iOS學習——淺談RunLoop

RunLoop · 發表 2018-10-11 16:06:00

摘要： RunLoop的字面意思是執行迴圈、跑圈，一個App啟動後能一直執行，就是因為啟動後進入了一個迴圈，在這個迴圈中不斷監聽各種狀態、手勢動作，並做出相應的響應。這個迴圈就是我們今天要探究的RunLoop。 1 RunLoop基礎 1.1 RunLoop的基本作用 ...

RunLoop的字面意思是執行迴圈、跑圈，一個App啟動後能一直執行，就是因為啟動後進入了一個迴圈，在這個迴圈中不斷監聽各種狀態、手勢動作，並做出相應的響應。這個迴圈就是我們今天要探究的RunLoop。

1 RunLoop基礎

1.1 RunLoop的基本作用

保持程式的持續執行(ios程式為什麼能一直活著不會死)
處理app中的各種事件（比如觸控事件、定時器事件【NSTimer】、selector事件【選擇器·performSelector···】）
節省CPU資源，提高程式效能，有事情就做事情，沒事情就休息

1.2 關於RunLoop的幾點說明

如果沒有Runloop,那麼程式一啟動就會退出，什麼事情都做不了。
如果有了Runloop，那麼相當於在內部有一個死迴圈，能夠保證程式的持續執行
main函式中的Runloop
- a 在UIApplication函式內部就啟動了一個Runloop 該函式返回一個int型別的值
- b 這個預設啟動的Runloop是跟主執行緒相關聯的

1.3 RunLoop物件

在iOS開發中有兩套api來訪問Runloop
- foundation框架【NSRunloop】
- core foundation框架【CFRunloopRef】
NSRunLoop和CFRunLoopRef都代表著RunLoop物件,它們是等價的，可以互相轉換
NSRunLoop是基於CFRunLoopRef的一層OC包裝，所以要了解RunLoop內部結構，需要多研究CFRunLoopRef層面的API（Core Foundation層面）

1.4 RunLoop與執行緒

Runloop和執行緒的關係：
- 一個Runloop對應著一條唯一的執行緒
- 問題：如何讓子執行緒不死回答：給這條子執行緒開啟一個Runloop
Runloop的建立：主執行緒Runloop已經建立好了，子執行緒的runloop需要手動建立
Runloop的生命週期：在第一次獲取時建立，線上程結束時銷燬

1.5 獲取Runloop物件

/*1.獲得當前Runloop物件*/
//01 NSRunloop
NSRunLoop * runloop1 = [NSRunLoop currentRunLoop];
//02 CFRunLoopRef
CFRunLoopRef runloop2 =CFRunLoopGetCurrent();

/*2.拿到當前應用程式的主Runloop（主執行緒對應的Runloop）*/
//01 NSRunloop
NSRunLoop * runloop1 = [NSRunLoop mainRunLoop];
//02 CFRunLoopRef
CFRunLoopRef runloop2 =CFRunLoopGetMain();

/*3.注意點：開一個子執行緒建立runloop,不是通過alloc init方法建立，而是直接通過呼叫currentRunLoop方法來建立，它本身是一個懶載入的。
4.在子執行緒中，如果不主動獲取Runloop的話，那麼子執行緒內部是不會建立Runloop的。可以下載CFRunloopRef的原始碼，搜尋_CFRunloopGet0,檢視程式碼。
5.Runloop物件是利用字典來進行儲存，而且key是對應的執行緒Value為該執行緒對應的Runloop。*/

2 RunLoop相關類

2.1 Runloop執行原理圖

線上程中開啟RunLoop後，系統會進入一個死迴圈，這個迴圈在有事件觸發時（觸控事件、定時器事件【NSTimer】、selector事件【選擇器·performSelector···】等）就工作，沒事情就休息，提高程式效能，節省CPU資源，示意圖如下。

2.2 RunLoop相關的 5個類

CFRunloopRef
CFRunloopModeRef【Runloop的執行模式】
CFRunloopSourceRef【Runloop要處理的事件源】
CFRunloopTimerRef【Timer事件】
CFRunloopObserverRef【Runloop的觀察者（監聽者）】

Runloop要想跑起來，它的內部必須要有一個mode,這個mode裡面必須有source\observer\timer，至少要有其中的一個。

2.2.1 CFRunloopModeRef

CFRunloopModeRef代表著Runloop的執行模式
一個Runloop中可以有多個mode,一個mode裡面又可以有多個source\observer\timer等等
每次runloop啟動的時候，只能指定一個mode,這個mode被稱為該Runloop的當前mode
如果需要切換mode,只能先退出當前Runloop,再重新指定一個mode進入，這樣做主要是為了分割不同組的定時器等，讓他們相互之間不受影響
系統預設註冊了5個mode
- a.kCFRunLoopDefaultMode：App的預設Mode，通常主執行緒是在這個Mode下執行
- b.UITrackingRunLoopMode：介面跟蹤 Mode，用於 ScrollView 追蹤觸控滑動，保證介面滑動時不受其他 Mode 影響
- c.UIInitializationRunLoopMode: 在剛啟動 App 時第進入的第一個 Mode，啟動完成後就不再使用
- d.GSEventReceiveRunLoopMode: 接受系統事件的內部 Mode，通常用不到
- e.kCFRunLoopCommonModes: 這是一個佔位用的Mode，不是一種真正的Mode

2.2.2 CFRunloopTimerRef：基於時間觸發一個操作。基本上說的就是NSTimer

NSTimer在實際開發中會出現不準的情況，出現這種情況的主要是NSTimer的初始化有兩種方法如下，然後第一種方法會自動新增到當前的RunLoop中，並且RunLoop的執行模式mode設定為kCFRunLoopDefaultMode，這種模式在介面被拖拽時執行mode變為UITrackingRunLoopMode，這時候defaultmode下的定時器就會停止工作，所以在介面拖拽時定時器不計時，導致計時不準。

+ (NSTimer *)scheduledTimerWithTimeInterval:(NSTimeInterval)interval repeats:(BOOL)repeats block:(void (^)(NSTimer *timer))block;

+ (NSTimer *)timerWithTimeInterval:(NSTimeInterval)interval repeats:(BOOL)repeats block:(void (^)(NSTimer *timer))block;

解決上述所說的定時器不準的方案是設定RunLoop的工作mode為 kCFRunLoopCommonModes ，這種模式可以在多種mode下都進行工作。

/*
說明：
（1）runloop一啟動就會選中一種模式，當選中了一種模式之後其它的模式就都不鳥。一個mode裡面可以新增多個NSTimer,也就是說以後當建立NSTimer的時候，可以指定它是在什麼模式下執行的。
（2）它是基於時間的觸發器，說直白點那就是時間到了我就觸發一個事件，觸發一個操作。基本上說的就是NSTimer
（3）相關程式碼
*/
- (void)timer2 {
//NSTimer 呼叫了scheduledTimer方法，那麼會自動新增到當前的runloop裡面去，而且runloop的執行模式kCFRunLoopDefaultMode
NSTimer *timer = [NSTimer scheduledTimerWithTimeInterval:2.0 target:self selector:@selector(run) userInfo:nil repeats:YES];

//更改模式
[[NSRunLoop currentRunLoop] addTimer:timer forMode:NSRunLoopCommonModes];
}

- (void)timer1 {
//[NSTimer scheduledTimerWithTimeInterval:2.0 target:self selector:@selector(run) userInfo:nil repeats:YES];
NSTimer *timer = [NSTimer timerWithTimeInterval:2.0 target:self selector:@selector(run) userInfo:nil repeats:YES];

//定時器新增到UITrackingRunLoopMode模式，一旦runloop切換模式，那麼定時器就不工作
//[[NSRunLoop currentRunLoop] addTimer:timer forMode:UITrackingRunLoopMode];

//定時器新增到NSDefaultRunLoopMode模式，一旦runloop切換模式，那麼定時器就不工作
//[[NSRunLoop currentRunLoop] addTimer:timer forMode:NSDefaultRunLoopMode];

//佔位模式：common modes標記
//被標記為common modes的模式 kCFRunLoopDefaultModeUITrackingRunLoopMode
[[NSRunLoop currentRunLoop] addTimer:timer forMode:NSRunLoopCommonModes];

//NSLog(@"%@",[NSRunLoop currentRunLoop]);
}

- (void)run {
NSLog(@"---run---%@",[NSRunLoop currentRunLoop].currentMode);
}

- (IBAction)btnClick {
NSLog(@"---btnClick---");
}

GCD中的定時器的使用

//0.建立一個佇列
dispatch_queue_t queue = dispatch_get_global_queue(0, 0);

//1.建立一個GCD的定時器
/*
第一個引數：說明這是一個定時器
第四個引數：GCD的回撥任務新增到那個佇列中執行，如果是主佇列則在主執行緒執行
*/
dispatch_source_t timer = dispatch_source_create(DISPATCH_SOURCE_TYPE_TIMER, 0, 0, queue);

//2.設定定時器的開始時間，間隔時間以及精準度

//設定開始時間，三秒鐘之後呼叫
dispatch_time_t start = dispatch_time(DISPATCH_TIME_NOW,3.0 *NSEC_PER_SEC);
//設定定時器工作的間隔時間
uint64_t intevel = 1.0 * NSEC_PER_SEC;

/*
第一個引數：要給哪個定時器設定
第二個引數：定時器的開始時間DISPATCH_TIME_NOW表示從當前開始
第三個引數：定時器呼叫方法的間隔時間
第四個引數：定時器的精準度，如果傳0則表示採用最精準的方式計算，如果傳大於0的數值，則表示該定時切換i可以接收該值範圍內的誤差，通常傳0
該引數的意義：可以適當的提高程式的效能
注意點：GCD定時器中的時間以納秒為單位（面試）
*/

dispatch_source_set_timer(timer, start, intevel, 0 * NSEC_PER_SEC);

//3.設定定時器開啟後回撥的方法
/*
第一個引數：要給哪個定時器設定
第二個引數：回撥block
*/
dispatch_source_set_event_handler(timer, ^{
NSLog(@"------%@",[NSThread currentThread]);
});

//4.執行定時器
dispatch_resume(timer);

//注意：dispatch_source_t本質上是OC類，在這裡是個區域性變數，需要強引用
self.timer = timer;

2.2.3 CFRunloopSourceRef

CFRunloopSourceRef是事件源也就是輸入源，有兩種分類模式；一種是按照蘋果官方文件進行劃分的，另一種是基於函式的呼叫棧來進行劃分的（source0和source1）。

（1）以前的分法

- Port-Based Sources
- Custom Input Sources Cocoa
- Perform Selector Sources

（2）現在的分法 Source0：非基於Port的； Source1：基於Port的

可以通過打斷點的方式檢視一個方法的函式呼叫棧

2.2.4 CFRunLoopObserverRef

（1）CFRunLoopObserverRef是觀察者，能夠監聽RunLoop的狀態改變

（2）如何監聽

//建立一個runloop監聽者
CFRunLoopObserverRef observer = CFRunLoopObserverCreateWithHandler(CFAllocatorGetDefault(),kCFRunLoopAllActivities, YES, 0, ^(CFRunLoopObserverRef observer, CFRunLoopActivity activity) {

NSLog(@"監聽runloop狀態改變---%zd",activity);
});

//為runloop新增一個監聽者
CFRunLoopAddObserver(CFRunLoopGetCurrent(), observer, kCFRunLoopDefaultMode);

CFRelease(observer);

（3）監聽的狀態

typedef CF_OPTIONS(CFOptionFlags, CFRunLoopActivity) {
kCFRunLoopEntry = (1UL << 0),//即將進入Runloop
kCFRunLoopBeforeTimers = (1UL << 1),//即將處理NSTimer
kCFRunLoopBeforeSources = (1UL << 2),//即將處理Sources
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runloop
kCFRunLoopAllActivities = 0x0FFFFFFFU//所有狀態改變
};