       // 创建source
       CFRunLoopSourceRef source = CFRunLoopSourceCreate(kCFAllocatorDefault, 0, &context);
     
       // 往Runloop中添加source
       CFRunLoopAddSource(CFRunLoopGetCurrent(), source, kCFRunLoopDefaultMode);
     
       // 销毁source
       CFRelease(source);
     
       // 启动
       CFRunLoopRunInMode(kCFRunLoopDefaultMode, 1.0e10, false);
     
       //            while (weakSelf && !weakSelf.isStopped) {
       //                // 第3个参数：returnAfterSourceHandled，设置为true，代表执行完source后就会退出当前loop
       //                CFRunLoopRunInMode(kCFRunLoopDefaultMode, 1.0e10, true);
       //            }
     
       NSLog(@"end----");
     }];
    

• 4.2、解决NSTimer在滑动时停止工作的问题(我在做一个cell上动画的时候用了NSRunLoop来防止tableview滑动的时候cell上的动画暂停)

  NSTimer  *timer = [NSTimer scheduledTimerWithTimeInterval:0.1 target:self selector:@selector(clickTimeIndexPath) userInfo:nil repeats:YES];
  [[NSRunLoop currentRunLoop] addTimer:timer forMode:NSRunLoopCommonModes];
  /*
    UITrackingRunLoopMode和NSDefaultRunLoopMode是真正存在的模式
    [[NSRunLoop currentRunLoop] addTimer:timer forMode:NSDefaultRunLoopMode];
    [[NSRunLoop currentRunLoop] addTimer:timer forMode:UITrackingRunLoopMode];
    NSRunLoopCommonModes:n并不是一个真的模式，它只是一个标记
    timer 能在 _commandModes 数组中存放的模式下工作
    [[NSRunLoop currentRunLoop] addTimer:timer forMode:NSRunLoopCommonModes];
   */
  

• 4.3、监控应用卡顿(看底层七)

• 4.4、性能优化(看底层七)

五、RunLoop的几个面试题

• 5.1、讲讲 RunLoop，项目中有用到吗？(你可以回答四里面的任意一个)
  答：我用到了：解决NSTimer在滑动时停止工作的问题(我在做一个cell上动画的时候用了NSRunLoop来防止tableview滑动的时候cell上的动画暂停)

• 5.2、runloop内部实现逻辑？
  答：看上面的 3.2、RunLoop的运行逻辑

• 5.3、runloop和线程的关系？
  答：看上面的 2.3、RunLoop与线程

• 5.4、timer 与 runloop 的关系？
  答： timer 是运行在runloop里面的，runloop控制 timer什么时候执行

• 5.5、程序中添加每3秒响应一次的NSTimer，当拖动tableview时timer可能无法响应要怎么解决？
  答：看上面的4.2，也就是要添加 NSRunLoopCommonModes标记

• 5.6、runloop 是怎么响应用户操作的， 具体流程是什么样的？
  答： 由 source1捕获触摸或者响应事件，再由 source0去处理触摸或者响应事件

• 5.7、说说runLoop的几种状态

  
  
  runLoop的几种状态

• 5.8、runloop的mode作用是什么？
  答：runloop的mode 常用的有两种mode: NSDefaultRunLoopMode与UITrackingRunLoopMode,在某一种mode下执行自己的source0、source1、timer，不同mode下互不影响，分工明确，使用起来更灵活、流畅。