• Run Loop是什么

RunLoop顧名思義最易，是運行循環(huán)怒坯。它跟線程是一一對應的，每一個線程都有一個RunLoop藻懒，在需要的時候創(chuàng)建剔猿。RunLoop的作用很簡單，就是保持線程不會退出嬉荆，并且處理一些事件归敬。

如果沒有RunLoop，線程只要一執(zhí)行完代碼就會退出鄙早。RunLoop類似一個while循環(huán)汪茧，但是又不像while循環(huán)會占用CPU資源，RunLoop在等待的時候處于休眠狀態(tài)限番，只有接收到事件時舱污，才會被喚醒，然后再做相應的處理弥虐。

程序啟動時扩灯，系統(tǒng)會自動為我們開啟主線程的RunLoop，這就保證了我們的程序不會退出躯舔，并且可以一直響應我們的操作驴剔。而子線程的RunLoop并沒有開啟，需要我們手動開啟粥庄。

• Run Loop使用

說到使用RunLoop丧失，其實我們在使用NSTimer的時候就已經使用過它了，只不過那時候并沒有對RunLoop深入研究惜互，我們來重新體驗一下一個NSTimer的簡單使用：

    //創(chuàng)建一個Timer
    NSTimer *timer = [NSTimer timerWithTimeInterval:1 repeats:YES block:^(NSTimer * _Nonnull timer) {
        NSLog(@"timer");
    }];
    
    //把它加到RunLoop里
    [[NSRunLoop currentRunLoop] addTimer:timer forMode:NSDefaultRunLoopMode];

一個NSTimer必須和RunLoop一起工作布讹，不然它沒辦法運作琳拭。這里再給RunLoop添加timer的時候，有一個參數叫Mode描验，這是RunLoop模式白嘁，不同模式處理不同類型輸入源的事件。

1. NSDefaultRunLoopMode：App的默認Mode膘流，通常主線程是在這個Mode下運行絮缅。
2. UITrackingRunLoopMode：界面跟蹤 Mode，用于 ScrollView 追蹤觸摸滑動呼股，保證界面滑動時不受其他 Mode 影響耕魄。
3. 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彭谁。
4. GSEventReceiveRunLoopMode: 接受系統(tǒng)事件的內部 Mode吸奴，通常用不到堡妒。
5. NSRunLoopCommonModes: 這是一個占位用的Mode灯谣，不是一種真正的Mode妖混，它會同時處理默認模式和UI模式中的事件庆聘。

到這里又引發(fā)出來了新的問題燥透，為什么NSTimer必須添加到RunLoop才能使用呢概荷？

這就涉及到了RunLoop所能處理的事件了：

Run loop接收輸入事件來自兩種不同的來源：輸入源（input source）和定時源（timer source）悍手。輸入源傳遞異步事件渴逻，通常消息來自于其他線程或程序妙啃。定時源則傳遞同步事件档泽，發(fā)生在特定時間或者重復的時間間隔。兩種源都使用程序的某一特定的處理例程來處理到達的事件揖赴。

這張官方的圖簡單的描述了RunLoop所能處理的事件來源：

接下來馆匿，我們來玩一玩RunLoop。在OC中燥滑，有NSRunLoop和CFRunLoop兩種方式來獲取并且操作RunLoop渐北。其中NSRunLoop是CFRunLoop的封裝。我們以NSRunLoop為主對RunLoop進行使用铭拧。首先赃蛛，我們創(chuàng)建一個線程，然后開啟它的runloop搀菩，我們如何證明它的runloop已經開啟呢呕臂？結合上圖，我們只需要找一個runloop能夠處理的事件肪跋，然后讓它去處理就可以了歧蒋，我這里挑選了- (void)performSelector:(SEL)aSelector onThread:(NSThread *)thr withObject:(nullable id)arg waitUntilDone:(BOOL)wait ;方法：

//首先持有一個線程對象，方便我們之后使用它
@property (nonatomic, strong) NSThread *thread;

- (void)viewDidLoad {
    [super viewDidLoad];
    //初始化并開啟，在線程內部開啟它的runloop
    self.thread = [[NSThread alloc] initWithBlock:^{
        NSLog(@"這是一條子線程%@",[NSThread currentThread]);
        
        [[NSRunLoop currentRunLoop] run];
    }];
    [self.thread start];
}

//點擊屏幕時谜洽，在線程上執(zhí)行下面的打印
- (void)touchesBegan:(NSSet<UITouch *> *)touches withEvent:(UIEvent *)event {
    
    [self performSelector:@selector(test) onThread:self.thread withObject:nil waitUntilDone:NO];
}

//打印出線程萝映，以便我們確認是同一條
- (void)test{
    NSLog(@"哈哈哈%@",[NSThread currentThread]);
}

我們可以通過[NSRunLoop currentRunLoop]獲取當前線程的RunLoop，開啟RunLoop只需要調用其run方法阐虚。

按照我們預想的結果序臂，運行以后每次點擊屏幕都應該有輸出，但是實際上我們點擊屏幕并沒有任何效果实束。這是因為開啟RunLoop之前必須給其指定至少一種輸入源或者定時源奥秆，不然開啟之后會馬上退出。說到這里磕洪，我們得看一下RunLoop在一次循環(huán)的周期內吭练，到底做了什么事情：

每次運行run loop诫龙，你線程的run loop對會自動處理之前未處理的消息析显，并通知相關的觀察者。具體的順序如下：

1. 通知觀察者run loop已經啟動
2. 通知觀察者任何即將要開始的定時器
3. 通知觀察者任何即將啟動的非基于端口的源
4. 啟動任何準備好的非基于端口的源
5. 如果基于端口的源準備好并處于等待狀態(tài)签赃，立即啟動谷异；并進入步驟9。
6. 通知觀察者線程進入休眠
7. 將線程置于休眠直到任一下面的事件發(fā)生：
   • 某一事件到達基于端口的源
   • 定時器啟動
   • Run loop設置的時間已經超時
   • run loop被顯式喚醒
8. 通知觀察者線程將被喚醒锦聊。
9. 處理未處理的事件
   • 如果用戶定義的定時器啟動歹嘹，處理定時器事件并重啟run loop。進入步驟2
   • 如果輸入源啟動孔庭，傳遞相應的消息
   • 如果run loop被顯式喚醒而且時間還沒超時尺上，重啟run loop。進入步驟2
10. 通知觀察者run loop結束圆到。

從以上我們可以知道怎抛，如果是定時器事件，執(zhí)行之后會直接重啟RunLoop芽淡，如果是其它事件马绝，處理完畢后，不會再次喚醒RunLoop挣菲，要想它繼續(xù)監(jiān)聽事件富稻，我們必須得手動喚醒它。之前在我們點擊的時候白胀，runloop已經退出了椭赋，所以代碼并沒有執(zhí)行。

不過這難不倒我們或杠，我們可以給它一個循環(huán)哪怔，讓它不斷得開啟：

    while (true) {
        [[NSRunLoop currentRunLoop] run];
    }

再次運行，點擊屏幕就可以看到打印出的信息：

開啟RunLoop還有另外幾個方法，我們平時最好不要直接使用run方法蔓涧，可能會造成無限循環(huán)：

//同run方法件已，增加超時參數limitDate，避免進入無限循環(huán)元暴。使用在UI線程（亦即主線程）上篷扩，可以達到暫停的效果。
(void)runUntilDate:(NSDate *)limitDate; 

//等待消息處理茉盏，好比在PC終端窗口上等待鍵盤輸入鉴未。一旦有合適事件（mode相當于定義了事件的類型）被處理了，則立刻返回鸠姨；類同run方法铜秆，如果沒有事件處理也立刻返回；有否事件處理由返回布爾值判斷讶迁。同樣limitDate為超時參數连茧。
(BOOL)runMode:(NSString )mode beforeDate:(NSDate )limitDate;

以上是一些簡單的操作，我們可以利用RunLoop去監(jiān)測一些事件巍糯，當它發(fā)生的時候再去做處理啸驯。但是用while循環(huán)會讓CPU一直在工作，所以我們最好設置一種終止RunLoop循環(huán)的條件祟峦。

前面提到罚斗，RunLoop在開啟時，需要給它指定輸入源宅楞，而輸入源是可以自定義的针姿，不過它需要使用CFRunLoop。接下來我們可以自己自定義一種輸入源：

/* Run Loop Source Context的三個回調方法厌衙，其實是C語言函數 */

// 當把當前的Run Loop Source添加到Run Loop中時距淫，會回調這個方法。
void runLoopSourceScheduleRoutine (void *info, CFRunLoopRef runLoopRef, CFStringRef mode)
{
    NSLog(@"Input source被添加%@",[NSThread currentThread]);

}

// 當前Input source被告知需要處理事件的回調方法
void runLoopSourcePerformRoutine (void *info)
{
    NSLog(@"回調方法%@",[NSThread currentThread]);
}

// 如果使用CFRunLoopSourceInvalidate函數把輸入源從Run Loop里面移除的話,系統(tǒng)會回調該方法迅箩。
void runLoopSourceCancelRoutine (void *info, CFRunLoopRef runLoopRef, CFStringRef mode)
{
    NSLog(@"Input source被移除%@",[NSThread currentThread]);
}

//創(chuàng)建兩個屬性來保存`runLoopSource `和`runLoop `
@implementation ViewController{
    CFRunLoopSourceRef runLoopSource;
    CFRunLoopRef runLoop;
}

        //在之前的線程代碼中為RunLoop添加Source
        self.thread = [[NSThread alloc] initWithBlock:^{
        NSLog(@"這是一條子線程%@",[NSThread currentThread]);
        
        runLoop = CFRunLoopGetCurrent();
        
        CFRunLoopSourceContext context = {0, (__bridge void *)(self), NULL, NULL, NULL, NULL, NULL,
            &runLoopSourceScheduleRoutine,
            &runLoopSourceCancelRoutine,
            &runLoopSourcePerformRoutine};
        
        //CFAllocatorRef內存分配器溉愁，默認NULL，CFIndex優(yōu)先索引饲趋，默認0拐揭，CFRunLoopSourceContext上下文
        runLoopSource = CFRunLoopSourceCreate(NULL, 0, &context);
        CFRunLoopAddSource(runLoop, runLoopSource, kCFRunLoopDefaultMode);
        
        [[NSRunLoop currentRunLoop] runUntilDate:[NSDate dateWithTimeIntervalSinceNow:10]];

    }];
    [self.thread start];

然后我們需要在點擊的時候通知InputSource，并且喚醒runLoop：

    //通知InputSource
    CFRunLoopSourceSignal(InputSource);
    //喚醒runLoop
    CFRunLoopWakeUp(runLoop);

然后點擊測試一下：

因為我們設置了超時時間奕塑，所以10秒以后堂污，RunLoop就會退出。同時它的InputSource被自動移除龄砰。

以上盟猖，我們簡單的自己創(chuàng)建并添加了RunLoop的InputSource讨衣，實際開發(fā)中，我們可以對InputSource進行封裝式镐，使用起來更方便反镇。這里就不做這一步了，網上可以找到比較完善的例子娘汞。

RunLoop還有一個觀察者歹茶，可以讓我們監(jiān)聽到RunLoop的各種狀態(tài)，它也需要用CFRunLoop來實現你弦，接下來惊豺，我們在上面的基礎上，對RunLoop添加觀察者進行監(jiān)聽：

// RunLoop監(jiān)聽回調
void currentRunLoopObserver(CFRunLoopObserverRef observer, CFRunLoopActivity activity, void *info)
{
    NSString *activityDescription;
    switch (activity) {
        case kCFRunLoopEntry:
            activityDescription = @"kCFRunLoopEntry";
            break;
        case kCFRunLoopBeforeTimers:
            activityDescription = @"kCFRunLoopBeforeTimers";
            break;
        case kCFRunLoopBeforeSources:
            activityDescription = @"kCFRunLoopBeforeSources";
            break;
        case kCFRunLoopBeforeWaiting:
            activityDescription = @"kCFRunLoopBeforeWaiting";
            break;
        case kCFRunLoopAfterWaiting:
            activityDescription = @"kCFRunLoopAfterWaiting";
            break;
        case kCFRunLoopExit:
            activityDescription = @"kCFRunLoopExit";
            break;
        default:
            break;
    }
    NSLog(@"Run Loop activity: %@", activityDescription);
}

        //為runLoop添加觀察者
        CFRunLoopObserverContext  runLoopObserverContext = {0, NULL, NULL, NULL, NULL};
        CFRunLoopObserverRef    observer = CFRunLoopObserverCreate(NULL,//內存分配器禽作，默認NULL
                                                                   kCFRunLoopAllActivities,//監(jiān)聽所有狀態(tài)
                                                                   YES,//是否循環(huán)
                                                                   0,//優(yōu)先索引尸昧，一般為0
                                                                   &currentRunLoopObserver,//回調方法
                                                                   &runLoopObserverContext//上下文
                                                                   );
        if (observer)
        {
            CFRunLoopAddObserver(runLoop, observer, kCFRunLoopDefaultMode);
        }

運行以后：

上面，我們對Runloop的使用做了簡單的分析旷偿，但是對我們好像還是沒什么卵用烹俗。接下來，我們通過一個實際的案例來運用RunLoop狸捅，讓它變成我們的法寶衷蜓。

• Run Loop的實際應用

我們在實際開發(fā)中經常會遇到TableView中有大量的圖片顯示，在滑動過程中尘喝，能明顯得感覺到卡頓。我們這里用TableView顯示多張大圖簡單模擬一下：

    self.tableView = [[UITableView alloc] initWithFrame:self.view.frame];
    self.tableView.delegate = self;
    self.tableView.dataSource = self;
    self.tableView.tableFooterView = [[UIView alloc] initWithFrame:CGRectZero];
    
    [self.view addSubview:self.tableView];

- (NSInteger)tableView:(UITableView *)tableView numberOfRowsInSection:(NSInteger)section {
    return 299;
}

- (CGFloat)tableView:(UITableView *)tableView heightForRowAtIndexPath:(NSIndexPath *)indexPath {
    return 100;
}

- (UITableViewCell *)tableView:(UITableView *)tableView cellForRowAtIndexPath:(NSIndexPath *)indexPath {
    
    NSString *identifier = @"identifier";
    UITableViewCell *cell = [tableView dequeueReusableCellWithIdentifier:identifier];
    
    if (!cell) {
        cell = [[UITableViewCell alloc] initWithStyle:UITableViewCellStyleDefault reuseIdentifier:identifier];
        cell.selectionStyle = UITableViewCellSelectionStyleNone;
    }

    for (UIView *view in cell.subviews) {
        [view removeFromSuperview];
    }
    
    UIImageView *imageView1 = [[UIImageView alloc] initWithImage:[UIImage imageNamed:@"timg2"]];
        imageView1.frame = CGRectMake(10, 10, 100, 80);
        [cell addSubview:imageView1];
    
    UIImageView *imageView2 = [[UIImageView alloc] initWithImage:[UIImage imageNamed:@"timg2"]];
        imageView2.frame = CGRectMake(120, 10, 100, 80);
        [cell addSubview:imageView2];
    
    UIImageView *imageView3 = [[UIImageView alloc] initWithImage:[UIImage imageNamed:@"timg2"]];
        imageView3.frame = CGRectMake(230, 10, 100, 80);
        [cell addSubview:imageView3];
    
    return cell;
}

那么怎么做優(yōu)化呢斋陪？利用我們前面了解的RunLoop可以實現這個優(yōu)化朽褪。我們知道卡頓的主要原因是因為加載大量大圖是比較耗時的，而在主線程上處理耗時操作時无虚，我們滑動或者點擊屏幕就會有卡頓的感覺缔赠，因為在同一條線程上的任務只能串行執(zhí)行。而我們滑動屏幕時友题，一瞬間要顯示很多張圖片嗤堰，這就形成了一個耗時操作。

經過思考度宦，我們可以把這些圖片在每一次runLoop循環(huán)中添加一張踢匣，這樣的話，因為每次只添加一張圖片戈抄，時間大大縮短离唬，就不會有卡頓的感覺了。

我們這里利用runLoop的觀察者來監(jiān)聽每一次runloop循環(huán)划鸽，然后在監(jiān)聽事件里输莺，添加一張圖片戚哎。我們這里把添加圖片當做任務放到一個數組里面，任務就是一個block嫂用，這樣我們在回調里面只需要拿出任務執(zhí)行就OK了：

//定義一個任務
typedef void(^RunLoopTask)(void);
//用來存放任務的數組
@property (nonatomic, strong) NSMutableArray<RunLoopTask> *tasks;
//最大任務數量
@property (nonatomic, assign) NSInteger maxTaskCount;

    //初始化數據
    self.maxTaskCount = 24;
    self.tasks = [NSMutableArray array];

//添加任務到數組
- (void)addTask:(RunLoopTask)task{
    
    [self.tasks addObject:task];
    
    //保證之前沒來得及顯示的圖片不會再繪制
    if (self.tasks.count > _maxTaskCount) {
        [self.tasks removeObjectAtIndex:0];
    }
}


//添加任務
    [self addTask:^{
        UIImageView *imageView1 = [[UIImageView alloc] initWithImage:[UIImage imageNamed:@"timg2"]];
        imageView1.frame = CGRectMake(10, 10, 100, 80);
        [cell addSubview:imageView1];
    }];
    
    [self addTask:^{
        UIImageView *imageView2 = [[UIImageView alloc] initWithImage:[UIImage imageNamed:@"timg2"]];
        imageView2.frame = CGRectMake(120, 10, 100, 80);
        [cell addSubview:imageView2];
    }];
    

    [self addTask:^{
        UIImageView *imageView3 = [[UIImageView alloc] initWithImage:[UIImage imageNamed:@"timg2"]];
        imageView3.frame = CGRectMake(230, 10, 100, 80);
        [cell addSubview:imageView3];
    }];

- (void)addObserverToMainRunLoop{
    //為runLoop添加觀察者
    CFRunLoopObserverContext  runLoopObserverContext = {0, (__bridge void *)(self), NULL, NULL, NULL};
    CFRunLoopObserverRef    observer = CFRunLoopObserverCreate(NULL,//內存分配器型凳，默認NULL
                                                               kCFRunLoopBeforeWaiting,//等待之前
                                                               YES,//是否循環(huán)
                                                               0,//優(yōu)先索引，一般為0
                                                               &currentRunLoopObserver,//回調方法
                                                               &runLoopObserverContext//上下文
                                                               );
    if (observer)
    {
        CFRunLoopAddObserver(CFRunLoopGetMain(), observer, kCFRunLoopCommonModes);
    }
    CFRelease(observer);
}

// RunLoop監(jiān)聽回調
static void currentRunLoopObserver(CFRunLoopObserverRef observer, CFRunLoopActivity activity, void *info)
{
    MyViewController *vc = (__bridge MyViewController *)info;
    if (vc.tasks.count == 0) {
        return;
    }
    RunLoopTask task = vc.tasks.firstObject;
    task();
    [vc.tasks removeObjectAtIndex:0];
}

然后再運行嘱函，就很流暢了啰脚。當然代碼并不是完整代碼，篇幅有限实夹，只能把主要代碼貼上來橄浓。
總結一下，我們可以把耗時的大量UI操作利用RunLoop分解亮航，使界面保持流暢荸实。

本文參考iOS多線程編程指南（三）Run Loop。
本文所涉及到所有的代碼點擊前往缴淋。