2019 iOS面試題大全---全方面剖析面試

RunLoop概念

RunLoop的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)

RunLoop的Mode

RunLoop的實現(xiàn)機制

RunLoop與NSTimer

RunLoop和線程

一岔乔、RunLoop概念

RunLoop是通過內(nèi)部維護的事件循環(huán)(Event Loop)來對事件/消息進行管理的一個對象。

1滚躯、沒有消息處理時雏门，休眠已避免資源占用嘿歌，由用戶態(tài)切換到內(nèi)核態(tài)(CPU-內(nèi)核態(tài)和用戶態(tài))
2、有消息需要處理時茁影，立刻被喚醒宙帝，由內(nèi)核態(tài)切換到用戶態(tài)

為什么main函數(shù)不會退出？

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

UIApplicationMain內(nèi)部默認開啟了主線程的RunLoop募闲，并執(zhí)行了一段無限循環(huán)的代碼（不是簡單的for循環(huán)或while循環(huán)）

//無限循環(huán)代碼模式(偽代碼)
int main(int argc, char * argv[]) {        
    BOOL running = YES;
    do {
        // 執(zhí)行各種任務(wù)步脓，處理各種事件
        // ......
    } while (running);

    return 0;
}

UIApplicationMain函數(shù)一直沒有返回，而是不斷地接收處理消息以及等待休眠浩螺，所以運行程序之后會保持持續(xù)運行狀態(tài)靴患。

二、RunLoop的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)

NSRunLoop(Foundation)是CFRunLoop(CoreFoundation)的封裝要出，提供了面向?qū)ο蟮腁PI
RunLoop 相關(guān)的主要涉及五個類：

CFRunLoop：RunLoop對象
CFRunLoopMode：運行模式
CFRunLoopSource：輸入源/事件源
CFRunLoopTimer：定時源
CFRunLoopObserver：觀察者

1鸳君、CFRunLoop

由pthread(線程對象，說明RunLoop和線程是一一對應(yīng)的)患蹂、currentMode(當前所處的運行模式)或颊、modes(多個運行模式的集合)、commonModes(模式名稱字符串集合)况脆、commonModelItems(Observer,Timer,Source集合)構(gòu)成

2饭宾、CFRunLoopMode

由name批糟、source0格了、source1、observers徽鼎、timers構(gòu)成

3盛末、CFRunLoopSource

分為source0和source1兩種

• source0:
  即非基于port的，也就是用戶觸發(fā)的事件否淤。需要手動喚醒線程悄但，將當前線程從內(nèi)核態(tài)切換到用戶態(tài)
• source1:
  基于port的，包含一個 mach_port 和一個回調(diào)石抡，可監(jiān)聽系統(tǒng)端口和通過內(nèi)核和其他線程發(fā)送的消息檐嚣，能主動喚醒RunLoop，接收分發(fā)系統(tǒng)事件啰扛。
  具備喚醒線程的能力

4嚎京、CFRunLoopTimer

基于時間的觸發(fā)器，基本上說的就是NSTimer隐解。在預(yù)設(shè)的時間點喚醒RunLoop執(zhí)行回調(diào)鞍帝。因為它是基于RunLoop的，因此它不是實時的（就是NSTimer 是不準確的煞茫。 因為RunLoop只負責分發(fā)源的消息帕涌。如果線程當前正在處理繁重的任務(wù)摄凡，就有可能導致Timer本次延時，或者少執(zhí)行一次）蚓曼。

5亲澡、CFRunLoopObserver

監(jiān)聽以下時間點:CFRunLoopActivity

• kCFRunLoopEntry
  RunLoop準備啟動
• kCFRunLoopBeforeTimers
  RunLoop將要處理一些Timer相關(guān)事件
• kCFRunLoopBeforeSources
  RunLoop將要處理一些Source事件
• kCFRunLoopBeforeWaiting
  RunLoop將要進行休眠狀態(tài),即將由用戶態(tài)切換到內(nèi)核態(tài)
• kCFRunLoopAfterWaiting
  RunLoop被喚醒，即從內(nèi)核態(tài)切換到用戶態(tài)后
• kCFRunLoopExit
  RunLoop退出
• kCFRunLoopAllActivities
  監(jiān)聽所有狀態(tài)

6纫版、各數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)之間的聯(lián)系

線程和RunLoop一一對應(yīng)谷扣， RunLoop和Mode是一對多的，Mode和source捎琐、timer会涎、observer也是一對多的

image.png

三、RunLoop的Mode

關(guān)于Mode首先要知道一個RunLoop 對象中可能包含多個Mode瑞凑，且每次調(diào)用 RunLoop 的主函數(shù)時末秃，只能指定其中一個 Mode(CurrentMode)。切換 Mode籽御，需要重新指定一個 Mode 练慕。主要是為了分隔開不同的 Source、Timer技掏、Observer铃将，讓它們之間互不影響。

image.png

當RunLoop運行在Mode1上時哑梳，是無法接受處理Mode2或Mode3上的Source劲阎、Timer、Observer事件的

總共是有五種CFRunLoopMode:

• kCFRunLoopDefaultMode：默認模式鸠真，主線程是在這個運行模式下運行

• UITrackingRunLoopMode：跟蹤用戶交互事件（用于 ScrollView 追蹤觸摸滑動悯仙，保證界面滑動時不受其他Mode影響）

• UIInitializationRunLoopMode：在剛啟動App時第進入的第一個 Mode，啟動完成后就不再使用

• GSEventReceiveRunLoopMode：接受系統(tǒng)內(nèi)部事件吠卷，通常用不到

• kCFRunLoopCommonModes：偽模式锡垄，不是一種真正的運行模式，是同步Source/Timer/Observer到多個Mode中的一種解決方案

四祭隔、RunLoop的實現(xiàn)機制

image.png

這張圖在網(wǎng)上流傳比較廣货岭。
對于RunLoop而言最核心的事情就是保證線程在沒有消息的時候休眠，在有消息時喚醒疾渴，以提高程序性能千贯。RunLoop這個機制是依靠系統(tǒng)內(nèi)核來完成的（蘋果操作系統(tǒng)核心組件Darwin中的Mach）。

image.png

Mach消息發(fā)送機制
大致邏輯為：
1粟按、通知觀察者 RunLoop 即將啟動。
2霹粥、通知觀察者即將要處理Timer事件灭将。
3、通知觀察者即將要處理source0事件后控。
4庙曙、處理source0事件。
5浩淘、如果基于端口的源(Source1)準備好并處于等待狀態(tài)捌朴，進入步驟9。
6张抄、通知觀察者線程即將進入休眠狀態(tài)砂蔽。
7、將線程置于休眠狀態(tài)署惯，由用戶態(tài)切換到內(nèi)核態(tài)左驾，直到下面的任一事件發(fā)生才喚醒線程。

• 一個基于 port 的Source1 的事件(圖里應(yīng)該是source0)泽台。
• 一個 Timer 到時間了什荣。
• RunLoop 自身的超時時間到了。
• 被其他調(diào)用者手動喚醒怀酷。

8、通知觀察者線程將被喚醒嗜闻。
9蜕依、處理喚醒時收到的事件。

• 如果用戶定義的定時器啟動琉雳，處理定時器事件并重啟RunLoop样眠。進入步驟2。
• 如果輸入源啟動翠肘，傳遞相應(yīng)的消息檐束。
• 如果RunLoop被顯示喚醒而且時間還沒超時，重啟RunLoop束倍。進入步驟2

10被丧、通知觀察者RunLoop結(jié)束盟戏。

五、RunLoop與NSTimer

一個比較常見的問題：滑動tableView時甥桂，定時器還會生效嗎柿究？
默認情況下RunLoop運行在kCFRunLoopDefaultMode下，而當滑動tableView時黄选，RunLoop切換到UITrackingRunLoopMode蝇摸，而Timer是在kCFRunLoopDefaultMode下的，就無法接受處理Timer的事件办陷。
怎么去解決這個問題呢貌夕？把Timer添加到UITrackingRunLoopMode上并不能解決問題，因為這樣在默認情況下就無法接受定時器事件了民镜。
所以我們需要把Timer同時添加到UITrackingRunLoopMode和kCFRunLoopDefaultMode上蜂嗽。
那么如何把timer同時添加到多個mode上呢？就要用到NSRunLoopCommonModes了

[[NSRunLoop currentRunLoop] addTimer:timer forMode:NSRunLoopCommonModes];

Timer就被添加到多個mode上殃恒，這樣即使RunLoop由kCFRunLoopDefaultMode切換到UITrackingRunLoopMode下植旧，也不會影響接收Timer事件

六、RunLoop和線程

• 線程和RunLoop是一一對應(yīng)的,其映射關(guān)系是保存在一個全局的 Dictionary 里
• 自己創(chuàng)建的線程默認是沒有開啟RunLoop的

1离唐、怎么創(chuàng)建一個常駐線程病附？

1、為當前線程開啟一個RunLoop（第一次調(diào)用 [NSRunLoop currentRunLoop]方法時實際是會先去創(chuàng)建一個RunLoop）
1亥鬓、向當前RunLoop中添加一個Port/Source等維持RunLoop的事件循環(huán)（如果RunLoop的mode中一個item都沒有完沪，RunLoop會退出）
2、啟動該RunLoop

   @autoreleasepool {
        
        NSRunLoop *runLoop = [NSRunLoop currentRunLoop];
        
        [[NSRunLoop currentRunLoop] addPort:[NSMachPort port] forMode:NSDefaultRunLoopMode];
        
        [runLoop run];
        
    }

2嵌戈、輸出下邊代碼的執(zhí)行順序

 NSLog(@"1");

dispatch_async(dispatch_get_global_queue(0, 0), ^{
    
    NSLog(@"2");

    [self performSelector:@selector(test) withObject:nil afterDelay:10];
    
    NSLog(@"3");
});

NSLog(@"4");

- (void)test
{
    
    NSLog(@"5");
}

答案是1423覆积，test方法并不會執(zhí)行。
原因是如果是帶afterDelay的延時函數(shù)熟呛，會在內(nèi)部創(chuàng)建一個 NSTimer宽档，然后添加到當前線程的RunLoop中。也就是如果當前線程沒有開啟RunLoop庵朝，該方法會失效吗冤。
那么我們改成:

dispatch_async(dispatch_get_global_queue(0, 0), ^{
        
        NSLog(@"2");
        
        [[NSRunLoop currentRunLoop] run];
        
        [self performSelector:@selector(test) withObject:nil afterDelay:10];
  
        NSLog(@"3");
    });

然而test方法依然不執(zhí)行。
原因是如果RunLoop的mode中一個item都沒有九府，RunLoop會退出椎瘟。即在調(diào)用RunLoop的run方法后，由于其mode中沒有添加任何item去維持RunLoop的時間循環(huán)侄旬，RunLoop隨即還是會退出肺蔚。
所以我們自己啟動RunLoop，一定要在添加item后

dispatch_async(dispatch_get_global_queue(0, 0), ^{
        
        NSLog(@"2");
        
        [self performSelector:@selector(test) withObject:nil afterDelay:10];
        
        [[NSRunLoop currentRunLoop] run];
  
        NSLog(@"3");
    });

3儡羔、怎樣保證子線程數(shù)據(jù)回來更新UI的時候不打斷用戶的滑動操作宣羊？

當我們在子請求數(shù)據(jù)的同時滑動瀏覽當前頁面璧诵，如果數(shù)據(jù)請求成功要切回主線程更新UI，那么就會影響當前正在滑動的體驗段只。
我們就可以將更新UI事件放在主線程的NSDefaultRunLoopMode上執(zhí)行即可腮猖，這樣就會等用戶不再滑動頁面，主線程RunLoop由UITrackingRunLoopMode切換到NSDefaultRunLoopMode時再去更新UI

[self performSelectorOnMainThread:@selector(reloadData) withObject:nil waitUntilDone:NO modes:@[NSDefaultRunLoopMode]];