OC-RunLoop深入了解
1.什么是RunLoop
RunLoop的字面意思是运行循环，是在程序在运行过程中保持循环做一些事情，也就是保持程序的持续运行。每条线程都有唯一的一个与之对应的runloop对象，主线程的Runloop已经自己创建好，子线程的runloop需要主动创建。RunLoop在第一次获取时创建，在线程结束时销毁。主线程的runloop是默认开启的，iOS应用程序里面，程序启动后会调用main函数，main函数会调用UIApplicationMain（）函数，这个方法的主线程会设置一个runloop对象。
2.应用范畴
- 定时器
- PerformSelector
- GCD ASYN MAIN QUEUE
- 事件响应、手势识别、界面刷新
- 网络请求
- 自动释放池
3.RunLoop的主要作用
- 保持程序的持续运行；
- 处理App中的各种事件（比如：触摸事件、定时器事件、Selector事件）
- 节省CPU资源，提高程序性能：该做事时做事，该休息时休息
4.RunLoop的获取
@property (class, readonly, strong) NSRunLoop *currentRunLoop;
@property (class, readonly, strong) NSRunLoop *mainRunLoop API_AVAILABLE(macos(10.5), ios(2.0), watchos(2.0), tvos(9.0));
5.RunLoop与线程的关系
- 每条线程都有唯一一个与之对应的RunLoop对象
- RunLoop保存在一个全局的Dictionary里，线程作为key，RunLoop作为value
- 线程刚创建时并没有RunLoop对象，RunLoop会在第一次获取它时创建
- RunLoop会在线程结束时自动销毁
- 主线程的RunLoop已经默认获取并开启，子线程是 默认没有开启RunLoop
6.RunLoop的模式
- NSDefaultRunLoopMode 默认状态，空间状态，默认主线程在此mode下
- UITrackingRunLoopMode 滑动ScrollView
- UIInitializationRunLoopMode 私有，App启动时使用，启动后就不在使用
- NSRunLoopCommonModes 这是一个占位用的mode，作为标记defalt和tracking的mode用
- GSEventReceiveRunLoopMode 接受系统事件的内部Mode，通常用不到
7.RunLoop相关的类
- CFRunLoopRef：runloop
- CFRunLoopModeRef：runloop的运行模式
- CFRunLoopSourceRef：事件产生的地方
- CFRunLoopTimerRef：基于事件的触发器
- CGRunLoopObserverRef：观察者，每个Observer都包含了一个回调，当RunLoop的状态发生变化时，观察者就能通过回调接收到这个变化
这五个类的关系如下图：
RunLoop启动时只能选择一个Mode，作为currentMode，如果需要切换mode，需要退出当前的RunLoop，重新选择一个mode进入。如果RunLoop没有任何的sources0、source1、timer、observer，那么RunLoop会马上退出。
sources0：包含触摸事件处理、performSelector:OnThread
sources1：基于Port端口的线程间通信、系统事件的捕捉（触摸事件是由source1捕捉，包装成事件由source0来处理）
timer：NSTimer、performSelector:withObject:afterDelay:
observer：用于监听RunLoop状态、UI刷新（beforwaiting）、自动释放池（beforewaiting）
8.CGRunLoopObserverRef相关的状态
观测的时间点有这几个：
- kCFRunLoopEntry = (1UL << 0), 即将进入Loop
- kCFRunLoopBeforeTimers = (1UL << 1), 即将处理 Timer
- kCFRunLoopBeforeSources = (1UL << 2), 即将处理 Source
- kCFRunLoopBeforeWaiting = (1UL << 5), 即将进入休眠
- kCFRunLoopAfterWaiting = (1UL << 6), 刚从休眠中唤醒
- kCFRunLoopExit = (1UL << 7), 即将退出Loop
- kCFRunLoopAllActivities = 0x0FFFFFFFU 监听全部状态改变
监听runloop的observer的状态如下：
#import "ViewController.h"
@interface ViewController ()
@end
@implementation ViewController
void observeRunLoopActicities(CFRunLoopObserverRef observer, CFRunLoopActivity activity, void *info)
{
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;
}
}
- (void)viewDidLoad {
[super viewDidLoad];
// 创建Observer
CFRunLoopObserverRef observer = CFRunLoopObserverCreate(kCFAllocatorDefault, kCFRunLoopAllActivities, YES, 0, observeRunLoopActicities, NULL);
// 添加Observer到RunLoop中
CFRunLoopAddObserver(CFRunLoopGetMain(), observer, kCFRunLoopCommonModes);
// 释放
CFRelease(observer);
}
@end
通过上面的代码，可以了解runloop模式的切换，以及可以添加定时器查看模式的切换。
9.RunLoop的运行逻辑
注意：GCD很多时候是不依赖与RunLoop来实现的，当在子线程做耗时操作，在主线程刷新时，才会依赖于RunLoop来实现。
查看源码的大概逻辑如下：
当runloop休眠的时候，是从用户态切换到了内核态，当有消息唤醒时，就从内核态再切换到用户态中。
10.RunLoop与NSTimer的关系
NSTimer创建之后，需要添加到Runloop中才会工作，RunLoop的主线程默认是默认的模式，而子线程的RunLoop是默认没有开启的。
+ (NSTimer *)scheduledTimerWithTimeInterval:(NSTimeInterval)ti target:(id)aTarget selector:(SEL)aSelector userInfo:(nullable id)userInfo repeats:(BOOL)yesOrNo//如果想利用上面的那种方法，修改运行模式，可修改成如下
NSTimer *timer = [NSTimer scheduledTimerWithTimeInterval:2.0 target:self selector:@selector(run) userInfo:nil repeats:YES];
[[NSRunLoop currentRunLoop] addTimer:timer forMode:UITrackingRunLoopMode];如果定时器添加到主线程中，则不需要开始runloop，定时器就可以工作，但是如果，直接添加到子线程中，需要手动开启：
- (void)touchesBegan:(NSSet *)touches withEvent:(UIEvent *)event {
[self performSelectorInBackground:@selector(RunLoopModeAndTimer) withObject:nil];
}
- (void)RunLoopModeAndTimer {
//该方法内部会自动创建的定时器对象添加到当前的runloop，并且指定运行模式为默认
[NSTimer scheduledTimerWithTimeInterval:2.0 target:self selector:@selector(run) userInfo:nil repeats:YES];
[[NSRunLoop currentRunLoop] run]; //如果不加这一步，点击界面时，定时器是不工作的，因为定时器对象添加到当前的runloop中，而当前的runloop在子线程中；子线程中的runloop需要手动创建，所以此时定时器不工作。
}
- (void)run {
NSLog(@"run----%@", [NSRunLoop currentRunLoop].currentMode);
} 11.RunLoop的线程保活（常驻线程）
正如上文所说，runLoop与线程是一一对应的关系，如果线程结束，而且RunLoop没有任何的sources0、source1、timer、observer，那么RunLoop会马上退出；如果想让RunLoop不要立马退出，那么就需要添加事件源，RunLoop本身提供了添加事件源的接口，如下：
- (void)addTimer:(NSTimer *)timer forMode:(NSRunLoopMode)mode;
- (void)addPort:(NSPort *)aPort forMode:(NSRunLoopMode)mode;
- (void)removePort:(NSPort *)aPort forMode:(NSRunLoopMode)mode;一般情况下，我们会选择 - (void)addPort:(NSPort *)aPort forMode:(NSRunLoopMode)mode; 这种方法来为线程保活。如果我们在子线程开启一个RunLoop，那么我们不应该调用runloop的run方法，这种开发runloop的方法是无法停止runloop的。
11.1 三种启动RunLoop的方式
通过[NSRunLoop currentRunLoop]或者CFRunLoopGetCurrent()可以获取当前线程的runloop。
启动一个runloop有以下三种方法：
- (void)run;
- (void)runUntilDate:(NSDate *)limitDate；
- (void)runMode:(NSString *)mode beforeDate:(NSDate *)limitDate;
这三种方式无论通过哪一种方式启动runloop，如果没有一个输入源或者timer附加于runloop上，runloop就会立刻退出。
(1) 第一种方式，runloop会一直运行下去，在此期间会处理来自输入源的数据，并且会在NSDefaultRunLoopMode模式下重复调用runMode:beforeDate:方法；
(2) 第二种方式，可以设置超时时间，在超时时间到达之前，runloop会一直运行，在此期间runloop会处理来自输入源的数据，并且也会在NSDefaultRunLoopMode模式下重复调用runMode:beforeDate:方法；
(3) 第三种方式，runloop会运行一次，超时时间到达或者第一个input source被处理，则runloop就会退出。
前两种启动方式会重复调用runMode:beforeDate:方法。
11.2 退出RunLoop的方式
第一种启动方式的退出方法
文档说，如果想退出runloop，不应该使用第一种启动方式来启动runloop。
如果runloop没有input sources或者附加的timer，runloop就会退出。
虽然这样可以将runloop退出，但是苹果并不建议我们这么做，因为系统内部有可能会在当前线程的runloop中添加一些输入源，所以通过手动移除input source或者timer这种方式，并不能保证runloop一定会退出。
第二种启动方式runUntilDate:
可以通过设置超时时间来退出runloop。
第三种启动方式runMode:beforeDate:
通过这种方式启动，runloop会运行一次，当超时时间到达或者第一个输入源被处理，runloop就会退出。
如果我们想控制runloop的退出时机，而不是在处理完一个输入源事件之后就退出，那么就要重复调用runMode:beforeDate:，
具体可以参考苹果文档给出的方案，如下：
NSRunLoop *myLoop = [NSRunLoop currentRunLoop];
myPort = (NSMachPort *)[NSMachPort port];
[myLoop addPort:_port forMode:NSDefaultRunLoopMode];
BOOL isLoopRunning = YES; // global
while (isLoopRunning && [myLoop runMode:NSDefaultRunLoopMode beforeDate:[NSDate distantFuture]]);
//关闭runloop的地方
- (void)quitLoop
{
isLoopRunning = NO;
CFRunLoopStop(CFRunLoopGetCurrent());
}
11.3 总之
如果不想退出runloop可以使用第一种方式启动runloop；
使用第二种方式启动runloop，可以通过设置超时时间来退出；
使用第三种方式启动runloop，可以通过设置超时时间或者使用CFRunLoopStop方法来退出。
11.4 代码演示
#import "ViewController.h"
#import "YZThread.h"
@interface ViewController ()
@property (nonatomic, strong) YZThread *thread;
@property (nonatomic, assign) BOOL isStop;
@end
@implementation ViewController
- (void)viewDidLoad {
[super viewDidLoad];
__weak typeof(self) weakSelf = self;
self.thread = [[YZThread alloc] initWithBlock:^{
NSLog(@"begin----");
[[NSRunLoop currentRunLoop] addPort:[NSPort port] forMode:NSDefaultRunLoopMode];
while (!weakSelf.isStop){
NSLog(@"------");
[[NSRunLoop currentRunLoop] runMode:NSDefaultRunLoopMode beforeDate:[NSDate distantFuture]];
}
NSLog(@"end----");
}];
[self.thread start];
}
- (IBAction)gotoView:(id)sender {
ViewController *vc = [[ViewController alloc] init];
[self.navigationController pushViewController:vc animated:YES];
}
- (void)touchesBegan:(NSSet *)touches withEvent:(UIEvent *)event {
[self performSelector:@selector(test2) onThread:self.thread withObject:nil waitUntilDone:NO];
}
- (void)test2 {
NSLog(@"打印线程 - %@", [NSThread currentThread]);
}
- (void)stop {
self.isStop = YES;
CFRunLoopStop(CFRunLoopGetCurrent());
}
- (void)willMoveToParentViewController:(UIViewController *)parent {
if (parent == nil) {
[self performSelector:@selector(stop) onThread:self.thread withObject:nil waitUntilDone:YES];
}
}
- (void)dealloc {
NSLog(@"viewcontroller --- dealloc");
}
@end 需要注意的是，如果在线程中开启了一个runloop那么就需要查看是否释放内存了。这种方式容易造成内存泄漏或者循环引用，内存一直不释放。
另外，开启runloop时，如果选择NSRunLoopCommonModes 这种模式，那么runloop就是一直在工作，而且程序会卡死！！！只能选中一种模式进入！！！