RunLoop 文章已經(jīng)很多了，結(jié)合各大文章做個總結(jié)

什么是 RunLoop

RunLoop 人如其名骡显，run 跑星爪，loop 循環(huán)浆西，無限的跑，類似于程序中的無限循環(huán)顽腾，RunLoop 是與線程相關(guān)聯(lián)的基礎(chǔ)架構(gòu)的一部分近零。 RunLoop 是一個事件處理循環(huán)，用于調(diào)度和協(xié)調(diào)接收到的事件抄肖。 RunLoop 的目的是保持你的線程活著久信，在有消息到來的時候喚醒，沒有消息的時候休眠漓摩。
類似的機(jī)制在其他系統(tǒng)也存在
如在 Windows 中的 Message Loop

while(GetMessage(&Msg, NULL, 0, 0) > 0) 
{ 
    TranslateMessage(&Msg); 
    DispatchMessage(&Msg); 
} 

在安卓中的 MessageQueue 和 Looper

public class Looper {
    public static final void loop() {
        Looper me = myLooper();
        MessageQueue queue = me.mQueue;
        while (true) {
            Message msg = queue.next(); 
            if (msg != null) {
                if (msg.target == null) {
                    return;
                }
                msg.target.dispatchMessage(msg);
                msg.recycle();
            }
        }
    }
}

為什么需要 RunLoop

一般來說一個線程一次只能執(zhí)行一個任務(wù)裙士，執(zhí)行完成后線程就會退出。對 APP 來說管毙，這顯然是不符合我們的要求的腿椎，沒有人希望 APP 的應(yīng)用在啟動之后就自動退出的。這時候就需要一個機(jī)制讓線程能隨時處理事件但并不退出锅风，如主線程酥诽，在我們啟動之后可以一直存在，當(dāng)交互發(fā)生皱埠，又可以去處理相關(guān)的事件肮帐。傳統(tǒng)的死循環(huán)似乎是可以滿足我們的要求，但是死循環(huán)會導(dǎo)致 CPU 一直空轉(zhuǎn)大量消耗系統(tǒng)性能，RunLoop 真是為了這種場景情況下而生训枢，在沒有收到消息的時候會讓線程睡眠以避免資源占用托修、在有消息到來時立刻被喚醒。

NSRunLoop 和 CFRunLoopRef

NSRunLoop 基于 CFRunLoopRef 封裝恒界。
CFRunLoopRef 是在 CoreFoundation 框架內(nèi)的睦刃，它提供了純 C 函數(shù)的 API，所有這些 API 都是線程安全的十酣。
NSRunLoop 提供了面向?qū)ο蟮?API涩拙，這些 API 不是線程安全的。

RunLoop 執(zhí)行的流程

這邊用 ibireme 博客的圖片和代碼來說明 RunLoop 執(zhí)行的過程

內(nèi)部代碼

/// 用DefaultMode啟動
void CFRunLoopRun(void) {
    CFRunLoopRunSpecific(CFRunLoopGetCurrent(), kCFRunLoopDefaultMode, 1.0e10, false);
}
 
/// 用指定的Mode啟動耸采，允許設(shè)置RunLoop超時時間
int CFRunLoopRunInMode(CFStringRef modeName, CFTimeInterval seconds, Boolean stopAfterHandle) {
    return CFRunLoopRunSpecific(CFRunLoopGetCurrent(), modeName, seconds, returnAfterSourceHandled);
}
 
/// RunLoop的實現(xiàn)
int CFRunLoopRunSpecific(runloop, modeName, seconds, stopAfterHandle) {
    
    /// 首先根據(jù)modeName找到對應(yīng)mode
    CFRunLoopModeRef currentMode = __CFRunLoopFindMode(runloop, modeName, false);
    /// 如果mode里沒有source/timer/observer, 直接返回兴泥。
    if (__CFRunLoopModeIsEmpty(currentMode)) return;
    
    /// 1. 通知 Observers: RunLoop 即將進(jìn)入 loop。
    __CFRunLoopDoObservers(runloop, currentMode, kCFRunLoopEntry);
    
    /// 內(nèi)部函數(shù)虾宇，進(jìn)入loop
    __CFRunLoopRun(runloop, currentMode, seconds, returnAfterSourceHandled) {
        
        Boolean sourceHandledThisLoop = NO;
        int retVal = 0;
        do {
 
            /// 2. 通知 Observers: RunLoop 即將觸發(fā) Timer 回調(diào)搓彻。
            __CFRunLoopDoObservers(runloop, currentMode, kCFRunLoopBeforeTimers);
            /// 3. 通知 Observers: RunLoop 即將觸發(fā) Source0 (非port) 回調(diào)。
            __CFRunLoopDoObservers(runloop, currentMode, kCFRunLoopBeforeSources);
            /// 執(zhí)行被加入的block
            __CFRunLoopDoBlocks(runloop, currentMode);
            
            /// 4. RunLoop 觸發(fā) Source0 (非port) 回調(diào)嘱朽。
            sourceHandledThisLoop = __CFRunLoopDoSources0(runloop, currentMode, stopAfterHandle);
            /// 執(zhí)行被加入的block
            __CFRunLoopDoBlocks(runloop, currentMode);
 
            /// 5. 如果有 Source1 (基于port) 處于 ready 狀態(tài)旭贬，直接處理這個 Source1 然后跳轉(zhuǎn)去處理消息。
            if (__Source0DidDispatchPortLastTime) {
                Boolean hasMsg = __CFRunLoopServiceMachPort(dispatchPort, &msg)
                if (hasMsg) goto handle_msg;
            }
            
            /// 通知 Observers: RunLoop 的線程即將進(jìn)入休眠(sleep)搪泳。
            if (!sourceHandledThisLoop) {
                __CFRunLoopDoObservers(runloop, currentMode, kCFRunLoopBeforeWaiting);
            }
            
            /// 7. 調(diào)用 mach_msg 等待接受 mach_port 的消息稀轨。線程將進(jìn)入休眠, 直到被下面某一個事件喚醒。
            /// ? 一個基于 port 的Source 的事件岸军。
            /// ? 一個 Timer 到時間了
            /// ? RunLoop 自身的超時時間到了
            /// ? 被其他什么調(diào)用者手動喚醒
            __CFRunLoopServiceMachPort(waitSet, &msg, sizeof(msg_buffer), &livePort) {
                mach_msg(msg, MACH_RCV_MSG, port); // thread wait for receive msg
            }
 
            /// 8. 通知 Observers: RunLoop 的線程剛剛被喚醒了靶端。
            __CFRunLoopDoObservers(runloop, currentMode, kCFRunLoopAfterWaiting);
            
            /// 收到消息，處理消息凛膏。
            handle_msg:
 
            /// 9.1 如果一個 Timer 到時間了，觸發(fā)這個Timer的回調(diào)脏榆。
            if (msg_is_timer) {
                __CFRunLoopDoTimers(runloop, currentMode, mach_absolute_time())
            } 
 
            /// 9.2 如果有dispatch到main_queue的block猖毫，執(zhí)行block。
            else if (msg_is_dispatch) {
                __CFRUNLOOP_IS_SERVICING_THE_MAIN_DISPATCH_QUEUE__(msg);
            } 
 
            /// 9.3 如果一個 Source1 (基于port) 發(fā)出事件了须喂，處理這個事件
            else {
                CFRunLoopSourceRef source1 = __CFRunLoopModeFindSourceForMachPort(runloop, currentMode, livePort);
                sourceHandledThisLoop = __CFRunLoopDoSource1(runloop, currentMode, source1, msg);
                if (sourceHandledThisLoop) {
                    mach_msg(reply, MACH_SEND_MSG, reply);
                }
            }
            
            /// 執(zhí)行加入到Loop的block
            __CFRunLoopDoBlocks(runloop, currentMode);
            
 
            if (sourceHandledThisLoop && stopAfterHandle) {
                /// 進(jìn)入loop時參數(shù)說處理完事件就返回吁断。
                retVal = kCFRunLoopRunHandledSource;
            } else if (timeout) {
                /// 超出傳入?yún)?shù)標(biāo)記的超時時間了
                retVal = kCFRunLoopRunTimedOut;
            } else if (__CFRunLoopIsStopped(runloop)) {
                /// 被外部調(diào)用者強(qiáng)制停止了
                retVal = kCFRunLoopRunStopped;
            } else if (__CFRunLoopModeIsEmpty(runloop, currentMode)) {
                /// source/timer/observer一個都沒有了
                retVal = kCFRunLoopRunFinished;
            }
            
            /// 如果沒超時，mode里沒空坞生，loop也沒被停止仔役，那繼續(xù)loop。
        } while (retVal == 0);
    }
    
    /// 10. 通知 Observers: RunLoop 即將退出是己。
    __CFRunLoopDoObservers(rl, currentMode, kCFRunLoopExit);
}

RunLoop 之 mode

熟悉 NSTimer 的同學(xué)一定知道當(dāng)使用 scheduledTimerWithTimeInterval 系列 API 的時候在 UIScrollView 以及其子類滾動的時候是不會調(diào)用回調(diào)又兵，如果我們需要要在滾動過程中也可以調(diào)用回調(diào)回調(diào)那就應(yīng)該這么寫

NSTimer *timer = [NSTimer timerWithTimeInterval:1 target:self selector:@selector(repeat:) userInfo:nil repeats:true];
[[NSRunLoop currentRunLoop] addTimer:timer forMode: NSRunLoopCommonModes];

為什么這邊涉及到了 RunLoop ？這里的 NSRunLoopCommonModes 又是什么玩意？

這是于 RunLoop 運(yùn)行的機(jī)制有關(guān)沛厨，一個 RunLoop 的結(jié)構(gòu)大概如下

struct __CFRunLoop {
    CFMutableSetRef _commonModes;     // Set
    CFMutableSetRef _commonModeItems; // Set<Source/Observer/Timer>
    CFRunLoopModeRef _currentMode;    // Current Runloop Mode
    CFMutableSetRef _modes;           // Set
    ...
};

可以看出宙地，在 RunLoop 執(zhí)行的時候總是會處在某一個 mode 狀態(tài)下。如剛進(jìn)入 APP 的時候啥事都沒干逆皮，這個時候 RunLoop 運(yùn)行的 mode 是 NSDefaultRunLoopMode（kCFRunLoopDefaultMode）宅粥，如果頁面有個 tableView 你滑動之后這個時候 RunLoop 會切換到 UITrackingRunLoopMode 模式下。NSTimer 的 scheduledTimerWithTimeInterval 系列的 API 默認(rèn)是將 timer 添加到 NSDefaultRunLoopMode 下的电谣，所以秽梅，當(dāng)你滑動 ScrollView 的時候切換了 mode ，當(dāng)然不能正常會調(diào)你的方法了剿牺。

RunLoop mode 的種類

RunLoop 系統(tǒng)預(yù)置的 mode 大概有幾個常用的

• NSDefaultRunLoopMode(kCFRunLoopDefaultMode)：默認(rèn)模式企垦。
• UITrackingRunLoopMode：滑動模式，在滑動 ScrollView 的時候會在此模式牢贸。
• NSRunLoopCommonModes：通用模式竹观，在滑動 ScrollView 和默認(rèn)狀態(tài)都會響應(yīng)事件。

CommonModes

一個 Mode 可以將自己設(shè)置為"CommonMode"（通過將其 ModeName 添加到 RunLoop 的 "commonModes" 中）潜索。每當(dāng) RunLoop 的內(nèi)容發(fā)生變化時臭增，RunLoop 都會將事件同步到 CommonMode 的 mode item，什么是 mode item 后文會講到竹习。這也解釋了為什么 timer 加入到 NSRunLoopCommonModes 中會被正確的回調(diào)誊抛。

管理mode

在 NSRunLoop 這個層面不提供操作 mode 的 API ，在 CFRunLoopRef 提供相關(guān)的管理 API,不過只提供了增加 mode 的方法,不提供刪除的方法整陌。

// 添加一個  CommonMode
CFRunLoopAddCommonMode(CFRunLoopRef runloop, CFStringRef modeName);
//是否在 某個 mode 下
CFRunLoopRunInMode(CFStringRef modeName, ...);

RunLoop 之 mode item

上文的 RunLoop 流程圖中我們可以看到 Source0拗窃， Source1，Timer泌辫，Observer 随夸，這些都是 mode item。
上一小節(jié)震放，介紹了 RunLoop mode宾毒，我們可以看看 mode 的結(jié)構(gòu)

struct __CFRunLoopMode {
    CFStringRef _name;            // Mode Name, 例如 @"kCFRunLoopDefaultMode"
    CFMutableSetRef _sources0;    // Set
    CFMutableSetRef _sources1;    // Set
    CFMutableArrayRef _observers; // Array
    CFMutableArrayRef _timers;    // Array
    ...
};

結(jié)合圖片理解

可以看出，一個 mode 由 _sources0殿遂，_sources1诈铛，_observers，_timers構(gòu)成墨礁。在也是每個 RunLoop 周期醒來之后要干的活幢竹。

• Source0 只包含了一個回調(diào)（函數(shù)指針），它并不能主動觸發(fā)事件恩静。使用時焕毫，你需要先調(diào)用 CFRunLoopSourceSignal(source)，將這個 Source 標(biāo)記為待處理，然后手動調(diào)用 CFRunLoopWakeUp(runloop) 來喚醒 RunLoop咬荷，讓其處理這個事件冠句。

• Source1 包含了一個 mach_port 和一個回調(diào)（函數(shù)指針），被用于通過內(nèi)核和其他線程相互發(fā)送消息幸乒。這種 Source 能主動喚醒 RunLoop 的線程懦底。

• timer 是基于時間的觸發(fā)器，它和 NSTimer 是toll-free bridged 的罕扎，可以混用聚唐。其包含一個時間長度和一個回調(diào)（函數(shù)指針）。當(dāng)其加入到 RunLoop 時腔召，RunLoop會注冊對應(yīng)的時間點(diǎn)杆查，當(dāng)時間點(diǎn)到時，RunLoop會被喚醒以執(zhí)行那個回調(diào)臀蛛。

• 是觀察者亲桦，每個 Observer 都包含了一個回調(diào)（函數(shù)指針），當(dāng) RunLoop 的狀態(tài)發(fā)生變化時浊仆，觀察者就能通過回調(diào)接受到這個變化客峭。可以觀測的時間點(diǎn)有以下幾個：

typedef CF_OPTIONS(CFOptionFlags, CFRunLoopActivity) {
   kCFRunLoopEntry         = (1UL << 0), // 即將進(jìn)入Loop
   kCFRunLoopBeforeTimers  = (1UL << 1), // 即將處理 Timer
   kCFRunLoopBeforeSources = (1UL << 2), // 即將處理 Source
   kCFRunLoopBeforeWaiting = (1UL << 5), // 即將進(jìn)入休眠
   kCFRunLoopAfterWaiting  = (1UL << 6), // 剛從休眠中喚醒
   kCFRunLoopExit          = (1UL << 7), // 即將退出Loop
};

一個 item 可以被同時加入多個 mode抡柿。但一個 item 被重復(fù)加入同一個 mode 時是不會有效果的舔琅。如果一個 mode 中一個 item 都沒有，則 RunLoop 會直接退出洲劣，不進(jìn)入循環(huán)备蚓。

更詳細(xì)的內(nèi)容可以查看博客：http://blog.ibireme.com/2015/05/18/runloop/

RunLoop 啟動和退出

啟動

這邊以 NSRunLoop 為例，CFRunLoopRef 類似囱稽，
啟動有3個方法

• run
• runUntilDate:
• runMode:beforeDate:

run 底層是不斷（循環(huán)）調(diào)用runMode:beforeDate:來達(dá)到運(yùn)行目的郊尝。
runUntilDate:底層也是調(diào)用runMode:beforeDate:來運(yùn)行，和run不同的是战惊，在指定的時間也就是 UntilDate 參數(shù)后會停止調(diào)用虚循。

退出

在系統(tǒng)提供的停止 RunLoop 方法只有 CFRunLoopStop()，CFRunLoopStop() 方法只會結(jié)束當(dāng)前的 RunLoop 調(diào)用样傍，而不會結(jié)束后續(xù)的調(diào)用。也就意味著 如果你是用方法一也就是 run的方式啟動 RunLoop铺遂，那么這個 RunLoop 不會被退出衫哥，因為它會不斷的啟動，因為run 底層是不斷（循環(huán)）調(diào)用runMode:beforeDate:來達(dá)到運(yùn)行目的襟锐。如果你是使用runUntilDate:啟動的撤逢，那么超時結(jié)束后會自動終止 RunLoop，如果是runMode:beforeDate:那么你可以精確的控制 RunLoop 的停止。

RunLoop 應(yīng)用

RunLoop 用途廣泛蚊荣，如 AutoreleasePool初狰，PerformSelecter，GCD互例，AsyncDisplayKit等都有涉及到奢入，更多神秘等著我們?nèi)ヌ剿鳌?/p>

后話

根據(jù) RunLoop 我們可以完成一個主線程卡頓的監(jiān)控工具，在計劃中媳叨，完成后會貼出地址腥光。