iOS常見三種定時器-NSTimer笛辟、CADisplayLink、GCD定時器

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在iOS開發(fā)過程當(dāng)中序苏，我們經(jīng)常會直接或間接地使用到定時器手幢，iOS系統(tǒng)中，帶有延遲性操作的函數(shù)都是基于NSTimer忱详，CADisplayLink或者GCD定時器來實現(xiàn)的围来。本文主要也是圍繞這三種定時器展開，最后封裝一個簡單易用的定時器庫匈睁。

1监透、NSTimer定時器

1.NSTimer是基于NSRunloop的實現(xiàn)定時器，在使用NSTimer過程當(dāng)中航唆，應(yīng)該關(guān)注兩個問題

一胀蛮、直接使用NSTimer定時器，可能存在循環(huán)應(yīng)用問題糯钙。首先粪狼，NSTimer會強引用傳入的target對象, 而此時，如果target又對NSTimer產(chǎn)生強引用超营，那么就會引發(fā)循環(huán)引用問題鸳玩。
二、NSTimer回調(diào)的時間間隔可能會有存在誤差演闭。因為RunLoop每跑完一次圈再去檢查當(dāng)前累計時間是否已經(jīng)達到定時器所設(shè)置的間隔時間不跟，如果未達到，RunLoop將進入下一輪任務(wù)米碰，待任務(wù)結(jié)束之后再去檢查當(dāng)前累計時間窝革，而此時的累計時間可能已經(jīng)超過了定時器的間隔時間，故可能會存在誤差吕座。

2.針對循環(huán)引用問題虐译，我們可以使用中間類來解決。原理大致如下：

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中間類繼承自NSProxy吴趴，基于消息轉(zhuǎn)發(fā)實現(xiàn)的漆诽，目的是為了提高方法調(diào)用效率。實現(xiàn)代碼如下：
中間類.h聲明文件

#import <Foundation/Foundation.h>

NS_ASSUME_NONNULL_BEGIN

@interface XBWeakProxy : NSProxy
/** weak target*/
@property (nonatomic, weak) id target;

/** init proxy by target*/
+ (instancetype)timerProxyWithTarget:(id)target;
@end

中間類.m聲明文件

#import "XBWeakProxy.h"

@implementation XBWeakProxy
+ (instancetype)timerProxyWithTarget:(id)target{

    if (!target) return nil;

    XBWeakProxy *proxy = [XBWeakProxy alloc];
    proxy.target = target;

    return proxy;
}

- (NSMethodSignature *)methodSignatureForSelector:(SEL)sel{
   return [self.target methodSignatureForSelector:sel];
}

- (void)forwardInvocation:(NSInvocation *)invocation{
    [invocation invokeWithTarget:self.target];
}
@end

為了方便調(diào)用NSTimer，我們可以給NSTimer新增一個分類厢拭，給分類擴展類方法兰英，在擴展的方法中使用中間類來解決循環(huán)應(yīng)用問題。同時可以利用runtime關(guān)聯(lián)技術(shù)供鸠，使用Block代替Selector回調(diào)畦贸。代碼大致如下：

//.h文件
#import <Foundation/Foundation.h>

NS_ASSUME_NONNULL_BEGIN

typedef void (^XBTimerCallbackBlock)(NSTimer *timer);

@interface NSTimer (XbTimer)
/** 方法一，與系統(tǒng)同名方法一致楞捂， 需要手動添加到runloop中薄坏，自己控制啟動*/
+ (NSTimer *)xb_timerWithTimeInterval:(NSTimeInterval)ti target:(id)aTarget selector:(SEL)aSelector userInfo:(nullable id)userInfo repeats:(BOOL)yesOrNo;

/** 方法二， 與系統(tǒng)同名方法一致寨闹，系統(tǒng)自動添加到runloop中胶坠，創(chuàng)建成功自動啟動*/
+ (NSTimer *)xb_scheduledTimerWithTimeInterval:(NSTimeInterval)ti target:(id)aTarget selector:(SEL)aSelector userInfo:(nullable id)userInfo repeats:(BOOL)yesOrNo;

/** 方法三，block回調(diào)鼻忠， 不限制iOS最低版本涵但， 需要手動添加到runloop中，自己控制啟動*/
+ (NSTimer *)xb_timerWithTimeInterval:(NSTimeInterval)interval repeats:(BOOL)repeats block:(XBTimerCallbackBlock)block;

/** 方法四帖蔓，block回調(diào)， 不限制iOS最低版本瞳脓， 系統(tǒng)自動添加到runloop中塑娇，創(chuàng)建成功自動啟動*/
+ (NSTimer *)xb_scheduledTimeInterval:(NSTimeInterval)interval repeats:(BOOL)repeats block:(XBTimerCallbackBlock)block;
@end
NS_ASSUME_NONNULL_END

//.m文件
#import "NSTimer+XBTimer.h"
#import "XBWeakProxy.h"

#import <objc/runtime.h>

@implementation NSTimer (XbTimer)

#pragma mark - Public
+ (NSTimer *)xb_timerWithTimeInterval:(NSTimeInterval)ti target:(id)aTarget selector:(SEL)aSelector userInfo:(id)userInfo repeats:(BOOL)yesOrNo{

    return [self timerWithTimeInterval:ti target:[XBWeakProxy timerProxyWithTarget:aTarget] selector:aSelector userInfo:userInfo repeats:yesOrNo];
}

+ (NSTimer *)xb_scheduledTimerWithTimeInterval:(NSTimeInterval)ti target:(id)aTarget selector:(SEL)aSelector userInfo:(id)userInfo repeats:(BOOL)yesOrNo{

    return [self scheduledTimerWithTimeInterval:ti target:[XBWeakProxy timerProxyWithTarget:aTarget] selector:aSelector userInfo:userInfo repeats:yesOrNo];
}

+ (NSTimer *)xb_timerWithTimeInterval:(NSTimeInterval)interval repeats:(BOOL)repeats block:(nonnull XBTimerCallbackBlock)block{
    if (!block) return nil;

    NSTimer *timer = [self timerWithTimeInterval:interval   target:[XBWeakProxy timerProxyWithTarget:self] selector:@selector(_blockAction:) userInfo:nil repeats:repeats];

    if (!timer) return timer;

    objc_setAssociatedObject(timer, @selector(_blockAction:), block, OBJC_ASSOCIATION_COPY);

    return timer;
}

+ (NSTimer *)xb_scheduledTimeInterval:(NSTimeInterval)interval repeats:(BOOL)repeats block:(nonnull XBTimerCallbackBlock)block{
    if (!block) return nil;

    NSTimer *timer = [self scheduledTimerWithTimeInterval:interval   target:[XBWeakProxy timerProxyWithTarget:self] selector:@selector(_blockAction:) userInfo:nil repeats:repeats];

    if (!timer) return timer;

    objc_setAssociatedObject(timer, @selector(_blockAction:), block, OBJC_ASSOCIATION_COPY);

    return timer;
}

#pragma mark - Privite
+ (void)_blockAction:(NSTimer *)timer{
    XBTimerCallbackBlock block = objc_getAssociatedObject(timer, _cmd);

    !block?:block(timer);
}
@end

3.關(guān)于NSTimer時間誤差問題，可以使用GCD定時來代替NSTimer定時器劫侧，后面講GCD定時器部分會講到埋酬。

2、CADisplayLink定時器

CADisplayLink 依托于設(shè)備屏幕刷新頻率觸發(fā)事件烧栋，所以其觸發(fā)時間比NSTimer較準(zhǔn)確写妥，也是最適合做UI不斷刷新的事件，過渡相對流暢审姓，無卡頓感珍特。而CADisplayLink定時器也是依賴于NSRunLoop, 所以CADisplayLink定時器也一樣會存在NSTimer的兩個問題。
針對解決循環(huán)引用問題魔吐，直接上代碼了:

//.h文件

#import <QuartzCore/QuartzCore.h>

NS_ASSUME_NONNULL_BEGIN

typedef void (^XBDisplayLinkCallbackBlock)(CADisplayLink *link);

@interface CADisplayLink (XBDisplayLink)
/** 同系統(tǒng)方法扎筒，僅解決循環(huán)引用問題*/
+ (CADisplayLink *)xb_displayLinkWithTarget:(id)target selector:(SEL)sel;

/** 同系統(tǒng)方法，自動添加到當(dāng)前runloop中酬姆，Mode: NSRunLoopCommonModes*/
+ (CADisplayLink *)xb_scheduledDisplayLinkWithTarget:(id)target selector:(SEL)sel;

/** Block callback嗜桌，auto run, runloop mode: NSRunLoopCommonModes*/
+ (CADisplayLink *)xb_scheduledDisplayLinkWithBlock:(XBDisplayLinkCallbackBlock)block;
@end

NS_ASSUME_NONNULL_END

//.m文件

#import "CADisplayLink+XBDisplayLink.h"

#import "XBWeakProxy.h"

#import <objc/runtime.h>

@implementation CADisplayLink (XBDisplayLink)
#pragma mark - Public
+ (CADisplayLink *)xb_displayLinkWithTarget:(id)target selector:(SEL)sel{

    return [self displayLinkWithTarget:[XBWeakProxy timerProxyWithTarget:target] selector:sel];
}

+ (CADisplayLink *)xb_scheduledDisplayLinkWithTarget:(id)target selector:(SEL)sel{

    CADisplayLink *link = [self displayLinkWithTarget:[XBWeakProxy timerProxyWithTarget:target] selector:sel];

    [link addToRunLoop:[NSRunLoop currentRunLoop] forMode:NSRunLoopCommonModes];

    return link;

}

+ (CADisplayLink *)xb_scheduledDisplayLinkWithBlock:(XBDisplayLinkCallbackBlock)block{
    if (!block) return nil;
    CADisplayLink *link = [self xb_displayLinkWithTarget:self selector:@selector(displayLinkAction:)];

    objc_setAssociatedObject(link, @selector(displayLinkAction:), block, OBJC_ASSOCIATION_COPY);

    [link addToRunLoop:[NSRunLoop currentRunLoop] forMode:NSRunLoopCommonModes];

    return link;
}

#pragma mark - Privite
+ (void)displayLinkAction:(CADisplayLink *)link{

    XBDisplayLinkCallbackBlock block = objc_getAssociatedObject(link, _cmd);
    !block?:block(link);
}
@end

3、GCD定時器

GCD定時器是這三種定時器中辞色，時間最為準(zhǔn)確的骨宠。因為GCD定時器不依賴與NSRunLoop, GCD定時器實際上是使用了dispatch源(dispatch source)，dispatch源監(jiān)聽系統(tǒng)內(nèi)核對象并處理，通過系統(tǒng)級調(diào)用层亿，更加精準(zhǔn)桦卒。
以下是對GCD定時器的封裝，支持block和selector兩種回調(diào)方式

//.h

#import <Foundation/Foundation.h>

@class XBGCDTimer;
typedef void (^XBGCDTimerCallbackBlock)(XBGCDTimer *timer);

@interface XBGCDTimer : NSObject

/// Create GCDTimer, but not fire（定時器創(chuàng)建但未啟動）
/// @param start The number of seconds between timer first times callback since  fire
/// @param interval The number of seconds between firings of the timer
/// @param repeats  If YES, the timer will repeatedly reschedule itself until invalidated
/// @param queue Queue for timer run and callback,  default is in  main queue
/// @param block Timer callback handler
+ (XBGCDTimer *)xb_GCDTimerWithSartTime:(NSTimeInterval)start
                             interval:(NSTimeInterval)interval
                                queue:(dispatch_queue_t)queue
                              repeats:(BOOL)repeats
                                block:(XBGCDTimerCallbackBlock)block;

/// Create GCDTimer and fire immdiately （定時器創(chuàng)建后馬上啟動）
/// @param start The number of seconds between timer first times callback since  fire
/// @param interval The number of seconds between firings of the timer
/// @param repeats  If YES, the timer will repeatedly reschedule itself until invalidated
/// @param queue Queue for timer run and callback,  default is in  main queue
/// @param block Timer callback handler
+ (XBGCDTimer *)xb_scheduledGCDTimerWithSartTime:(NSTimeInterval)start
                                      interval:(NSTimeInterval)interval
                                         queue:(dispatch_queue_t)queue
                                       repeats:(BOOL)repeats
                                         block:(XBGCDTimerCallbackBlock)block;

/// Create GCDTimer, but not fire（定時器創(chuàng)建但未啟動）
/// @param target target description
/// @param selector selector description
/// @param start The number of seconds between firings of the timer
/// @param interval The number of seconds between firings of the timer
/// @param queue Queue for timer run and callback,  default is in  main queue
/// @param repeats If YES, the timer will repeatedly reschedule itself until invalidated
+ (XBGCDTimer *)xb_GCDTimerWithTarget:(id)target
                           selector:(SEL)selector
                           SartTime:(NSTimeInterval)start
                           interval:(NSTimeInterval)interval
                              queue:(dispatch_queue_t)queue
                            repeats:(BOOL)repeats;

/// Create GCDTimer and fire immdiately （定時器創(chuàng)建后馬上啟動）
/// @param target target description
/// @param selector selector description
/// @param start The number of seconds between timer first times callback since  fire
/// @param interval The number of seconds between firings of the timer
/// @param repeats  If YES, the timer will repeatedly reschedule itself until invalidated
/// @param queue Queue for timer run and callback,  default is in  main queue
+ (XBGCDTimer *)xb_scheduledGCDTimerWithTarget:(id)target
                                    selector:(SEL)selector
                                    SartTime:(NSTimeInterval)start
                                    interval:(NSTimeInterval)interval
                                       queue:(dispatch_queue_t)queue
                                     repeats:(BOOL)repeats;

/** start*/
- (void)fire;

/** stop*/
- (void)invalidate;
@end

//.m

#import "XBGCDTimer.h"

#import "XBWeakProxy.h"

#import <objc/runtime.h>

@implementation XBGCDTimer

#pragma mark - Public
+ (XBGCDTimer *)xb_GCDTimerWithSartTime:(NSTimeInterval)start interval:(NSTimeInterval)interval queue:(dispatch_queue_t)queue repeats:(BOOL)repeats block:(XBGCDTimerCallbackBlock)block{

  if (!block || start < 0 || (interval <= 0 && repeats)) return nil;

  XBGCDTimer *gcdTimer = [[XBGCDTimer alloc] init];

  // queue
  dispatch_queue_t queue_t = queue ?: dispatch_get_main_queue();

  // create
  dispatch_source_t timer = dispatch_source_create(DISPATCH_SOURCE_TYPE_TIMER, 0, 0, queue_t);

  // set time
  dispatch_source_set_timer(timer,
                            dispatch_time(DISPATCH_TIME_NOW, start * NSEC_PER_SEC),
                            interval * NSEC_PER_SEC, 0);

  objc_setAssociatedObject(gcdTimer, @selector(fire), timer, OBJC_ASSOCIATION_RETAIN);

  // callback
  dispatch_source_set_event_handler(timer, ^{
      block(gcdTimer);
      if (!repeats) { // no repeats
          [gcdTimer invalidate];
      }
  });

  return gcdTimer;
}

+ (XBGCDTimer *)xb_scheduledGCDTimerWithSartTime:(NSTimeInterval)start interval:(NSTimeInterval)interval queue:(dispatch_queue_t)queue repeats:(BOOL)repeats block:(XBGCDTimerCallbackBlock)block{

  XBGCDTimer *gcdTimer = [self xb_GCDTimerWithSartTime:start interval:interval queue:queue repeats:repeats block:block];

  [gcdTimer fire];

  return gcdTimer;
}

+ (XBGCDTimer *)xb_GCDTimerWithTarget:(id)target selector:(SEL)selector SartTime:(NSTimeInterval)start interval:(NSTimeInterval)interval queue:(dispatch_queue_t)queue repeats:(BOOL)repeats{

  XBWeakProxy *proxy = [XBWeakProxy timerProxyWithTarget:target];

  return [self xb_GCDTimerWithSartTime:start interval:interval queue:queue repeats:repeats block:^(XBGCDTimer * _Nonnull timer) {
      #pragma clang diagnostic push
      #pragma clang diagnostic ignored "-Warc-performSelector-leaks"
      [proxy performSelector:selector];
      #pragma clang diagnostic pop
  }];
}

+ (XBGCDTimer *)xb_scheduledGCDTimerWithTarget:(id)target selector:(SEL)selector SartTime:(NSTimeInterval)start interval:(NSTimeInterval)interval queue:(dispatch_queue_t)queue repeats:(BOOL)repeats{

  XBWeakProxy *proxy = [XBWeakProxy timerProxyWithTarget:target];

  XBGCDTimer * gcdTimer = [self xb_GCDTimerWithSartTime:start interval:interval queue:queue repeats:repeats block:^(XBGCDTimer * _Nonnull timer) {
      #pragma clang diagnostic push
      #pragma clang diagnostic ignored "-Warc-performSelector-leaks"
      [proxy performSelector:selector];
      #pragma clang diagnostic pop
  }];

  [gcdTimer fire];

  return gcdTimer;
}

/** start*/
- (void)fire{

  dispatch_source_t timer = objc_getAssociatedObject(self, _cmd);

  if (timer) dispatch_resume(timer);
}

/** stop*/
- (void)invalidate{

  dispatch_source_t timer = objc_getAssociatedObject(self, @selector(fire));

  if (timer) dispatch_source_cancel(timer);

  objc_removeAssociatedObjects(self);
}

@end

4棕所、總結(jié)

NSTimer和CADisplayLink依賴于RunLoop闸盔，如果RunLoop的任務(wù)過于繁重，可能會導(dǎo)致NSTimer不準(zhǔn)時琳省，相比之下GCD的定時器會更加準(zhǔn)時迎吵，因為GCD不是依賴RunLoop，而是由內(nèi)核決定
CADisplayLink和NSTimer會對target產(chǎn)生強引用针贬，如果target又對它們產(chǎn)生強引用击费，那么就會引發(fā)循環(huán)引用

如果你有什么意見和建議歡迎給我留言。
如果你對本文感興趣桦他，麻煩點個贊~~ 謝謝

?著作權(quán)歸作者所有,轉(zhuǎn)載或內(nèi)容合作請聯(lián)系作者

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