解密-神秘的RunLoop
引言
一直以來RunLoop就是個神秘的領域,好多2.3年的開發者都不能準確的表述它的作用,說它神秘,其實RunLoop并沒有大家想象中的那么神秘,那么不好理解,本文就帶大家好好剖析一下”神秘的RunLoop”
什么是RunLoop
從字面上看
- 運行循環
- 跑圈
循環
基本作用
- 保持程序的持續運行(比如主運行循環)
- 處理App中的各種事件(比如觸摸事件、定時器事件、Selector事件)
- 節省CPU資源，提高程序性能：該做事時做事，該休息時休息
存在價值
沒有RunLoop
有RunLoop
主運行循環
- 第14行代碼的UIApplicationMain函數內部就啟動了一個RunLoop
- 所以UIApplicationMain函數一直沒有返回，保持了程序的持續運行
- 這個默認啟動的RunLoop是跟主線程相關聯的
RunLoop對象
- iOS中有2套API來訪問和使用RunLoop
Foundation
NSRunLoop
Core Foundation
CFRunLoopRef
- NSRunLoop和CFRunLoopRef都代表著RunLoop對象
- NSRunLoop是基于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)
RunLoop資料
- 蘋果官方文檔
https://developer.apple.com/library/mac/documentation/Cocoa/Conceptual/Multithreading/RunLoopManagement/RunLoopManagement.html
- CFRunLoopRef是開源的
http://opensource.apple.com/source/CF/CF-1151.16/
RunLoop與線程
每條線程都有唯一的一個與之對應的RunLoop對象
主線程的RunLoop已經自動創建好了，子線程的RunLoop需要主動創建
RunLoop在***次獲取時創建，在線程結束時銷毀
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相關類
- Core Foundation中關于RunLoop的5個類
CFRunLoopRef
CFRunLoopModeRef
CFRunLoopSourceRef
CFRunLoopTimerRef
CFRunLoopObserverRef
注:RunLoop如果沒有這些東西 會直接退出
CFRunLoopModeRef
- CFRunLoopModeRef代表RunLoop的運行模式
一個 RunLoop 包含若干個 Mode，每個Mode又包含若干個Source/Timer/Observer
每次RunLoop啟動時，只能指定其中一個 Mode，這個Mode被稱作 CurrentMode
如果需要切換Mode，只能退出Loop，再重新指定一個Mode進入
這樣做主要是為了分隔開不同組的Source/Timer/Observer，讓其互不影響
相關類
系統默認注冊了5個Mode:(前兩個跟***一個常用)
- kCFRunLoopDefaultMode：App的默認Mode，通常主線程是在這個Mode下運行
- UITrackingRunLoopMode：界面跟蹤 Mode，用于 ScrollView 追蹤觸摸滑動，保證界面滑動時不受其他 Mode 影響
- UIInitializationRunLoopMode: 在剛啟動 App 時第進入的***個 Mode，啟動完成后就不再使用
- GSEventReceiveRunLoopMode: 接受系統事件的內部 Mode，通常用不到
- kCFRunLoopCommonModes: 這是一個占位用的Mode，不是一種真正的Mode
CFRunLoopSourceRef
- CFRunLoopSourceRef是事件源(輸入源)
- 按照官方文檔的分類
Port-Based Sources (基于端口,跟其他線程交互,通過內核發布的消息)
Custom Input Sources (自定義)
Cocoa Perform Selector Sources (performSelector…方法)
- 按照函數調用棧的分類
Source0：非基于Port的
Source1：基于Port的
Source0: event事件，只含有回調，需要先調用CFRunLoopSourceSignal(source)，將這個 Source 標記為待處理，然后手動調用 CFRunLoopWakeUp(runloop) 來喚醒 RunLoop。
Source1: 包含了一個 mach_port 和一個回調，被用于通過內核和其他線程相互發送消息,能主動喚醒 RunLoop 的線程。
函數調用棧
函數調用棧
CFRunLoopTimerRef
- CFRunLoopTimerRef是基于時間的觸發器
- 基本上說的就是NSTimer(CADisplayLink也是加到RunLoop),它受RunLoop的Mode影響
- GCD的定時器不受RunLoop的Mode影響
CFRunLoopObserverRef
- CFRunLoopObserverRef是觀察者，能夠監聽RunLoop的狀態改變
- 可以監聽的時間點有以下幾個
使用
- - (void)observer
- {
- // 創建observer
- CFRunLoopObserverRef observer = CFRunLoopObserverCreateWithHandler(CFAllocatorGetDefault(),kCFRunLoopAllActivities, YES, 0, ^(CFRunLoopObserverRef observer, CFRunLoopActivity activity) {
- NSLog(@"----監聽到RunLoop狀態發生改變---%zd", activity);
- });
- // 添加觀察者：監聽RunLoop的狀態
- CFRunLoopAddObserver(CFRunLoopGetCurrent(), observer, kCFRunLoopDefaultMode);
- // 釋放Observer
- CFRelease(observer);
- }
特別注意
- /*
- CF的內存管理（Core Foundation）
- 1.凡是帶有Create、Copy、Retain等字眼的函數，創建出來的對象，都需要在***做一次release
- * 比如CFRunLoopObserverCreate
- 2.release函數：CFRelease(對象);
- */
RunLoop處理邏輯
– 官方版
邏輯
– 網友整理版
網友版
注:進入RunLoop前 會判斷模式是否為空,為空直接退出
RunLoop應用
- NSTimer
- ImageView顯示
- PerformSelector
- 常駐線程
- 自動釋放池
1.NSTimer(最常見RunLoop使用)
- - (void)timer
- {
- NSTimer *timer = [NSTimer timerWithTimeInterval:2.0 target:self selector:@selector(run) userInfo:nil repeats:YES];
- // 定時器只運行在NSDefaultRunLoopMode下，一旦RunLoop進入其他模式，這個定時器就不會工作
- // [[NSRunLoop currentRunLoop] addTimer:timer forMode:NSDefaultRunLoopMode];
- // 定時器只運行在UITrackingRunLoopMode下，一旦RunLoop進入其他模式，這個定時器就不會工作
- // [[NSRunLoop currentRunLoop] addTimer:timer forMode:UITrackingRunLoopMode];
- // 定時器會跑在標記為common modes的模式下
- // 標記為common modes的模式：UITrackingRunLoopMode和NSDefaultRunLoopMode兼容
- [[NSRunLoop currentRunLoop] addTimer:timer forMode:NSRunLoopCommonModes];
- }
- - (void)timer2
- {
- // 調用了scheduledTimer返回的定時器，已經自動被添加到當前runLoop中，而且是NSDefaultRunLoopMode
- NSTimer *timer = [NSTimer scheduledTimerWithTimeInterval:2.0 target:self selector:@selector(run) userInfo:nilrepeats:YES];
- // 修改模式
- [[NSRunLoop currentRunLoop] addTimer:timer forMode:NSRunLoopCommonModes];
- }
場景還原
拖拽時模式由NSDefaultRunLoopMode 進入 UITrackingRunLoopMode
此時如下圖: NSTimer 不再響應 圖片停止輪播
NSDefaultRunLoopMode模式
NSRunLoopCommonModes 模式下兩種模式都可運行
此時如下圖: NSTimer 在兩個模式下都可正常運行
2.ImageView
需求:當用戶在拖拽時(UI交互時)不顯示圖片,拖拽完成時顯示圖片
方法1 監聽UIScrollerView滾動 (通過UIScrollViewDelegate監聽,此處不再舉例)
方法2 RunLoop 設置運行模式
- // 只在NSDefaultRunLoopMode模式下顯示圖片
- [self.imageView performSelector:@selector(setImage:) withObject:[UIImage imageNamed:@"placeholder"]afterDelay:3.0 inModes:@[NSDefaultRunLoopMode]];
3.PerformSelector
inModes:設置運行模式
4.常駐線程 (重要)
應用場景:經常在后臺進行耗時操作,如:監控聯網狀態,掃描沙盒等 不希望線程處理完事件就銷毀,保持常駐狀態
***種(推薦)
開啟
- - (void)run
- {
- //addPort:添加端口(就是source) forMode:設置模式
- [[NSRunLoop currentRunLoop] addPort:[NSPort port] forMode:NSDefaultRunLoopMode];
- //啟動RunLoop
- [[NSRunLoop currentRunLoop] run];
- /*
- //另外兩種啟動方式
- [NSDate distantFuture]:遙遠的未來 這種寫法跟上面的run是一個意思
- [[NSRunLoop currentRunLoop] runMode:NSDefaultRunLoopMode beforeDate:[NSDate distantFuture]];
- 不設置模式
- [[NSRunLoop currentRunLoop] runUntilDate:[NSDate distantFuture]];
- */
- }
退出-退出當前線程
- [NSThread exit];
第二種(奇葩法)
優點:退出RunLoop比較方便-定義個標記 while(flag){…}
- - (void)run
- {
- while (1) {
- [[NSRunLoop currentRunLoop] run];
- }
- }
5.自動釋放池
在休眠前(kCFRunLoopBeforeWaiting)進行釋放,處理事件前創建釋放池,中間創建的對象會放入釋放池
特別注意:
在啟動RunLoop之前建議用 @autoreleasepool {…}包裹
意義:創建一個大釋放池,釋放{}期間創建的臨時對象,一般好的框架的作者都會這么做
- - (void)execute
- {
- @autoreleasepool {
- NSTimer *timer = [NSTimer timerWithTimeInterval:2.0 target:self selector:@selector(run) userInfo:nil repeats:YES];
- [[NSRunLoop currentRunLoop] addTimer:timer forMode:NSDefaultRunLoopMode];
- [[NSRunLoop currentRunLoop] run];
- }
- }
題外話:
以后為了增加用戶體驗 在用戶UI交互的時候 不做事件處理 我們可以把需要做的操作放到NSDefaultRunLoopMode
補充:GCD定時器
一般的NSTimer定時器因為受到RunLoop,會存在時間不準時的情況.
上文有提到GCD不受RunLoop影響,下面簡單的說一下它的使用
- /** 定時器(這里不用帶*，因為dispatch_source_t就是個類，內部已經包含了*) */
- @property (nonatomic, strong) dispatch_source_t timer;
- int count = 0;
- - (void)touchesBegan:(NSSet *)touches withEvent:(UIEvent *)event
- {
- // 獲得隊列
- // dispatch_queue_t queue = dispatch_get_global_queue(0, 0);
- dispatch_queue_t queue = dispatch_get_main_queue();
- // 創建一個定時器(dispatch_source_t本質還是個OC對象)
- self.timer = dispatch_source_create(DISPATCH_SOURCE_TYPE_TIMER, 0, 0, queue);
- // 設置定時器的各種屬性（幾時開始任務，每隔多長時間執行一次）
- // GCD的時間參數，一般是納秒 NSEC_PER_SEC（1秒 == 10的9次方納秒）
- // 何時開始執行***個任務
- // dispatch_time(DISPATCH_TIME_NOW, 3.0 * NSEC_PER_SEC) 比當前時間晚3秒
- dispatch_time_t start = dispatch_time(DISPATCH_TIME_NOW, (int64_t)(1.0 * NSEC_PER_SEC));
- uint64_t interval = (uint64_t)(1.0 * NSEC_PER_SEC);
- dispatch_source_set_timer(self.timer, start, interval, 0);
- // 設置回調
- dispatch_source_set_event_handler(self.timer, ^{
- NSLog(@"------------%@", [NSThread currentThread]);
- count++;
- // if (count == 4) {
- // // 取消定時器
- // dispatch_cancel(self.timer);
- // self.timer = nil;
- // }
- });
- // 啟動定時器
- dispatch_resume(self.timer);
- }
RunLoop面試題
經常會有喜歡裝B的面試官,面試的時候就喜歡問RunLoop,其實他真的會嗎? 說不定他自己都不太理解
下面我對有關RunLoop的面試做一個簡單的總結,也算是對全文一個總結
- 什么是RunLoop?
從字面上看:運行循環、跑圈
其實它內部就是do-while循環,在這個循環內部不斷的處理各種任務(比如Source、Timer、Observer)
一個線程對應一個RunLoop,主線程的RunLoop默認已經啟動,子線程的RunLoop需要手動啟動(調用run方法)
RunLoop只能選擇一個Mode啟動,如果當前Mode中沒有任何Soure、Timer、Observer,那么就直接退出RunLoop
- 在開發中如何使用RunLoop?什么應用場景?
- 開啟一個常駐線程(讓一個子線程不進入消亡狀態,等待其他線程發來消息,處理其他事件)
在子線程中開啟一個定時器
在子線程中進行一些長期監控
- 可以控制定時器在特定模式下執行
- 可以讓某些事件(行為、任務)在特定模式下執行
- 可以添加Observer監聽RunLoop的狀態,比如監聽點擊事件的處理(在所有點擊事件之前做一些事情)
***
之前發布的文章寫得不是很完整,我又花了兩天時間重新做了梳理,還有什么不足之處,歡迎大家指出,我會***時間更新.
