RunLoop

什么是RunLoop?

顧名思義:運行循環(huán)丧枪,在程序運行過程中循環(huán)做一些事情

應(yīng)用范疇:
·定時器(Timer)、PerformSelector
·GCD Async Main Queue
·事件響應(yīng)葵陵、手勢識別稚新、界面刷新
·網(wǎng)絡(luò)請求
·AutoreleasePool

RunLoop與線程

·每條線程都有唯一的一個與之對應(yīng)的RunLoop對象
·RunLoop保存在一個全局的Dictionary里既绩,線程作為key世曾,RunLoop作為value
·線程剛創(chuàng)建時并沒有RunLoop對象,RunLoop會在第一次獲取它時創(chuàng)建
·RunLoop會在線程結(jié)束時銷毀
·主線程的RunLoop已經(jīng)自動獲扰住(創(chuàng)建)搓逾,子線程默認沒有開啟RunLoop

獲取RunLoop對象

Foundation
[NSRunLoop currentRunLoop]; // 獲得當前線程的RunLoop對象
[NSRunLoop mainRunLoop]; // 獲得主線程的RunLoop對象

Core Foundation
CFRunLoopGetCurrent(); // 獲得當前線程的RunLoop對象
CFRunLoopGetMain(); // 獲得主線程的RunLoop對象

RunLoop相關(guān)的類

Core Foundation中關(guān)于RunLoop的5個類

  • CFRunLoopRef
  • CFRunLoopModeRef
  • CFRunLoopSourceRef
  • CFRunLoopTimerRef
  • CFRunLoopObserverRef

RunLoop底層數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)

RunLoop底層結(jié)構(gòu).png
CFRunLoopModeRef
  1. CFRunLoopModeRef代表RunLoop的運行模式

  2. 一個RunLoop包含若干個Mode,每個Mode又包含若干個Source0/Source1/Timer/Observer

  3. RunLoop啟動時只能選擇其中一個Mode杯拐,作為currentMode

  4. 如果需要切換Mode霞篡,只能退出當前Loop,再重新選擇一個Mode進入
    ·不同組的Source0/Source1/Timer/Observer能分隔開來端逼,互不影響

  5. 如果Mode里沒有任何Source0/Source1/Timer/Observer朗兵,RunLoop會立馬退出

常見的2種Mode

  • kCFRunLoopDefaultMode(NSDefaultRunLoopMode):App的默認Mode,通常主線程是在這個Mode下運行
  • UITrackingRunLoopMode:界面跟蹤 Mode顶滩,用于 ScrollView 追蹤觸摸滑動余掖,保證界面滑動時不受其他 Mode 影響

CFRunLoopObserverRef

/* Run Loop Observer Activities */
typedef CF_OPTIONS(CFOptionFlags, CFRunLoopActivity) {
    kCFRunLoopEntry = (1UL << 0),            //即將進入Loop
    kCFRunLoopBeforeTimers = (1UL << 1),     //即將處理Timer
    kCFRunLoopBeforeSources = (1UL << 2),    //即將處理Source
    kCFRunLoopBeforeWaiting = (1UL << 5),    //即將進入休眠
    kCFRunLoopAfterWaiting = (1UL << 6),     //剛從休眠中喚醒
    kCFRunLoopExit = (1UL << 7),             //即將退出Loop
    kCFRunLoopAllActivities = 0x0FFFFFFFU
};

添加Observer監(jiān)聽RunLoop的所有狀態(tài)

// 創(chuàng)建Observer
CFRunLoopObserverRef observer = CFRunLoopObserverCreateWithHandler(kCFAllocatorDefault, kCFRunLoopAllActivities, YES, 0, ^(CFRunLoopObserverRef observer, CFRunLoopActivity activity) {
    switch (activity) {
        case kCFRunLoopEntry:
            NSLog(@"kCFRunLoopEntry");
            break;
        case kCFRunLoopBeforeTimers:
            NSLog(@"kCFRunLoopBeforeTimers");
            break;
        case kCFRunLoopBeforeSources:
            NSLog(@"kCFRunLoopBeforeSources");
            break;
        case kCFRunLoopBeforeWaiting:
            NSLog(@"kCFRunLoopBeforeWaiting");
            break;
        case kCFRunLoopAfterWaiting:
            NSLog(@"kCFRunLoopAfterWaiting");
            break;
        case kCFRunLoopExit:
            NSLog(@"kCFRunLoopExit");
            break;
        default:
            break;
    }
});
// 添加Observer到RunLoop中
CFRunLoopAddObserver(CFRunLoopGetCurrent(), observer, kCFRunLoopCommonModes);
// 釋放
CFRelease(observer);

RunLoop的運行邏輯

底層源碼的主要邏輯

// RunLoop入口
SInt32 CFRunLoopRunSpecific(CFRunLoopRef rl, CFStringRef modeName, CFTimeInterval seconds, Boolean returnAfterSourceHandled) {     /* DOES CALLOUT */

    int32_t result = kCFRunLoopRunFinished;

    // 通知Observers: 進入Loop
    if (currentMode->_observerMask & kCFRunLoopEntry ) __CFRunLoopDoObservers(rl, currentMode, kCFRunLoopEntry);
    
    //  具體要做的事情
    result = __CFRunLoopRun(rl, currentMode, seconds, returnAfterSourceHandled, previousMode);
    
    // 通知Observers: 退出Loop
    if (currentMode->_observerMask & kCFRunLoopExit ) __CFRunLoopDoObservers(rl, currentMode, kCFRunLoopExit);
    
    return result;
}

//   RunLoop主要邏輯
static int32_t __CFRunLoopRun(CFRunLoopRef rl, CFRunLoopModeRef rlm, CFTimeInterval seconds, Boolean stopAfterHandle, CFRunLoopModeRef previousMode) {
    uint64_t startTSR = mach_absolute_time();
    do {
        // 通知Observer:即將處理Timers
        if (rlm->_observerMask & kCFRunLoopBeforeTimers) __CFRunLoopDoObservers(rl, rlm, kCFRunLoopBeforeTimers);
        
        // 通知Observer:即將處理Sources
        if (rlm->_observerMask & kCFRunLoopBeforeSources) __CFRunLoopDoObservers(rl, rlm, kCFRunLoopBeforeSources);
        
        // 處理Blocks
        __CFRunLoopDoBlocks(rl, rlm);

        // 處理Source0
        Boolean sourceHandledThisLoop = __CFRunLoopDoSources0(rl, rlm, stopAfterHandle);
        if (sourceHandledThisLoop) {
            // 處理Blocks
            __CFRunLoopDoBlocks(rl, rlm);
        }

        // 判斷有無Source1
        if (__CFRunLoopServiceMachPort(dispatchPort, &msg, sizeof(msg_buffer), &livePort, 0, &voucherState, NULL)) {
            // 如果有Source1,就跳轉(zhuǎn)到handel_msg
            goto handle_msg;
        }
        
        // 通知Observers:即將休眠
        if (!poll && (rlm->_observerMask & kCFRunLoopBeforeWaiting)) __CFRunLoopDoObservers(rl, rlm, kCFRunLoopBeforeWaiting);
        __CFRunLoopSetSleeping(rl);

        // 等待別的消息來喚醒當前線程
        __CFRunLoopServiceMachPort(waitSet, &msg, sizeof(msg_buffer), &livePort, poll ? 0 : TIMEOUT_INFINITY, &voucherState, &voucherCopy);

        // 通知Observer:結(jié)束休眠
        __CFRunLoopUnsetSleeping(rl);
        if (!poll && (rlm->_observerMask & kCFRunLoopAfterWaiting)) __CFRunLoopDoObservers(rl, rlm, kCFRunLoopAfterWaiting);

    handle_msg:;
        __CFRunLoopSetIgnoreWakeUps(rl);

        if (rlm->_timerPort != MACH_PORT_NULL && livePort == rlm->_timerPort) {
            // 被Timer喚醒了
            CFRUNLOOP_WAKEUP_FOR_TIMER();
            // 處理Timers
            if (!__CFRunLoopDoTimers(rl, rlm, mach_absolute_time())) {
                // Re-arm the next timer
                __CFArmNextTimerInMode(rlm, rl);
            }
        } else if (livePort == dispatchPort) {
            // 被GCD喚醒
            CFRUNLOOP_WAKEUP_FOR_DISPATCH();
            // 處理GCD
            __CFRUNLOOP_IS_SERVICING_THE_MAIN_DISPATCH_QUEUE__(msg);

        } else {
            //被Source1喚醒
            CFRUNLOOP_WAKEUP_FOR_SOURCE();
            // 處理Source1
            sourceHandledThisLoop = __CFRunLoopDoSource1(rl, rlm, rls, msg, msg->msgh_size, &reply) || sourceHandledThisLoop;
        }
        
        // 處理Blocks
        __CFRunLoopDoBlocks(rl, rlm);
        
        //設(shè)置返回值
        if (sourceHandledThisLoop && stopAfterHandle) {
            retVal = kCFRunLoopRunHandledSource;
            } else if (timeout_context->termTSR < mach_absolute_time()) {
                retVal = kCFRunLoopRunTimedOut;
        } else if (__CFRunLoopIsStopped(rl)) {
                __CFRunLoopUnsetStopped(rl);
            retVal = kCFRunLoopRunStopped;
        } else if (rlm->_stopped) {
            rlm->_stopped = false;
            retVal = kCFRunLoopRunStopped;
        } else if (__CFRunLoopModeIsEmpty(rl, rlm, previousMode)) {
            retVal = kCFRunLoopRunFinished;
        }

    } while (0 == retVal);

    return retVal;
}

RunLoop在實際中的應(yīng)用

  1. 解決NSTimer在滑動時停止工作的問題

問題:頁面滑動時,RunLoop會切換到UITrackingRunLoopMode礁鲁,timer會停止盐欺。
解決辦法:
將timer 添加到當前RunLoop,使用CommonModes
[[NSRunLoop currentRunLoop] addTimer:timer forMode:NSRunLoopCommonModes]
注意:
NSDefaultRunLoopMode仅醇、UITrackingRunLoopMode才是真正的存在模式
NSRunLoopCommonModes并不是一個真的模式冗美,它只是一個標記
timer能在_commonModes數(shù)組中存在的模式下工作

  1. 控制線程生命周期(線程保活)
    AFNetworking就是創(chuàng)建了子線程析二,然后讓子線程一直存在于后臺粉洼,方便進行一些子線程的任務(wù),減少線程創(chuàng)建銷毀的開銷叶摄,提高性能
@interface ViewController ()
@property (strong, nonatomic) NSThread *thread;
@property (assign, nonatomic, getter=isStoped) BOOL stopped;
@end

@implementation ViewController

- (void)viewDidLoad {
    [super viewDidLoad];
    
    __weak typeof(self) weakSelf = self;
    
    self.stopped = NO;
    self.thread = [[NSThread alloc] initWithBlock:^{
        NSLog(@"%@----begin----", [NSThread currentThread]);
        
        // 往RunLoop里面添加Source\Timer\Observer
        [[NSRunLoop currentRunLoop] addPort:[[NSPort alloc] init] forMode:NSDefaultRunLoopMode];
    
        while (weakSelf && !weakSelf.isStoped) {
            [[NSRunLoop currentRunLoop] runMode:NSDefaultRunLoopMode beforeDate:[NSDate distantFuture]];
        }
        /*
         it runs the receiver in the NSDefaultRunLoopMode by repeatedly invoking runMode:beforeDate:.
         In other words, this method effectively begins an infinite loop that processes data from the run loop’s input sources and timers
        */
        // [[NSRunLoop currentRunLoop] run];
        // NSRunLoop的run方法是無法停止的属韧,它專門用于開啟一個永不銷毀的線程(NSRunLoop)
        
        NSLog(@"%@----end----", [NSThread currentThread]);
    }];
    [self.thread start];
}

- (void)touchesBegan:(NSSet<UITouch *> *)touches withEvent:(UIEvent *)event
{
    if (!self.thread) return;
    [self performSelector:@selector(test) onThread:self.thread withObject:nil waitUntilDone:NO];
}

// 子線程需要執(zhí)行的任務(wù)
- (void)test
{
    NSLog(@"%s %@", __func__, [NSThread currentThread]);
}

- (void)stop {
    if (!self.thread) return;
    
    // 在子線程調(diào)用stop(waitUntilDone設(shè)置為YES,代表子線程的代碼執(zhí)行完畢后蛤吓,這個方法才會往下走)
    [self performSelector:@selector(stopThread) onThread:self.thread withObject:nil waitUntilDone:YES];
}

// 用于停止子線程的RunLoop
- (void)stopThread
{
    // 設(shè)置標記為YES
    self.stopped = YES;
    
    // 停止RunLoop
    CFRunLoopStop(CFRunLoopGetCurrent());
    NSLog(@"%s %@", __func__, [NSThread currentThread]);
    
    // 清空線程
    self.thread = nil;
}

- (void)dealloc
{
    NSLog(@"%s", __func__);
    
    [self stop];
}
  1. 監(jiān)控應(yīng)用卡頓
  2. 性能優(yōu)化

面試題

1.runloop的內(nèi)部實用邏輯宵喂?


RunLoop的運行邏輯圖.png

2.runloop是怎么響應(yīng)用戶的操作的,具體流程是怎么樣的柱衔?
以屏幕點擊為例樊破, Source1捕捉系統(tǒng)事件愉棱,將事件包裝成事件隊列(EventQueue)唆铐,事件隊列是在Source0中處理的(Source1捕捉哲戚,Source0處理)

?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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