本文約100行代碼秽荞，讀完大概用時5-10分鐘，理解的話看個人知識掌握程度抚官。

App在開發(fā)的過程中扬跋，經常會遇到倒計時等等與時間計算有關的需求，這時就需要我們去使用定時器了凌节，本篇我們就來盤點盤點iOS中的三大定時器：NSTimer钦听、dispatch_source_t和CADisplayLink。

一倍奢、NSTimer

1.NSTimer的介紹

NSTimer應該是新手最耳熟能詳?shù)亩〞r器了朴上，通過Apple開發(fā)文檔的描述 A timer that fires after a certain time interval has elapsed, sending a specified message to a target object. 我們可以看到它是通過間隔一定的時間，向目標對象發(fā)送指定的消息(OC中調用方法在底層就是發(fā)送消息)來實現(xiàn)定時器的功能的卒煞。NSTimer在使用的過程中其實是有很多小細節(jié)需要注意的痪宰，下面都會講到。

2.NSTimer的方法

NSTimer有3個timerWith類方法（初始化）：

/// @param ti 定時器的時間間隔
/// @param invocation 方法調用
/// @param yesOrNo 是否重復執(zhí)行
+ (NSTimer *)timerWithTimeInterval:(NSTimeInterval)ti invocation:(NSInvocation *)invocation repeats:(BOOL)yesOrNo;

/// @param ti 定時器的時間間隔
/// @param aTarget 目標對象（一般是self）
/// @param aSelector 方法調用
/// @param yesOrNo 是否重復執(zhí)行
+ (NSTimer *)timerWithTimeInterval:(NSTimeInterval)ti target:(id)aTarget selector:(SEL)aSelector userInfo:(nullable id)userInfo repeats:(BOOL)yesOrNo;

/// @param interval 定時器的時間間隔
/// @param repeats 是否重復執(zhí)行
/// @param block 方法調用（代碼塊的形式）
+ (NSTimer *)timerWithTimeInterval:(NSTimeInterval)interval repeats:(BOOL)repeats block:(void (^)(NSTimer *timer))block;

這3種類方法需要你手動將timer對象添加到runloop中畔裕；

// 在主runloop上添加
[[NSRunLoop currentRunLoop] addTimer:_timer forMode:NSDefaultRunLoopMode];

和3個scheduledTimer類方法（初始化）：

/// @param ti 定時器的時間間隔
/// @param invocation 方法調用
/// @param yesOrNo 是否重復執(zhí)行
+ (NSTimer *)scheduledTimerWithTimeInterval:(NSTimeInterval)ti invocation:(NSInvocation *)invocation repeats:(BOOL)yesOrNo;

/// @param ti 定時器的時間間隔
/// @param aTarget 目標對象（一般是self）
/// @param aSelector 方法調用
/// @param yesOrNo 是否重復執(zhí)行
+ (NSTimer *)scheduledTimerWithTimeInterval:(NSTimeInterval)ti target:(id)aTarget selector:(SEL)aSelector userInfo:(nullable id)userInfo repeats:(BOOL)yesOrNo;

/// @param interval 定時器的時間間隔
/// @param repeats 是否重復執(zhí)行
/// @param block 方法調用（代碼塊的形式）
+ (NSTimer *)scheduledTimerWithTimeInterval:(NSTimeInterval)interval repeats:(BOOL)repeats block:(void (^)(NSTimer *timer))block;

這3種類方法需要會自動將timer對象添加到當前runloop（默認是主runloop）中衣撬，并且mode為NSDefaultRunLoopMode；

以及2個initWith實例方法（初始化）：

/// 需要手動將timer對象添加到runloop中
/// @param date 開始執(zhí)行的日期
/// @param interval 定時器的時間間隔
/// @param repeats 是否重復執(zhí)行
/// @param block 方法調用（代碼塊的形式）
- (instancetype)initWithFireDate:(NSDate *)date interval:(NSTimeInterval)interval repeats:(BOOL)repeats block:(void (^)(NSTimer *timer))block;

/// 需要手動將timer對象添加到runloop中
/// @param date 開始執(zhí)行的日期
/// @param ti 定時器的時間間隔
/// @param t 目標對象（一般是self）
/// @param s 方法調用
/// @param ui 可自定義的參數(shù)
/// @param rep 是否重復執(zhí)行
- (instancetype)initWithFireDate:(NSDate *)date interval:(NSTimeInterval)ti target:(id)t selector:(SEL)s userInfo:(nullable id)ui repeats:(BOOL)rep;

以上8個初始化方法扮饶，scheduledTimer方法會自動添加timer到當前runloop具练，其他則不會

8個初始化方法的區(qū)別圖示

使用timerWith和initWith 時需要手動添加timer到runloop

2個常用的實例方法：

// 開始執(zhí)行
- (void)fire;

// 銷毀
- (void)invalidate;

fire會立即調用方法，在執(zhí)行完后甜无，如果不是重復的timer扛点，會立即 invalidate ；
invalidate會停止重復的timer（不重復的執(zhí)行一次后會自動invalidate）岂丘，并將其從runloop中remove陵究。

3.NSTimer的使用示例

3.1 在一個普通的VC中使用：

@property (nonatomic, strong) NSTimer *timer; //作為屬性一般使用strong修飾，因為timer是一個對象元潘，需要被持有者強引用以防提前釋放

// 這里使用weakSelf來避免循環(huán)引用從而導致內存泄漏
__weak typeof(self) weakSelf = self;
_timer = [NSTimer scheduledTimerWithTimeInterval:1 repeats:YES block:^(NSTimer * _Nonnull timer) {
   [weakSelf changeLabelText];
}];

值得注意的是畔乙，當我們使用 target: selector: 的方式時，target后面使用weakSelf 并不能避免循環(huán)引用翩概，此時timer依然會對self進行強引用牲距，會導致內存泄漏，下面的代碼是錯誤的：

_timer = [NSTimer scheduledTimerWithTimeInterval:1 target:weakSelf selector:@selector(changeLabelText) userInfo:nil repeats:YES];

如果此時頁面上有scrollView或者tableView等在滑動時钥庇，需要手動更改timer的mode：

/* 當scrollView滾動的時候牍鞠，當前的 MainRunLoop 會處于 UITrackingRunLoopMode 的模式下，
在這個模式下评姨，是不會處理 NSDefaultRunLoopMode 的任務的 */
[[NSRunLoop mainRunLoop] addTimer:_timer forMode:NSRunLoopCommonModes];

3.2 立即執(zhí)行timer的方法調用：

// 執(zhí)行fire方法后难述，會立即執(zhí)行本來需要時間間隔后才執(zhí)行的指定方法調用
// 對于重復的timer萤晴，它是一次額外的操作，并且不會打破正常的schedule
// 對于不重復的timer胁后，它一觸發(fā)完后店读，timer就被invalidate，就不管原來設定的時間間隔了
[_timer fire];

3.3 timer的釋放與銷毀：

if ([_timer isValid]) {
    [_timer invalidate]; //對于不重復的timer可以不寫攀芯，因為不重復的timer在執(zhí)行完后就自動invalidate了
    _timer = nil;
}

PS：看到很多文章說timer的銷毀不能放在dealloc中屯断，要放在- (void)viewDidDisappear:(BOOL)animated中，因為在dealloc中并不會去執(zhí)行侣诺。這種說法一般是不對的殖演，首先，dealloc中不會去執(zhí)行大概率是出現(xiàn)了循環(huán)引用年鸳，此時VC仍然被timer強引用趴久，導致VC沒法dealloc，那么timer當然不會去執(zhí)行銷毀搔确；其次彼棍，viewDidDisappear時去銷毀那么你在跳往下一級頁面而不是返回上一級頁面的時候，此時當前頁面一般是要繼續(xù)存在的妥箕，這么做就將當前頁面的timer銷毀了滥酥，肯定是不對的，正確的做法是使用上面timer的block API + weakSelf來避免循環(huán)使用畦幢。

4.NSTimer的更多使用技巧

4.1 暫停和啟動：

// 讓timer的fire時間為“遙遠的未來”，那么它就“暫屠虏酰”了
[_timer setFireDate:[NSDate distantFuture]];

// 讓timer的fire時間為“馬上”或“遠古”宇葱，那么它就啟動了
[self.timer setFireDate:[NSDate date]];
[self.timer setFireDate:[NSDate distantPast]];

4.2 非固定時間間隔執(zhí)行timer

- (void)randomTimeTimer {
    // 此處先將timer的timeInterval設置為無窮大，這樣它便不會執(zhí)行
    _timer =  [NSTimer timerWithTimeInterval:MAXFLOAT target:self selector:@selector(randomTimeFireMethod) userInfo:nil repeats:YES];
    [[NSRunLoop mainRunLoop] addTimer: _timer forMode:NSDefaultRunLoopMode];
}

- (void)randomTimeFireMethod {
    static int timeExecute = 0;
    
    // 這里的4是你想要timer執(zhí)行的次數(shù)
    if (timeExecute < 4) {
        // 不定長執(zhí)行
        NSTimeInterval timeInterval = [self.randomTime[timeExecute] doubleValue];
        timeExecute++;
        // 使用fireDate來控制timer以達到不定長執(zhí)行
        _timer.fireDate = [NSDate dateWithTimeIntervalSinceNow:timeInterval];
    }
}

OC中并沒有NSTimer的暫停刊头、啟動和非固定時間間隔的方法黍瞧，我們可以使用這種奇思妙想來達到這個目的。

4.3 在子線程中使用NSTimer

5.NSTimer的注意事項

5.1 為什么NSTimer的銷毀需要invalidate + =nil 原杂？
在OC中印颤，一般我們銷毀強引用，會直接使用 =nil 穿肄，但是NSTimer不可以年局。我們來看看ARC中的NSTimer創(chuàng)建到銷毀的過程中具體的引用關系變化：

• VC創(chuàng)建NSTimer后，此時VC對timer強引用咸产，再之后timer加入到runloop后矢否，系統(tǒng)也會強引用timer

  
  
  NSTimer的創(chuàng)建過程
• =nil 后，VC解除了對timer的強引用脑溢，但此時系統(tǒng)依然對timer有強引用
  
  =nil
• 調用 invalidate 方法后僵朗，系統(tǒng)解除對timer的強引用
  
  invalidate后
  
  綜合以上，我們需要對timer invalidate + =nil ，才能真正的銷毀NSTimer验庙。

5.2 NSTimer不是實時的 / NSTimer可以設置Tolerance(容忍度)顶吮。

• NSTimer加入的runloop正好處在一個耗時的周期內；
• NSTimer添加的runloopMode不是當前runloop所處的mode時粪薛，如NSDefaultRunLoopMode的NSTimer在頁面滑動時暫停云矫；
• Tolerance大概是避免NSTimer在runloop中的不實時帶來的時間偏移的（實際開發(fā)中使用較少，暫時沒怎么研究）汗菜。

二让禀、dispatch_source_t

1. dispatch_source_t的介紹

dispatch_source_t 是眾多DISPATCH_SOURCE種類的一種
針對NSTimer受runloop的影響而不精準的問題，dispatch_source_t是一種相對精準的計時器陨界，并且它天生就可以使用GCD在子線程中執(zhí)行巡揍，解決NSTimer在主線程中導致卡頓的問題，但是它的缺點也比較明顯菌瘪，就是代碼量相對比較多一點腮敌。

2. dispatch_source_t的使用

定義屬性：

// 此處也用strong修飾，雖然沒有 * 俏扩，但是dispatch_source_t也是對象糜工，和普通的對象一樣，strong防止提前釋放
@property (nonatomic, strong) dispatch_source_t timer;

初始化和設定：

- (void)initTimer {
    if (!_gcdTimer) {
        // 創(chuàng)建隊列
        dispatch_queue_t queue = dispatch_get_global_queue(0, 0);
        // 初始化timer（設定source_type录淡，以及隊列）
        _gcdTimer = dispatch_source_create(DISPATCH_SOURCE_TYPE_TIMER, 0, 0, queue);
        // 設定timer的開始時間
        dispatch_time_t start = dispatch_time(DISPATCH_TIME_NOW, (int64_t)(0 * NSEC_PER_SEC));
        // 如果timer的間隔時間比較大捌木，那么可以使用dispatch_walltime來創(chuàng)建start，可以避免誤差
        dispatch_time_t start_0 = dispatch_walltime(0, 0);
        // 設定timer的固定時間間隔
        uint64_t interval = (uint64_t)(1 * NSEC_PER_SEC);
        // 設置timer嫉戚，最后一個參數(shù)為leeway刨裆，是用來設置定時器的“期望精度值”，系統(tǒng)會根據這個值延遲或提前觸發(fā)定時器
        dispatch_source_set_timer(_gcdTimer, start, interval, 0);
        // 設定timer的方法調用
        dispatch_source_set_event_handler(_gcdTimer, ^{
            // 如果timer的方法調用是UI方面相關的操作彬檀，需要在主線程中執(zhí)行（線程間通信）
            dispatch_async(dispatch_get_main_queue(), ^{
                [self changeLabelText];
            });
        });
        // 開啟定時器
        dispatch_resume(_gcdTimer);
    }
}

dispatch_source_create方法參數(shù)詳細說明

• 第一個參數(shù)：dispatch_source_type_t type為設置GCD源方法的類型帆啃，前面已經列舉過了。
• 第二個參數(shù)：uintptr_t handle Apple的API介紹說窍帝，暫時沒有使用努潘，傳0即可。
• 第三個參數(shù)：unsigned long mask Apple的API介紹說坤学，使用DISPATCH_TIMER_STRICT疯坤，會引起電量消耗加劇，畢竟要求精確時間拥峦，所以一般傳0即可贴膘，視業(yè)務情況而定。
• 第四個參數(shù)：dispatch_queue_t _Nullable queue 隊列略号，將定時器事件處理的Block提交到哪個隊列,可以傳Null刑峡，默認為全局隊列洋闽。

開啟定時器：

dispatch_resume(_gcdTimer);

暫停定時器：

// 暫停
- (void)pauseTimer {
    if (_gcdTimer) {
        dispatch_suspend(_gcdTimer);
    }
}

// 暫停后的重新開啟
dispatch_resume(_gcdTimer);

銷毀定時器：

dispatch_source_cancel(_gcdTimer);
_gcdTimer = nil;

3. dispatch_source_t的注意事項

timer被dispatch_suspend后是不能釋放的，否則會引起崩潰突梦。因為OC中并沒有dispatch_source_t的暫停和開啟狀態(tài)的記錄诫舅，所以如果我們用到了它的暫停和開啟，則我們必須手動記錄宫患，有dispatch_suspend則必有dispatch_resume刊懈。

4. dispatch_source_t的優(yōu)缺點

優(yōu)點：

• 性能更好，相對更精確;
• 自帶暫停娃闲、繼續(xù);
• 天生適合在子線程中使用虚汛；
• 不需要加入到runloop中，也不需要管runloop的mode皇帮。

缺點：

• 每次dispatch_resume都會先執(zhí)行一次卷哩；
• 本質上也不是完全精確；
• 代碼量較多属拾。

三将谊、CADisplayLink

1. CADisplayLink的介紹

CADisplayLink是OC中精度最高的定時器，它是根據設備的屏幕刷新頻率來執(zhí)行操作渐白，因此它的使用場景也相對當一尊浓，比較適合用來做UI的繪制、自定義的動畫引擎以及視頻播放的渲染纯衍。

2. CADisplayLink的方法和相關屬性

1個初始化類方法：

/// @param target 目標對象（一般是self）
/// @param sel 方法調用
+ (CADisplayLink *)displayLinkWithTarget:(id)target selector:(SEL)sel;

3個實例方法

/// 將CADisplayLink對象添加到runloop中并指定mode
/// @param runloop 加入的runloop
/// @param mode 指定runloopMode
- (void)addToRunLoop:(NSRunLoop *)runloop forMode:(NSRunLoopMode)mode;

/// 將CADisplayLink對象從runloop指定的mode中移除
/// @param runloop 被移除CADisplayLink對象的runloop
/// @param mode 指定的runloopMode
- (void)removeFromRunLoop:(NSRunLoop *)runloop forMode:(NSRunLoopMode)mode;

// 將CADisplayLink對象從runloop所有mode中移除
- (void)invalidate;

兩個移除方法的區(qū)別
removeFromRunLoop會將其從指定的runloop的指定mode中移除栋齿，此方法在runloop或者mode任一不匹配的情況下都無效，而且remove時需要進行判斷托酸，如果指定的mode中不存在褒颈，那么將會引起crash，原因是重復over-release励堡；
invalidate是從runloop的所有模式中移除，并取消和target的關聯(lián)關系堡掏，此方法可以多次調用应结，不會引起crash。

3個只讀屬性：

// 當前屏幕上顯示幀率的時間戳
@property(readonly, nonatomic) CFTimeInterval timestamp;
// 定時器的時間間隔
@property(readonly, nonatomic) CFTimeInterval duration;
// 客戶端針對其渲染的下一個時間戳
@property(readonly, nonatomic) CFTimeInterval targetTimestamp;

3個讀寫屬性：

// 是否暫停泉唁，設置了暫停后定時器將暫停鹅龄，直到設置為false的時候再執(zhí)行
@property(getter=isPaused, nonatomic) BOOL paused;
// 從iOS10開始已廢棄，不要去使用
@property(nonatomic) NSInteger frameInterval;
// 每秒刷新次數(shù)（幀率）
@property(nonatomic) NSInteger preferredFramesPerSecond;

3. CADisplayLink使用示例

// 創(chuàng)建
- (void)initDisplaylink {
    _displayLink = [CADisplayLink displayLinkWithTarget:self selector:@selector(changeLabelText)];
    _displayLink.preferredFramesPerSecond = 0; //每秒刷新次數(shù)亭畜，設置為0時就是默認屏幕的最大刷新幀率
    [_displayLink addToRunLoop:[NSRunLoop mainRunLoop] forMode:NSDefaultRunLoopMode];
}

// 銷毀
[_displayLink invalidate];
_displayLink = nil;

4. CADisplayLink的特性

• CADisplayLink不能夠繼承
• 修改幀率
  CADisplayLink的實際幀率是由屏幕最大幀率(maximumFramesPerSecond)和參數(shù)preferredFramesPerSecond一起決定的扮休，規(guī)則為：如果屏幕最大幀率是60，實際幀率只能是15拴鸵、20玷坠、30蜗搔、60中的一種；如果設置大于60的值八堡，屏幕實際幀率為60樟凄。如果設置的是26~35之間的值，實際幀率是30兄渺；如果設置為0缝龄，會使用最高幀率。
• 在添加進runloop時應當選擇高優(yōu)先級的挂谍，以保證動畫的流暢

5. CADisplayLink防止循環(huán)引用

上面NSTimer在防止循環(huán)引用時使用了NSTimer本身提供的block方法而非傳入target的方式叔壤，但是CADisplayLink本身沒有提供block方法，只有傳入target的方式口叙，那么我們怎么避免循環(huán)引用呢炼绘？
首先我們來看一種錯誤的做法：

__weak typeof(self) weakSelf = self;
_displayLink = [CADisplayLink displayLinkWithTarget:weakSelf selector:@selector(changeLabelText:)];
_displayLink.preferredFramesPerSecond = 10;
[_displayLink addToRunLoop:[NSRunLoop mainRunLoop] forMode:NSDefaultRunLoopMode];

然后再看另一種錯誤的做法：

// 將displayLink屬性聲明為weak
@property (nonatomic, weak) CADisplayLink *displayLink;

// 初始化
CADisplayLink *temp = [CADisplayLink displayLinkWithTarget:self selector:@selector(changeLabelText:)];
temp.preferredFramesPerSecond = 10;
[temp addToRunLoop:[NSRunLoop mainRunLoop] forMode:NSDefaultRunLoopMode];
_displayLink = temp;

以上兩種方法都是錯誤的，在頁面銷毀時庐扫，它們無一例外的定時器都沒有被銷毀饭望，依然在工作，原因在于此時runloop對定時器依然有強引用形庭。

此時正確的做法有兩種：
1.使用NSProxy
創(chuàng)建一個繼承自NSProxy的新類GQProxy

// .h
@interface GQProxy : NSProxy

@property (weak, nonatomic) id target;

+ (instancetype)proxyWithTarget:(id)target;

@end

// .m
#import "GQProxy.h"

@implementation GQProxy

+ (instancetype)proxyWithTarget:(id)target {
    GQProxy *proxy = [GQProxy alloc];
    proxy.target = target;
    return proxy;
}

//返回方法簽名
-(NSMethodSignature*)methodSignatureForSelector:(SEL)sel{
    
    return [self.target methodSignatureForSelector:sel];
}

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

@end

在初始化定時器時

_displayLink = [CADisplayLink displayLinkWithTarget:[GQProxy proxyWithTarget:self] selector:@selector(changeLabelText:)];
_displayLink.preferredFramesPerSecond = 10; 
[_displayLink addToRunLoop:[NSRunLoop mainRunLoop] forMode:NSDefaultRunLoopMode];

這樣就可以在避免循環(huán)引用了铅辞，推薦NSTimer也使用這種方法。

2.使用category擴展block方法
新建一個分類 CADisplayLink+GQTool

// .h
#import <QuartzCore/QuartzCore.h>

typedef void(^GQExecuteDisplayLinkBlock) (CADisplayLink *displayLink);

@interface CADisplayLink (GQTool)

@property (nonatomic,copy) GQExecuteDisplayLinkBlock executeBlock;

+ (CADisplayLink *)displayLinkWithExecuteBlock:(GQExecuteDisplayLinkBlock)block;

@end

// .m
#import "CADisplayLink+GQTool.h"
#import <objc/runtime.h>

@implementation CADisplayLink (GQTool)

- (void)setExecuteBlock:(GQExecuteDisplayLinkBlock)executeBlock{

    objc_setAssociatedObject(self, @selector(executeBlock), [executeBlock copy], OBJC_ASSOCIATION_COPY_NONATOMIC);
}

- (GQExecuteDisplayLinkBlock)executeBlock{

    return objc_getAssociatedObject(self, @selector(executeBlock));
}

+ (CADisplayLink *)displayLinkWithExecuteBlock:(GQExecuteDisplayLinkBlock)block{

    CADisplayLink *displayLink = [CADisplayLink displayLinkWithTarget:self selector:@selector(gq_executeDisplayLink:)];
    displayLink.executeBlock = [block copy];
    return displayLink;
}

+ (void)gq_executeDisplayLink:(CADisplayLink *)displayLink{

    if (displayLink.executeBlock) {
        displayLink.executeBlock(displayLink);
    }
}

@end

在初始化定時器時

__weak typeof(self) weakSelf = self;
_displayLink = [CADisplayLink displayLinkWithExecuteBlock:^(CADisplayLink * _Nonnull displayLink) {
    [weakSelf changeLabelText];
}];
[_displayLink addToRunLoop:[NSRunLoop mainRunLoop] forMode:NSDefaultRunLoopMode];

這樣也可以避免定時器對VC的強引用萨醒，但本質上只是將定時器的target從控制器換成了定時器本身的類斟珊，還是存在循環(huán)引用，只不過對我們的系統(tǒng)沒有影響了富纸。所以推薦使用NSProxy這種方法囤踩。

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