iOS開發-Runloop程式設計指南
驢拉磨.png
題圖：瞭解Runloop的工作機制後，我腦中就浮現了“驢拉磨”的經典畫面，Runloop不僅像驢一樣不停拉磨轉圈，而且是頭會偷懶的驢，當磨盤上沒有麥子時，它還會主動休息；而加麥子，清理麥子的過程，就是事件源與Runloop的互動過程。
Runloop在iOS和macOS系統中都是基礎的執行機制，著名的網路庫AFNetworking就使用了Runloop來保證子執行緒沒有活動時直接退出，那麼還有哪些場景需要使用Runloop又如何使用Runloop呢？
本篇將解決以下三個問題， 讓你快速瞭解Runloop的使用：
- 何時使用Runloop？
- 如何啟動Runloop？
- 如何退出Runloop？
何時使用Runloop
Runloop之所以讓人感到熟悉又陌生，原因之一就是：事實上我們幾乎不需要手動建立它！
- 由於主執行緒本身就依賴Runloop機制，所以UIApplication啟動時就已經幫我們把主Runloop啟動好了；#呼叫堆疊截圖#
- 對於子執行緒，如果輸入輸出是確定的，就不需要使用Runloop了：比如開啟一個子執行緒處理jpg影象解碼，只是傳入jpg格式的壓縮資料，得到解碼的RGB陣列，就沒有必要使用Runloop。
Runloop適用於你需要與執行緒進行互動的情況，有以下4種情形：
1. 與其他執行緒通訊。
- 使用NSPort進行執行緒之間通訊，我們經常會看到如下程式碼
[runLoop addPort:[NSMachPort port] forMode:NSDefaultRunLoopMode];
這行程式碼的目的是新增一個埠監聽這個埠的事件，使得當前執行緒不退出，NSPort是一種基於埠的執行緒間通訊方式。
- 自定義輸入源，實際上不常用，限於篇幅，這裡不展開說明。
2. 線上程上使用計時器。
使用NSTimer時，不要忘記將其加入Runloop：
[[NSRunLoop currentRunLoop] addTimer:timer forMode:NSRunLoopCommonModes];
如果不加這句，timer在ScrollView滑動時，不會執行。
3. 使用任何performSelector ...方法。
在子執行緒中使用performSelector系列方法，如：
- (id)performSelector:(SEL)aSelector withObject:(id)object;
總是在當前執行緒執行方法，注意： 不是一定在主執行緒 ，如果是主執行緒，由於已經自動建立了主Runloop，則 aSelector 會被自動執行；而如果是子執行緒，需要自行建立Runloop， 否者不會執行 。
4. 保持執行緒以執行定期任務。
當子執行緒中的任務執行完畢後，執行緒會被立刻銷燬。如果需要經常在子執行緒中執行任務，頻繁的建立和銷燬執行緒，會造成資源的浪費。這時候使用Runloop保持執行緒存活，以方便定時檢查任務執行條件。
如何啟動Runloop
有三種方法可以啟動執行迴圈：
- 無條件啟動
- 設定時限
- 在特定模式下
1. 無條件啟動
[[NSRunLoop currentRunLoop] run];
無條件地啟動執行迴圈非常簡單，但是這會將執行緒置於永久迴圈中， run後面的程式碼都不會執行 ，這使你幾乎無法控制執行迴圈本身，停止執行迴圈的唯一方法是終止它。無條件地啟動也無法指定Runloop執行模式。
2. 設定時限執行
- (void)runUntilDate:(NSDate *)limitDate；
最好的方法是使用超時值執行Runloop。使用超時值時，如果事件到達，則將該事件分派給處理程式進行處理，然後退出執行迴圈。然後，可以沒有顧慮的重新啟動執行迴圈以處理下一個事件。這樣你的程式碼就獲得一個機會做一些事件處理以外的事務，如判斷是否需要退出Runloop。
-
在特定模式下執行
除了超時值，還可以使用特定模式執行執行迴圈。
- (void)runMode:(NSString *)mode beforeDate:(NSDate *)limitDate;
實際上模式和超時值是協同工作的，模式限制將事件傳遞到Runloop的源型別，同一模式下只能執行加入到該模式的事件，但注意NSRunLoopCommonModes預設包括預設，模態和事件跟蹤模式。
這樣，無論當前Runloop切換到任意一種模式，事件都可以被執行，可以參考前面 NSTimer 的例子。
如何退出Runloop
如果子執行緒開啟了Runloop，退出執行緒時必須退出Runloop，否則會由於資源沒有釋放導致記憶體洩漏。
有兩種方法可以使執行迴圈退出：
- 強制退出。
- 利用超時使Runloop自行退出。
1. 強制退出
表面上看，我們可以直接命令Runloop退出：
void CFRunLoopStop( CFRunLoopRef rl );
但實際上，上述方法只能終止上節提到的第3種方式啟動的Runloop，建議使用NSRunLoop啟動的Runloop，不要使用CRunLoopStop()來停止，因為這是兩套函式，會有潛在的風險。
2. 利用超時使Runloop自行退出
這是推薦的退出方式，指定超時值可讓執行迴圈完成所有正常處理，包括在退出之前傳送通知。下面是AFNetworking中的一段典型用法：
while (completionCount < dispatchTarget) {
[[NSRunLoop currentRunLoop] runMode:NSDefaultRunLoopMode beforeDate:[NSDate dateWithTimeIntervalSinceNow:0.1]];
}
這樣不但正常執行了Runloop事件，也給其它邏輯程式碼執行機會。
其它“可能”的退出方法
最後討論一個退出方法，通過刪除輸入源和Timer，雖然這可以使Runloop退出，但實際操作會遇到兩個問題：
一方面系統會有預設事件源加入到Runloop，這無法控制；
另一方面，當獲得Runloop時，無法通過Runloop列出它的輸入源，比如一個加入Runloop的Timer，想要操作必須在Runloop外持有，這造成了額外的程式設計負擔。
有一種特殊情況，如上文提到的保持執行緒不被退出的方法，就必須使用移除源的方法才能退出：
- (void)removePort:(NSPort *)aPort forMode:(NSRunLoopMode)mode;
執行緒安全
最後說明一下，NSRunLoop類不是執行緒安全的，將輸入源或計時器新增到屬於不同執行緒的Runloop，可能會導致程式碼崩潰或以其它異常。如果使用NSRunLoop類來配置使用Runloop，最好的實踐就是 僅從擁有該執行迴圈的同一執行緒執行此操作 。
小結：
本文介紹了Runloop生命週期的方方面面，包括使用場景、啟動、退出的各種方法，希望通過本文能排除一些對Runloop的神祕感，實際上，Runloop是多執行緒程式設計中不可缺少的一環，只有加入了Runloop的執行緒，才有啟動、空閒、休眠、再啟動這些“常見”功能，如果你在使用Runloop中有什麼心得或疑惑，歡迎留言，我們一起探討。