iOS – RunLoop

1.RunLoop简介

1.1 什么是RunLoop

粗略来说就是:运行循环,可以知道成一个死循环,一直在运作。

RunLoop实际上就是一个目标,那么些目的用来处理程序运行进程中出现的各类风云(触摸、提姆er、网络),从而保持线程的不停运行,而且在并未事件处理的时候,会跻身休眠,从而节省CPU资源,进步程序性能。

OSX/iOS系统中,提供了多个这样的对象:NSRunLoop 和
CFRunLoopRef。CFRunLoopRef 是在CoreFoundation 框架内的,它提供了纯 C
函数的 API,所以这个API都是现成安全的;NSRunLoop是按照 CFRunLoopRef
的包裹,提供了面向对象的API,可是那几个API不是现成安全的。

1.2 RunLoop和线程

RunLoop
和线程有很仔细的涉及,大家明白线程的义务是用来推行一个或四个特定的职务,然而在默许意况下,线程执行完之后就会退出。那时候,假使大家想让这么些线程一直去处理职责,并不脱离,所以就有了RunLoop。

  1. 一条线程对应一个RunLoop对象,可是子线程中的RunLoop默许是不运行的,须求调用RunLoop的run方法,这一个主意就是一个死循环
  2. 咱俩只可以在现阶段线程中操作当前线程的RunLoop对象;
  3. RunLoop对象是在率先次拿走RunLoop对象时成立,在线程甘休的时候销毁;
  4. 主线程RunLoop对象,系统帮大家创造好了,子线程的RunLoop对象,要求大家团结去创建。

1.3 默许景况下的主线程的RunLoop原理

我们在开行一个顺序的时候,系统会调用创建项目时自动生成的 main.m 文件:

int main(int argc, char * argv[]) {
    @autoreleasepool {
        return UIApplicationMain(argc, argv, nil, NSStringFromClass([AppDelegate class]));
    }
}

 其中 UIApplicationMain 函数内部帮大家打开了主线程的
RunLoop,UIApplicationMain 函数内部有一个有线循环的代码,上边开启
RunLoop 的代码能够省略的了解为以下代码:

int main(int argc, char * argv[]) {        
    BOOL running = YES;
    do {
        // 执行各种任务,处理各种事件
        // ......
    } while (running);

    return 0;
}

 从地点可以见见,程序一贯在 do-while 循环中进行,所以 UIApplicationMain
函数平素尚未回到,大家在运作程序将来,不会马上退出,会保持不住运行意况。

来看一张官方的 RunLoop 模型图:

图片 1

从上图中得以看来,RunLoop 就是线程中的的一个循环往复,RunLoop
在循环中会不断检测,通过 Input Source (输入源) 和 提姆(Tim)er Source(定时源)
二种事件源来等待接受事件,然后对接收到的风云通报线程处理,并在尚未事件的时候休息。

2.RunLoop相关类

下边我们来打探一下 Core Fundation 框架下,关于RunLoop 的5个类:

  1. CFRunLoopRef:代表RunLoop对象
  2. CFRunLoopModeRef:代表RunLoop的运行格局
  3. CFRunLoopSourceRef:就是RunLoop模型中提到的输入源/事件源
  4. CFRunLoop提姆erRef:就是RunLoop模型中的定时源
  5. CFRunLoopObserverRef:观看者,可以监听RunLoop的境况改变

上面是那5个类的关系图:

图片 2

经过上图,我们可以见到,一个RunLoop对象(CFRunLoopRef)包涵若干个运行形式(CFRunLoopModeRef),每一个运转格局下又包蕴着多少个输入源(CFRunLoopSourceRef),定时源(CFRunLoop提姆erRef),观察者(CFRunLoopObserverRef)

  • 历次RunLoop启动的时候,只可以指定其中的一种运行形式(CFRunLoopModeRef),那些运行格局被号称
    currentMode
  • 假设急需切换运行格局(CFRunLoopModeRef),只好退出
    RunLoop,在重复指定一个周转形式(CFRunLoopModeRef)进入
  • 如此做首假如为了分割开输入源(CFRunLoopSourceRef),定时源(CFRunLoopTimerRef),观望者(CFRunLoopObserverRef),使其不受影响

2.1 CFRunLoopRef

CFRunLoopRef 就是 Core Foundation 框架下的 RunLoop
类,大家可以通过以下方法来拿到 RunLoop 对象:

  • Core Foundation

    CFRunLoopGetCurrent(); // 获得当前线程的RunLoop对象
    CFRunLoopGetMain(); // 获得主线程的RunLoop对象

  •  Foundation

    [NSRunLoop currentRunLoop]; // 得到当前线程的RunLoop对象
    [NSRunLoop mainRunLoop]; // 得到主线程的RunLoop对象

 2.2 CFRunLoopModeRef

系统默许定义了多种运行形式:

  1. kCFRunLoopDefaultMode :
    App的默许运行形式,寻常主线程是在这几个运行情势下运作
  2. UITrackingRunLoopMode :跟踪用户的互相事件
    (用于scrollView追踪触摸滑动,有限支撑界面滑动时不受其他mode影响),只可以是触摸事件唤醒,级别最大
  3. UIInitializationRunLoopMode:在刚起步App的时候进入的率先个mode,启动达成后就不在使用
  4. GS伊芙(Eve)ntReceiveRunLoopMode:接受系统里面事件,日常用不到
  5. kCFRunLoopCommonMode:占位格局,不是一种真正的运行情势,

2.3 CFRunLoopTimerRef

CFRunLoop提姆erRef 定时源,领会为基于时间的触发器,基本上就是NS提姆(Tim)er。

 上边大家来演示下 CFRunLoopModeRef 和 CFRunLoop提姆(Tim)erRef
结合的运用用法,从而加重明白:

 – 大家先新建一个iOS项目,在Main.storyboard中拖入一个Text View。

 – 在ViewController.m 文件中参与以下代码

- (void)viewDidLoad {
    [super viewDidLoad];

    // 定义一个定时器,约定两秒之后调用self的run方法
    NSTimer *timer = [NSTimer timerWithTimeInterval:2.0 target:self selector:@selector(run) userInfo:nil repeats:YES];

    // 将定时器添加到当前RunLoop的NSDefaultRunLoopMode下
    [[NSRunLoop currentRunLoop] addTimer:timer forMode:NSDefaultRunLoopMode];
}

- (void)run
{
    NSLog(@"---run");
}

  –
然后运行,那时候大家会发觉只要我们不对模拟器进行其余操作的话,定时器会安居乐业的每隔2秒调用run
方法打印

 – 不过当大家拖动Text View 滚动时,大家发现 :run 方法不打印了,也就是说
NS提姆(Tim)er 不工作了。而当大家松手鼠标的时候, NS提姆er就又起来正常工作了。

那是因为:

  • 当我们不做其余操作的时候,RunLoop 处于 NSDefaultRunLoopMode 下
  • 而当大家拖动 Text View 的时候,RunLoop 就终止
    NSDefaultRunLoopMode,切换来了 UITrackingRunLoopMode
    形式下,这些形式下并未添加 NS提姆er,所以我们的 NS提姆(Tim)er 就不干活了
  • 但当我们放手鼠标的时候,RunLoop就寿终正寝 UITrackingRunLoopMode
    格局,又切换回 NSDefaultRunLoopMode 方式,所以 NS提姆(Tim)er
    就又开头正常办事了。

可以试着将上面代码中的:

// 将定时器添加到当前RunLoop的NSDefaultRunLoopMode下
    [[NSRunLoop currentRunLoop] addTimer:timer forMode:NSDefaultRunLoopMode];

 换成

// 将定时器添加到当前RunLoop的NSDefaultRunLoopMode下
    [[NSRunLoop currentRunLoop] addTimer:timer forMode:UITrackingRunLoopMode];

 也就是将定时器添加到当下 RunLoop 的UITrackingRunLoopMode
下,你就会发觉定时器只会在拖动 Text View
的方式下办事,而不做操作的时候,定时器就不工作。

那难道大家就不可以再那三种情势下让NS提姆er都能正常工作啊?

理所当然可以啊,那就用到了事先说的 伪格局(kCFRunLoopCommonModes)
,也得以驾驭为占位形式,那实质上不是一种真实的形式,而是一种标志方式,意思就是能够在打上Common
Modes标记的形式下运作。

那就是说此时,我们需求将 NSDefaultRunLoopMode 和 UITrackingRunLoopMode
打上标记,所以我们只要将NS提姆er 添加到当下 RunLoop 的占位形式下就可以让
NS提姆er 在不做操作和拖动 Text View 二种状态下欢快的做事了。

[[NSRunLoop currentRunLoop] addTimer:timer forMode:NSRunLoopCommonModes];

 顺便讲一下 NS提姆er 中的 scheduled提姆(Tim)erWith提姆eInterval 方法和 RunLoop
的关联:

[NSTimer scheduledTimerWithTimeInterval:2.0 target:self selector:@selector(run) userInfo:nil repeats:YES];

 那句代码调用了 scheduled提姆(Tim)er 再次回到的定时器,NS提姆(Tim)er 会自动被投入到了
RunLoop 的 NSDefaultRunLoopMode 情势下,那句代码相当于下边两句代码:

NSTimer *timer = [NSTimer timerWithTimeInterval:2.0 target:self selector:@selector(run) userInfo:nil repeats:YES];
[[NSRunLoop currentRunLoop] addTimer:timer forMode:NSDefaultRunLoopMode];

 2.4 CFRunLoopSourceRef

CFRunLoopSourceRef 是事件源,它有二种分类方法:

首先种:按照法定文档来分类(如同RunLoop模型图中那么):

  • Port-Based Sources (基于端口)
  • Custom Input Sources (自定义)
  • Cocoa Perform Selector Sources

其次种:按照函数调用栈来分类:

  • Source0:非基于Port(这是个什么?举办间通讯的轻量级的方法?),处理App内部事件、App负责管理,如UI伊芙nt、CFS
    ocket.
  • Source1:基于Port,通过基础和其余线程通讯,接收、分发系统事件

那二种分类方法实际并未不一致,只但是第一种是由此官方理论来分类,第三种是在其实使用中经过调用函数来分类、。 

下边我们举个例子大致来打听一下函数调用栈和Source:

图片 3

当大家点击蓝色区域的时候,会弹出上面的窗口,这就是点击事件爆发的函数调用栈:

图片 4

 

因此点击事件是那样来的:

  1. 先是程序启动,调用 16
    行的main函数,main函数调用15行的UIApplicationMain函数,然后径直往上调用函数,最后调用到
    0 行的BtnClick 函数,即点击函数。
  2. 再者我们可以看来11 行中有Sources0,也就是说大家点击事件是属于
    Sources0 函数的,点击事件就是在 Sources0 中拍卖的。
  3. 而有关
    Sources1,则是用来接过、分发系统事件,然后再分发到Sources0中拍卖的。

2.5 CFRunLoopObserverRef

CFRunLoopObserverRef 是观望者,用来监听RunLoop的情状改变:

typedef CF_OPTIONS(CFOptionFlags, CFRunLoopActivity) {
    kCFRunLoopEntry = (1UL << 0),               // 即将进入Loop:1
    kCFRunLoopBeforeTimers = (1UL << 1),        // 即将处理Timer:2    
    kCFRunLoopBeforeSources = (1UL << 2),       // 即将处理Source:4
    kCFRunLoopBeforeWaiting = (1UL << 5),       // 即将进入休眠:32
    kCFRunLoopAfterWaiting = (1UL << 6),        // 即将从休眠中唤醒:64
    kCFRunLoopExit = (1UL << 7),                // 即将从Loop中退出:128
    kCFRunLoopAllActivities = 0x0FFFFFFFU       // 监听全部状态改变  
};

 下边咱们由此代码来监听RunLoop中的状态改变:

  1. 添加以下代码:

    • (void)viewDidLoad {
      [super viewDidLoad];

      // 创立阅览者
      CFRunLoopObserverRef observer = CFRunLoopObserverCreateWithHandler(CFAllocatorGetDefault(), kCFRunLoopAllActivities, YES, 0, ^(CFRunLoopObserverRef observer, CFRunLoopActivity activity) {

        NSLog(@"监听到RunLoop发生改变---%zd",activity);
      

      });

      // 添加观察者到方今RunLoop中
      CFRunLoopAddObserver(CFRunLoopGetCurrent(), observer, kCFRunLoopDefaultMode);

      // 释放observer,最终添加完须求释放掉
      CFRelease(observer);
      }

 2.然后运行,看下打印结果:

2017-12-18 23:05:06.992894+0800 RunLoop[10436:1007150] 监听到RunLoop发生改变---2
2017-12-18 23:05:06.993346+0800 RunLoop[10436:1007150] 监听到RunLoop发生改变---4
2017-12-18 23:05:06.993608+0800 RunLoop[10436:1007150] 监听到RunLoop发生改变---2
2017-12-18 23:05:06.993798+0800 RunLoop[10436:1007150] 监听到RunLoop发生改变---4
2017-12-18 23:05:06.993986+0800 RunLoop[10436:1007150] 监听到RunLoop发生改变---2
2017-12-18 23:05:06.994204+0800 RunLoop[10436:1007150] 监听到RunLoop发生改变---4
2017-12-18 23:05:06.997608+0800 RunLoop[10436:1007150] 监听到RunLoop发生改变---2
2017-12-18 23:05:06.997771+0800 RunLoop[10436:1007150] 监听到RunLoop发生改变---4
2017-12-18 23:05:06.997951+0800 RunLoop[10436:1007150] 监听到RunLoop发生改变---2
2017-12-18 23:05:06.998064+0800 RunLoop[10436:1007150] 监听到RunLoop发生改变---4
2017-12-18 23:05:06.998226+0800 RunLoop[10436:1007150] 监听到RunLoop发生改变---2
2017-12-18 23:05:06.998342+0800 RunLoop[10436:1007150] 监听到RunLoop发生改变---4
2017-12-18 23:05:06.999366+0800 RunLoop[10436:1007150] 监听到RunLoop发生改变---2
2017-12-18 23:05:06.999518+0800 RunLoop[10436:1007150] 监听到RunLoop发生改变---4
2017-12-18 23:05:06.999653+0800 RunLoop[10436:1007150] 监听到RunLoop发生改变---2
2017-12-18 23:05:06.999757+0800 RunLoop[10436:1007150] 监听到RunLoop发生改变---4
2017-12-18 23:05:07.002657+0800 RunLoop[10436:1007150] 监听到RunLoop发生改变---2
2017-12-18 23:05:07.003307+0800 RunLoop[10436:1007150] 监听到RunLoop发生改变---4
2017-12-18 23:05:07.067024+0800 RunLoop[10436:1007150] 监听到RunLoop发生改变---2
2017-12-18 23:05:07.067467+0800 RunLoop[10436:1007150] 监听到RunLoop发生改变---4
2017-12-18 23:05:07.068242+0800 RunLoop[10436:1007150] 监听到RunLoop发生改变---32
2017-12-18 23:05:07.248755+0800 RunLoop[10436:1007150] 监听到RunLoop发生改变---64

 可以看出RunLoop的场馆在不停的更改,最后成为了状态
32,也就是快要进入睡眠情形,表明RunLoop之后就会跻身睡眠情状。

3. RunLoop 原理

上面,大家来明白下RunLoop的周转逻辑了:

图片 5

那张图对于我们清楚RunLoop很有扶持,上面大家说下官方文档给我们的RunLoop逻辑:

在每一回运行开启RunLoop的时候,所在线程的RunLoop会自动处理从前未处理的事件,并且通告相关的观看者:

  1. 通报观察者RunLoop已经启动
  2. 布告观望者即将要从头的定时器
  3. 通知寓目者任何即将启动的非基于端口的源
  4. 启航任何准备好的非基于端口的源
  5. 若果依据端口的源准备好并处于等候状态,立时启动,并跻身步骤9
  6. 通报寓目者线程进入休眠状态
  7. 将线程置于休眠直到任一上面的风浪暴发:某一轩然大波到达基于端口的源 –
    定时器启动 – RunLoop设置的光阴已经晚点 – RunLoop被出示唤醒
  8. 通报观察者线程将被提醒
  9. 处理未处理的事件 –
    倘诺用户定义的定时器启动,处理定时器事件因人而异启RunLoop,进入步骤2  –
    如若输入源启动,传递相应的信息 –
    如果RunLoop被出示唤醒而且时间还没超时,重启RunLoop,进入步骤2
  10. 公告观看者RunLoop为止。

4 使用情况

4.1 后台常驻线程(很常用)

大家在开发顺序的进度中,假诺后台操作尤其频仍,平日会在子线程做一些耗时操作(下载文件、后台播放音乐等),大家最好能让这条线程永远常驻内存。

那么肿么办吗?

添加一条用于常驻内存的强引用的子线程,在该线程的RunLoop下添加一个
Sources,开启 RunLoop。

- (void)viewDidLoad {
    [super viewDidLoad];

    // 创建线程,并调用run1方法执行任务
    self.thread = [[NSThread alloc] initWithTarget:self selector:@selector(run1) object:nil];
    // 开启线程
    [self.thread start];    
}

- (void) run1
{
    // 这里写任务
    NSLog(@"----run1-----");

    // 添加下边两句代码,就可以开启RunLoop,之后self.thread就变成了常驻线程,可随时添加任务,并交于RunLoop处理
    [[NSRunLoop currentRunLoop] addPort:[NSPort port] forMode:NSDefaultRunLoopMode];
    [[NSRunLoop currentRunLoop] run];

    // 测试是否开启了RunLoop,如果开启RunLoop,则来不了这里,因为RunLoop开启了循环。
    NSLog(@"未开启RunLoop");
}

 运行之后发现打印了 —run1— ,而未开启RunLoop则未打印。

那般大家就开启了一条常驻线程,如若大家再去添加别的义务的时候,—run1—还会两次三番打印,那就贯彻了常驻线程的急需。