定時器，用來延遲或重復(fù)執(zhí)行某些方法店枣，例如：網(wǎng)絡(luò)定時刷新，UI間隔刷新，動畫效果......iOS中的定時器大致分為這幾類：
<pre>
NSObject
GCD定時器
NSTimer
CADisplayLink
</pre>
RunLoop
在講解定時器之前，先普及下RunLoop的基本知識。傳送門: iOS - RunLoop 深入理解感謝ibireme整理了一份完整講解作郭，從 CFRunLoop 的源碼入手割捅，介紹 RunLoop 的概念以及底層實(shí)現(xiàn)原理。在此忙灼，總結(jié)性的介紹下。
RunLoop概念
一般來講，一個線程一次只能執(zhí)行一個任務(wù)棍弄，執(zhí)行完成后線程就會退出。如果我們需要一個機(jī)制疟游，讓線程能隨時處理事件但并不退出照卦，通常的代碼邏輯是這樣的：
function loop() {
initialize();
do {
var message = get_next_message();
process_message(message);
} while (message != quit);
}
這種模型通常被稱作 Event Loop。 Event Loop 在很多系統(tǒng)和框架里都有實(shí)現(xiàn)乡摹，比如 Node.js 的事件處理役耕，比如 Windows 程序的消息循環(huán)，再比如 OSX/iOS 里的 RunLoop聪廉。實(shí)現(xiàn)這種模型的關(guān)鍵點(diǎn)在于：如何管理事件/消息瞬痘，如何讓線程在沒有處理消息時休眠以避免資源占用、在有消息到來時立刻被喚醒板熊。所以框全，RunLoop 實(shí)際上就是一個對象，這個對象管理了其需要處理的事件和消息干签，并提供了一個入口函數(shù)來執(zhí)行上面 Event Loop 的邏輯津辩。線程執(zhí)行了這個函數(shù)后，就會一直處于這個函數(shù)內(nèi)部 "接受消息->等待->處理" 的循環(huán)中容劳，直到這個循環(huán)結(jié)束（比如傳入 quit 的消息）喘沿，函數(shù)返回。
蘋果不允許直接創(chuàng)建 RunLoop竭贩，需要類似像主線程調(diào)用一樣調(diào)用蚜印，即[NSRunLoop mainRunLoop]，在 CoreFoundation 里面關(guān)于 RunLoop 有5個類:
- CFRunLoopRef
- CFRunLoopModeRef
- CFRunLoopSourceRef
- CFRunLoopTimerRef
- CFRunLoopObserverRef
其中CFRunLoopTimerRef 是基于時間的觸發(fā)器留量，其包含一個時間長度和一個回調(diào)（函數(shù)指針）窄赋。當(dāng)其加入到 RunLoop 時，RunLoop會注冊對應(yīng)的時間點(diǎn)楼熄，當(dāng)時間點(diǎn)到時忆绰，RunLoop會被喚醒以執(zhí)行那個回調(diào)。后面要講的NSTimer 其實(shí)就是 CFRunLoopTimerRef可岂。
NSObject
iOS框架圖
在object-c中错敢，絕大部分類的基類都是NSObject，使用NSObject延遲執(zhí)行也被用于網(wǎng)絡(luò)定時刷新青柄，配套使用代碼cancelPreviousPerformRequestsWithTarget與performSelector伐债，相對而言比較簡潔预侯。當(dāng)然NSObject與RunLoop之間的聯(lián)系遠(yuǎn)不只于此，例如事件響應(yīng)和手勢識別峰锁，就不做展開萎馅。
- (void)performSelector:(SEL)aSelector withObject:(nullable id)anArgument afterDelay:(NSTimeInterval)delay;
+ (void)cancelPreviousPerformRequestsWithTarget:(id)aTarget selector:(SEL)aSelector object:(nullable id)anArgument;
當(dāng)調(diào)用 NSObject 的 performSelecter:afterDelay: 后，實(shí)際上其內(nèi)部會創(chuàng)建一個 Timer 并添加到當(dāng)前線程的 RunLoop 中虹蒋。所以如果當(dāng)前線程沒有 RunLoop糜芳，則這個方法會失效。
當(dāng)調(diào)用 performSelector:onThread: 時魄衅，實(shí)際上其會創(chuàng)建一個 Timer 加到對應(yīng)的線程去峭竣，同樣的，如果對應(yīng)線程沒有 RunLoop 該方法也會失效晃虫。
當(dāng)調(diào)用 cancelPreviousPerformRequestsWithTarget時皆撩，實(shí)際上就是講Timer 從RunLoop中移除。
GCD
GCD定時器其實(shí)是一種特殊的分派源哲银，它是基于分派隊(duì)列的扛吞，而NSTimer是基于運(yùn)行循環(huán)的，所以荆责，尤其是在多線程中滥比，GCD定時器要比NSTimer好用的多。另外做院，GCD定時器使用dispatch_block_t盲泛，而不是方法選擇器，也就是說GCD實(shí)現(xiàn)的定時器是不受RunLoop約束键耕。
實(shí)際上 RunLoop 底層也會用到 GCD 的東西寺滚，在<pre>CFRrunLoop.c</pre>中我們能發(fā)現(xiàn)引用了<pre>#include <dispatch/dispatch.h></pre>，例如RunLoop 的超時時間就是使用 GCD 中的 dispatch_source_t來實(shí)現(xiàn)的郁竟，摘自 __CFRunLoopRun中的源碼：
dispatch_source_t timeout_timer = NULL;
struct __timeout_context *timeout_context = (struct __timeout_context *)malloc(sizeof(*timeout_context));
if (seconds <= 0.0) { // instant timeout
seconds = 0.0;
timeout_context->termTSR = 0ULL;
} else if (seconds <= TIMER_INTERVAL_LIMIT) { //超時時間在最大限制內(nèi)玛迄，才創(chuàng)建timeout_timer
dispatch_queue_t queue = pthread_main_np() ? __CFDispatchQueueGetGenericMatchingMain() : __CFDispatchQueueGetGenericBackground();
timeout_timer = dispatch_source_create(DISPATCH_SOURCE_TYPE_TIMER, 0, 0, queue);
dispatch_retain(timeout_timer);
timeout_context->ds = timeout_timer;
timeout_context->rl = (CFRunLoopRef)CFRetain(rl);
timeout_context->termTSR = startTSR + __CFTimeIntervalToTSR(seconds);
dispatch_set_context(timeout_timer, timeout_context); // source gets ownership of context
dispatch_source_set_event_handler_f(timeout_timer, __CFRunLoopTimeout);
dispatch_source_set_cancel_handler_f(timeout_timer, __CFRunLoopTimeoutCancel);
uint64_t ns_at = (uint64_t)((__CFTSRToTimeInterval(startTSR) + seconds) * 1000000000ULL);
dispatch_source_set_timer(timeout_timer, dispatch_time(1, ns_at), DISPATCH_TIME_FOREVER, 1000ULL);
dispatch_resume(timeout_timer);
} else { // infinite timeout
seconds = 9999999999.0;
timeout_context->termTSR = UINT64_MAX;
}
在GCD API 記錄 （三）中的 dispatch_source中的timer中有詳細(xì)講解由境。
但同時 GCD 提供的某些接口也用到了 RunLoop棚亩， 例如 dispatch_async()。當(dāng)調(diào)用 dispatch_async(dispatch_get_main_queue(), block) 時虏杰，libDispatch 會向主線程的 RunLoop 發(fā)送消息讥蟆，RunLoop會被喚醒，并從消息中取得這個 block纺阔，并在回調(diào) CFRUNLOOP_IS_SERVICING_THE_MAIN_DISPATCH_QUEUE() 里執(zhí)行這個 block瘸彤。
GCD定時器實(shí)現(xiàn)：
- 執(zhí)行一次
double delayTimer = 1.0;
dispatch_time_t popTime = dispatch_time(DISPATCH_TIME_NOW, delayTimer * NSEC_PER_SEC);
dispatch_after(popTime, dispatch_get_main_queue(), ^(void){
//do
});
- 重復(fù)執(zhí)行
NSTimeInterval delayTimer = 1.0;
dispatch_queue_t queue = dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0);
dispatch_source_t _timer = dispatch_source_create(DISPATCH_SOURCE_TYPE_TIMER, 0, 0, queue); dispatch_source_set_timer(_timer, dispatch_walltime(NULL, 0), delayTimer * NSEC_PER_SEC, 0);
dispatch_source_set_event_handler(_timer, ^{
//do
});
dispatch_resume(_timer);
NSTimer
在介紹RunLoop時已經(jīng)提到過:NSTimer 其實(shí)就是 CFRunLoopTimerRef。他們之間是 toll-free bridged 的笛钝。一個 NSTimer 注冊到 RunLoop 后质况，RunLoop 會為其重復(fù)的時間點(diǎn)注冊好事件愕宋。例如 10:00, 10:10, 10:20 這幾個時間點(diǎn)。RunLoop為了節(jié)省資源结榄，并不會在非常準(zhǔn)確的時間點(diǎn)回調(diào)這個Timer中贝。Timer 有個屬性叫做 Tolerance (寬容度)，標(biāo)示了當(dāng)時間點(diǎn)到后臼朗，容許有多少最大誤差邻寿。
如果某個時間點(diǎn)被錯過了，例如執(zhí)行了一個很長的任務(wù)视哑，則那個時間點(diǎn)的回調(diào)也會跳過去绣否，不會延后執(zhí)行。就比如等公交挡毅，如果 10:10 時我忙著玩手機(jī)錯過了那個點(diǎn)的公交蒜撮，那我只能等 10:20 這一趟了。
使用方法：
- 創(chuàng)建方法
NSTimer *timer = [NSTimer scheduledTimerWithTimeInterval:1.0 target:self selector:@selector(action:) userInfo:nil repeats:NO];
[[NSRunLoop mainRunLoop] addTimer:timer forMode:NSDefaultRunLoopMode];
其中跪呈，
TimerInterval : 執(zhí)行之前等待的時間淀弹。比如設(shè)置成1.0，就代表1秒后執(zhí)行方法
target : 需要執(zhí)行方法的對象庆械。
selector : 需要執(zhí)行的方法
repeats : 是否需要循環(huán)
- 結(jié)束方法
[timer invalidate];
CADisplayLink
簡單地說薇溃，CADisplayLink就是一個定時器，保持跟屏幕刷新率相同的頻率刷新缭乘。
雖然CADisplayLink使用場合相對專一沐序，只適合做UI的不停重繪，但并不妨礙他成為很多高手熱愛的技巧之一堕绩。在做精細(xì)的動畫效果時策幼，CADisplayLink將是一個很好的助手，例如自定義動畫引擎或者視頻播放的渲染奴紧；類似于siri語音輸入效果就用到了CADisplayLink特姐；很多模仿wave效果也多采用CADisplayLink刷新界面。
iOS設(shè)備的屏幕刷新頻率是固定的黍氮，我們在使用時不用關(guān)心屏幕的刷新頻率唐含，因?yàn)樗旧砭褪歉聊凰⑿峦降摹ADisplayLink在正常情況下會在每次刷新結(jié)束都被調(diào)用沫浆，精確度相當(dāng)高捷枯。
屬性
- timestamp：只讀，屏幕顯示的上一幀的時間戳专执，timestamp = duration * frameInterval淮捆。
- duration：只讀，系統(tǒng)屏幕每次刷新的時間戳，在target的selector被首次調(diào)用以后被系統(tǒng)賦值攀痊。
- targetTimestamp：只讀
- paused：讀寫桐腌，控制CADisplayLink的運(yùn)行，即暫停操作苟径。結(jié)束一個CADisplayLink實(shí)例需要調(diào)用invalidate從runloop刪除
- frameInterval：讀寫哩掺，標(biāo)識間隔多少幀調(diào)用一次selector 方法，默認(rèn)為1涩笤，即每幀都調(diào)用一次嚼吞。對于iOS設(shè)備來說那刷新頻率就是60HZ也就是每秒60次，如果將 frameInterval 設(shè)為2 那么就會兩幀調(diào)用一次蹬碧，也就是變成了每秒刷新30次舱禽。
- preferredFramesPerSecond：
使用方法：
- 創(chuàng)建方法
CADisplayLink *timer = [CADisplayLink displayLinkWithTarget:self selector:@selector(wave)];
[timer addToRunLoop:[NSRunLoop currentRunLoop] forMode:NSRunLoopCommonModes];
- 結(jié)束方法
[timer invalidate];
衍生：CADisplayLink與UIBezierPath、CAShapeLayer的激情碰撞
如果說CADisplayLink是控制動畫流暢度的尚方寶劍恩沽，那UIBezierPath與CAShapeLayer就是實(shí)現(xiàn)動畫效果的倚天屠龍誊稚。
