1.什么是RunLoop

• RunLoop 實(shí)際上是一個(gè)對(duì)象扯俱，這個(gè)對(duì)象在循環(huán)中用來(lái)處理程序運(yùn)行過(guò)程中出現(xiàn)的各種事件（比如說(shuō)觸摸事件喇澡、UI刷新事件、定時(shí)器事件呕屎、Selector事件）敬察，從而保持程序的持續(xù)運(yùn)行蹂安。
• NSRunLoop是iOS的消息處理模式,
• RunLoop是iOS里線程的一部分,任何線程,包括主線程都包含了一個(gè)Run Loop對(duì)象田盈。
• RunLoop的作用相當(dāng)于在線程上維持一個(gè)類(lèi)似while的死循環(huán)允瞧，在這個(gè)循環(huán)里內(nèi)部不斷的處理各種任務(wù)(比如:source/timer/Observer),并且在不執(zhí)行任務(wù)時(shí)痹升，RunLoop 會(huì)讓線程進(jìn)入睡眠狀態(tài)(不占用CPU資源)视卢。當(dāng)事件源發(fā)生時(shí)RunLoop會(huì)喚醒線程來(lái)處理事件

2.RunLoop和線程的關(guān)系

2.1 RunLoop和線程是一一對(duì)應(yīng)的据过。
2.2 RunLoop是來(lái)管理線程的绳锅，如果沒(méi)有RunLoop鳞芙，那么線程執(zhí)行完任務(wù)就會(huì)結(jié)束原朝。
2.3 線程銷(xiāo)毀前,會(huì)先釋放這個(gè)線程所對(duì)應(yīng)的RunLoop.
2.4 主線程的 RunLoop 對(duì)象系統(tǒng)自動(dòng)幫助我們創(chuàng)建好了喳坠，而子線程的 RunLoop對(duì)象需要我們主動(dòng)創(chuàng)建和維護(hù)。

3.主線程的 RunLoop 原理

在啟動(dòng)iOS程序的時(shí)候晾浴，系統(tǒng)會(huì)調(diào)用創(chuàng)建項(xiàng)目時(shí)自動(dòng)生成的 main.m 的文件脊凰。其中 UIApplicationMain 函數(shù)內(nèi)部幫我們開(kāi)啟了主線程的 RunLoop狸涌，UIApplicationMain 內(nèi)部擁有一個(gè)無(wú)限循環(huán)的代碼，只要程序不退出/崩潰仑性，它就一直循環(huán)歼捐。

4.RunLoop什么情況下使用

• 線程中使用ports 或 input sources 和其他線程通信
• 在線程中使用timers // 如果不啟動(dòng)runloop豹储，timer的事件是不會(huì)響應(yīng)的
• 在Cocoa 應(yīng)用中使用performSelector…方法 // 應(yīng)該是performSelector…這種方法會(huì)啟動(dòng)一個(gè)線程并啟動(dòng)run loop
• 讓線程執(zhí)行一個(gè)周期性的任務(wù)
• 可以控制定時(shí)器在特定模式下執(zhí)行
• 可以讓某些事件（行為巩剖、任務(wù)）在特定模式下執(zhí)行
• 可以添加Observer監(jiān)聽(tīng)RunLoop的狀態(tài)钠怯，比如監(jiān)聽(tīng)點(diǎn)擊事件的處理（在所有點(diǎn)擊事件之前做一些事情）

5.RunLoop 相關(guān)類(lèi)

Run Loop Mode是一個(gè)集合佳魔，包括監(jiān)聽(tīng)：事件源，定時(shí)器晦炊，以及需通知的runloop observers鞠鲜，Core Foundation框架下關(guān)于 RunLoop 有 5 個(gè)類(lèi)：

• CFRunLoopRef：代表 RunLoop 的對(duì)象
• CFRunLoopModeRef：代表 RunLoop 的運(yùn)行模式
• CFRunLoopSourceRef：就是 RunLoop 模型圖中提到的輸入源 / 事件源
• CFRunLoopTimerRef：就是 RunLoop 模型圖中提到的定時(shí)源
• CFRunLoopObserverRef：觀察者，能夠監(jiān)聽(tīng) RunLoop 的狀態(tài)改變

RunLoop 相關(guān)類(lèi).jpg

5.1 相關(guān)類(lèi)之間的關(guān)系

• 一個(gè)RunLoop對(duì)象（CFRunLoopRef）中包含若干個(gè)運(yùn)行模式（CFRunLoopModeRef）断国。而每一個(gè)運(yùn)行模式下又包含若干個(gè)輸入源（CFRunLoopSourceRef）贤姆、定時(shí)源（CFRunLoopTimerRef）、觀察者（CFRunLoopObserverRef）稳衬。

• 每次 RunLoop 啟動(dòng)時(shí)霞捡，只能指定其中一個(gè)運(yùn)行模式（CFRunLoopModeRef），這個(gè)運(yùn)行模式（CFRunLoopModeRef）被稱(chēng)作當(dāng)前運(yùn)行模式（CurrentMode）。只有與這個(gè)mode關(guān)聯(lián)的事件源才會(huì)被監(jiān)聽(tīng)并被允許分發(fā)事件，同理，也只有與這個(gè)mode關(guān)聯(lián)的observer才會(huì)被通知，否則就處于暫停狀態(tài)叹阔。

• 如果需要切換運(yùn)行模式（CFRunLoopModeRef）睛藻，只能退出當(dāng)前 Loop，再重新指定一個(gè)運(yùn)行模式（CFRunLoopModeRef）進(jìn)入。這樣做主要是為了分隔開(kāi)不同組的輸入源（CFRunLoopSourceRef）、定時(shí)源（CFRunLoopTimerRef）、觀察者（CFRunLoopObserverRef）有滑，讓其互不影響 。

5.2 CFRunLoopRef 類(lèi)

CFRunLoopRef 是 Core Foundation 框架下 RunLoop 對(duì)象類(lèi),在Foundation 框架下 RunLoop 對(duì)象類(lèi)是NSRunLoop吼驶。
我們可通過(guò)以下方式來(lái)獲取 RunLoop 對(duì)象：

Core Foundation
CFRunLoopGetCurrent(); // 獲得當(dāng)前線程的 RunLoop 對(duì)象
CFRunLoopGetMain(); // 獲得主線程的 RunLoop 對(duì)象

Foundation
[NSRunLoop currentRunLoop]; // 獲得當(dāng)前線程的 RunLoop 對(duì)象
[NSRunLoop mainRunLoop]; // 獲得主線程的 RunLoop 對(duì)象

5.3 CFRunLoopModeRef類(lèi)

系統(tǒng)默認(rèn)定義了多種運(yùn)行模式（CFRunLoopModeRef），如下：

• kCFRunLoopDefaultMode：App的默認(rèn)運(yùn)行模式，通常主線程是在這個(gè)運(yùn)行模式下運(yùn)行
• UITrackingRunLoopMode：跟蹤用戶交互事件（例如 ScrollView 追蹤觸摸滑動(dòng)，保證界面滑動(dòng)時(shí)不受其他Mode影響）
• UIInitializationRunLoopMode：在剛啟動(dòng)App時(shí)第進(jìn)入的第一個(gè) Mode做盅，啟動(dòng)完成后就不再使用
• GSEventReceiveRunLoopMode：接受系統(tǒng)內(nèi)部事件图筹，通常用不到
• kCFRunLoopCommonModes：偽模式，不是一種真正的運(yùn)行模式

其中kCFRunLoopDefaultMode、UITrackingRunLoopMode蛔钙、kCFRunLoopCommonModes是我們開(kāi)發(fā)中需要用到的模式攻冷。

5.4 CFRunLoopTimerRef類(lèi)

CFRunLoopTimerRef是定時(shí)源（RunLoop模型圖中提到過(guò)）禁谦，理解為基于時(shí)間的觸發(fā)器刽漂，基本上就是NSTimer颈畸。

- (void)viewDidLoad {
    [super viewDidLoad];

    NSTimer *timer = [NSTimer timerWithTimeInterval:2.0 target:self selector:@selector(run) userInfo:nil repeats:YES];
    // 將定時(shí)器添加到當(dāng)前RunLoop的NSDefaultRunLoopMode下
    [[NSRunLoop currentRunLoop] addTimer:timer forMode:NSDefaultRunLoopMode];
}

- (void)run{
    NSLog(@"---run");
}

但當(dāng)頁(yè)面有像ScrollView试伙、’Text View滾動(dòng)時(shí)疏叨，run方法不打印了，當(dāng)松開(kāi)鼠標(biāo)的時(shí)候糊余，NSTimer就又開(kāi)始正常工作了尊沸。這是因?yàn)椋?br> 當(dāng)我們不做任何操作的時(shí)候壶熏，RunLoop處于NSDefaultRunLoopMode下蝌数。
而當(dāng)我們拖動(dòng)的時(shí)候饵撑，RunLoop就結(jié)束NSDefaultRunLoopMode，切換到了UITrackingRunLoopMode模式下唆貌，這個(gè)模式下沒(méi)有添加NSTimer滑潘，所以NSTimer就不工作。
但當(dāng)我們松開(kāi)鼠標(biāo)的時(shí)候锨咙，RunLoop就結(jié)束UITrackingRunLoopMode模式众羡，又切換回NSDefaultRunLoopMode模式，所以NSTimer就又開(kāi)始正常工作蓖租。
將上述代碼改為

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

偽模式（kCFRunLoopCommonModes）粱侣，這其實(shí)不是一種真實(shí)的模式，而是一種標(biāo)記模式蓖宦，意思就是可以在打上Common Modes(NSDefaultRunLoopMode 和 UITrackingRunLoopMode齐婴。)標(biāo)記的模式下運(yùn)行。

5.5 CFRunLoopSourceRef類(lèi)

CFRunLoopSourceRef是事件源稠茂，CFRunLoopSourceRef有兩種分類(lèi)方法柠偶。
第一種按照官方文檔來(lái)分類(lèi)（就像RunLoop模型圖中那樣）：

• Port-Based Sources（基于端口）
  基于端口的input source監(jiān)聽(tīng)程序的Mach Ports，由系統(tǒng)內(nèi)核來(lái)自動(dòng)通知它睬关。自定義的input source則需要手動(dòng)從其他線程通知它诱担。
• Custom Input Sources（自定義）
• Cocoa Perform Selector Sources
  perform selector source會(huì)在調(diào)用selector后把自己從run loop中移除出去。

第二種按照函數(shù)調(diào)用棧來(lái)分類(lèi)：

• Source0 ：非基于Port,處理App內(nèi)部事件,App自己負(fù)責(zé)管理(觸發(fā)),如UIEvent,CFSocket
• Source1：基于Port电爹，通過(guò)內(nèi)核和其他線程通信蔫仙，接收、分發(fā)系統(tǒng)事件,由RunLoop和內(nèi)核管理,Mach port驅(qū)動(dòng) 如CFMach丐箩、CFMessage
  這兩種分類(lèi)方式其實(shí)沒(méi)有區(qū)別摇邦，只不過(guò)第一種是通過(guò)官方理論來(lái)分類(lèi)，第二種是在實(shí)際應(yīng)用中通過(guò)調(diào)用函數(shù)來(lái)分類(lèi)屎勘。

runloop模型 圖.jpg

上面圖中展示了Run Loop的概念結(jié)構(gòu)及各種事件源施籍。

其中input source分發(fā)異步事件給相應(yīng)的處理程序并且調(diào)用runUntilDate:方法（這個(gè)方法會(huì)在該線程關(guān)聯(lián)的NSRunLoop對(duì)象上被調(diào)用）來(lái)退出其Run Loop。

timer source分發(fā)事件到相應(yīng)的處理程序概漱，但不會(huì)引起Run Loop退出丑慎。
Run Loop除了處理各種事件外，同時(shí)會(huì)生成關(guān)于Run Loop行為相關(guān)的通知(Notifications)瓤摧，注冊(cè)run-loop observers可以接收到這些通知并根據(jù)情況去在線程上做相應(yīng)的處理竿裂。

• iOS 中所有的事件監(jiān)聽(tīng)全部由運(yùn)行循環(huán)負(fù)責(zé)。這個(gè)循環(huán)專(zhuān)門(mén)用來(lái)接收姻灶、處理App中的各種事件铛绰、事件源：
  (比如 觸摸事件,定時(shí)器事件,Selector事件，通知）綁定的線程去執(zhí)行這個(gè)事件.
• Run loop同時(shí)也負(fù)責(zé)autorelease pool的創(chuàng)建和釋放产喉。
• NSRunLoop的作用在于有事情做的時(shí)候使的當(dāng)前NSRunLoop的線程工作捂掰，沒(méi)有事情做讓當(dāng)前NSRunLoop的線程休眠,節(jié)省CPU資源,提高程序性能:該做事時(shí)做事,該休息時(shí)休息。
  用于分發(fā)同步事件曾沈，通常這些事件發(fā)生在特定時(shí)間或者重復(fù)的時(shí)間間隔上这嚣，比如：[NSTimer scheduledTimerWithTimeInterval:target:selector:...]

5.6 CFRunLoopObserverRef類(lèi)

CFRunLoopObserverRef是觀察者，用來(lái)監(jiān)聽(tīng)RunLoop的狀態(tài)改變

CFRunLoopObserverRef可以監(jiān)聽(tīng)的狀態(tài)改變有以下幾種：

typedef CF_OPTIONS(CFOptionFlags, CFRunLoopActivity) {
    kCFRunLoopEntry = (1UL << 0),               // 即將進(jìn)入Loop：1
    kCFRunLoopBeforeTimers = (1UL << 1),        // 即將處理Timer：2    
    kCFRunLoopBeforeSources = (1UL << 2),       // 即將處理Source：4
    kCFRunLoopBeforeWaiting = (1UL << 5),       // 即將進(jìn)入休眠：32
    kCFRunLoopAfterWaiting = (1UL << 6),        // 即將從休眠中喚醒：64
    kCFRunLoopExit = (1UL << 7),                // 即將從Loop中退出：128
    kCFRunLoopAllActivities = 0x0FFFFFFFU       // 監(jiān)聽(tīng)全部狀態(tài)改變  
};

通過(guò)代碼來(lái)監(jiān)聽(tīng)下RunLoop中的狀態(tài)改變

-(void)observer{
    //創(chuàng)建一個(gè)監(jiān)聽(tīng)對(duì)象
    /*
     第一個(gè)參數(shù):分配存儲(chǔ)空間的
     第二個(gè)參數(shù):要監(jiān)聽(tīng)的狀態(tài) kCFRunLoopAllActivities 所有狀態(tài)
     第三個(gè)參數(shù):是否要持續(xù)監(jiān)聽(tīng)
     第四個(gè)參數(shù):優(yōu)先級(jí)
     第五個(gè)參數(shù):回調(diào)
     */
    CFRunLoopObserverRef observer =  CFRunLoopObserverCreateWithHandler(CFAllocatorGetDefault(), kCFRunLoopAllActivities, YES, 0, ^(CFRunLoopObserverRef observer, CFRunLoopActivity activity) {
        
        switch (activity) {
            case kCFRunLoopEntry:
                NSLog(@"runloop進(jìn)入");
                break;
            case kCFRunLoopBeforeTimers:
                NSLog(@"runloop要去處理timer");
                break;
            case kCFRunLoopBeforeSources:
                NSLog(@"runloop要去處理Sources");
                break;
            case kCFRunLoopBeforeWaiting:
                NSLog(@"runloop要睡覺(jué)了");
                break;
            case kCFRunLoopAfterWaiting:
                NSLog(@"runloop醒來(lái)啦");
                break;
            case kCFRunLoopExit:
                NSLog(@"runloop退出");
                break;
            case   kCFRunLoopAllActivities:
                NSLog(@"kCFRunLoopAllActivities");
                break;
            default:
                break;
        }
    });

    //給runloop添加監(jiān)聽(tīng)者
    /*
     第一個(gè)參數(shù):要監(jiān)聽(tīng)哪個(gè)runloop
     第二個(gè)參數(shù):監(jiān)聽(tīng)者
     第三個(gè)參數(shù):要監(jiān)聽(tīng)runloop在哪種運(yùn)行模式下的狀態(tài)
     */
    CFRunLoopAddObserver(CFRunLoopGetCurrent(), observer, kCFRunLoopDefaultMode);
    [NSTimer scheduledTimerWithTimeInterval:5.0 target:self selector:@selector(run1) userInfo:nil repeats:YES];
    CFRelease(observer);
    
}

自動(dòng)釋放池什么時(shí)候釋放塞俱？
通過(guò)Observer監(jiān)聽(tīng)RunLoop的狀態(tài)
在主線程即將休眠時(shí)姐帚，釋放自動(dòng)釋放池
在主線程即將喚醒時(shí)，再次創(chuàng)建自動(dòng)釋放池障涯，并將之前的對(duì)象再次放入池中

6. RunLoop的運(yùn)行邏輯

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runloop運(yùn)行.png

在每次運(yùn)行開(kāi)啟RunLoop的時(shí)候罐旗，所在線程的RunLoop會(huì)自動(dòng)處理之前未處理的事件膳汪，并且通知相關(guān)的觀察者。

具體的順序如下：

• 通知觀察者RunLoop已經(jīng)啟動(dòng)
• 通知觀察者即將要開(kāi)始的定時(shí)器
• 通知觀察者任何即將啟動(dòng)的非基于端口的源
• 啟動(dòng)任何準(zhǔn)備好的非基于端口的源
• 如果基于端口的源準(zhǔn)備好并處于等待狀態(tài)九秀，立即啟動(dòng)遗嗽；并進(jìn)入步驟9
• 通知觀察者線程進(jìn)入休眠狀態(tài)
• 將線程置于休眠知道任一下面的事件發(fā)生：
  某一事件到達(dá)基于端口的源
  定時(shí)器啟動(dòng)
  RunLoop設(shè)置的時(shí)間已經(jīng)超時(shí)
  RunLoop被顯示喚醒
• 通知觀察者線程將被喚醒
• 處理未處理的事件
  -如果用戶定義的定時(shí)器啟動(dòng)，處理定時(shí)器事件并重啟RunLoop鼓蜒。進(jìn)入步驟2
  如果輸入源啟動(dòng)痹换，傳遞相應(yīng)的消息
  如果RunLoop被顯示喚醒而且時(shí)間還沒(méi)超時(shí)，重啟RunLoop都弹。進(jìn)入步驟2
• 通知觀察者RunLoop結(jié)束娇豫。

7.RunLoop應(yīng)用

• NSTimer的使用
• ImageView推遲顯示
• 后臺(tái)常駐線程
• 檢測(cè)卡頓
  ...