小碼哥iOS學習筆記第十七天: Runloop基本認識

1、什麼是Runloop

• 顧名思義, Runloop就是運行循環, 在程序運行過程當中循環作一些事情

• 應用範疇

  • 定時器（Timer）、PerformSelector
  • GCD Async Main Queue
  • 事件響應、手勢識別、界面刷新
  • 網絡請求
  • AutoreleasePool

• 一個OC程序, main函數是這樣的

#import <UIKit/UIKit.h>
#import "AppDelegate.h"

int main(int argc, char * argv[]) {
    @autoreleasepool {
        return UIApplicationMain(argc, argv, nil, NSStringFromClass([AppDelegate class]));
    }
}
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• 程序打開後, 會一直運行

• 若是沒有Runloop, main函數返回0

#import <UIKit/UIKit.h>
#import "AppDelegate.h"

int main(int argc, char * argv[]) {
    @autoreleasepool {
        return 0;
    }
}
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• 此時程序打開後, 會直接關閉, 沒法一直運行

• 因此能夠寫出Runloop的僞代碼, 以下圖所示

• do-while是一個死循環, 當沒有任何消息發生的時候, 程序處於睡眠狀態等待消息發生
• 當消息產生後, 就會處理消息, 接着繼續睡眠等待, 程序並不會立刻退出，而是保持運行狀態

RunLoop的基本做用
保持程序的持續運行
處理App中的各類事件（好比觸摸事件、定時器事件等）
節省CPU資源，提升程序性能：該作事時作事，該休息時休息
......
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2、Runloop對象

• 在iOS中, 有兩套API來訪問和使用Runloop
  • Foundation: NSRunLoop
  • Core Foundation: CFRunLoopRef
• NSRunLoop和CFRunLoopRef都表明着RunLoop對象
  • NSRunLoop是基於CFRunLoopRef的一層OC封裝
  • CFRunLoopRef是開源的 opensource.apple.com/tarballs/CF…

3、RunLoop與線程

• 每條線程都有惟一的一個與之對應的RunLoop對象
• RunLoop保存在一個全局的Dictionary裏, 線程做爲key, RunLoop對象作爲Value
• 線程剛建立時並無RunLoop對象, RunLoop會在第一次獲取它時建立
• RunLoop會在線程結束時銷燬
• 主線程的RunLoop已經自動獲取(建立), 子線程默認沒有開啓RunLoop

4、獲取RunLoop對象

• 能夠經過Foundation和Core Foundation來獲取RunLoop

一、Foundation

• 獲取當前線程的RunLoop

[NSRunLoop currentRunLoop];
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• 獲取主線程的RunLoop

[NSRunLoop mainRunLoop];
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二、Core Foundation

• 獲取當前線程的RunLoop

CFRunLoopGetCurrent()
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• 獲取主線程的RunLoop

CFRunLoopGetMain()
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5、RunLoop相關的類

• RunLoop相關的類有五個

CFRunLoopRef
CFRunLoopModeRef
CFRunLoopSourceRef
CFRunLoopTimerRef
CFRunLoopObserverRef
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• CFRunLoopRef實際類型是__CFRunLoop

• 主要成員結構有下面幾個

typedef struct CF_BRIDGED_MUTABLE_TYPE(id) __CFRunLoop * CFRunLoopRef;
struct __CFRunLoop {
    pthread_t _pthread;
    CFMutableSetRef _commonModes;
    CFMutableSetRef _commonModeItems;
    CFRunLoopModeRef _currentMode;
    CFMutableSetRef _modes;
};
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• _modes中存放的是CFRunLoopModeRef類型數據, 其中就有_currentMode, 只不過_currentMode是當前使用的mode

• CFRunLoopModeRef的結構以下

• 主要成員變量有下面幾個

typedef struct __CFRunLoopMode *CFRunLoopModeRef;
struct __CFRunLoopMode {
    CFStringRef _name;
    CFMutableSetRef _sources0;
    CFMutableSetRef _sources1;
    CFMutableArrayRef _observers;
    CFMutableArrayRef _timers;
};
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• 其中的_sources0和_sources1是CFRunLoopSourceRef類型數據
• 其中的_observers是CFRunLoopObserverRef類型數據
• 其中的_timers是CFRunLoopTimerRef類型數據

6、CFRunLoopModeRef

• CFRunLoopModeRef表明RunLoop的運行模式
• 一個RunLoop包含若干個Mode，每一個Mode又包含若干個Source0/Source1/Timer/Observer
• RunLoop啓動時只能選擇其中一個Mode，做爲currentMode
• 若是須要切換Mode，只能退出當前Loop，再從新選擇一個Mode進入
  • 不一樣組的Source0/Source1/Timer/Observer能分隔開來，互不影響
• 若是Mode裏沒有任何Source0/Source1/Timer/Observer，RunLoop會立馬退出

常見的兩種CFRunLoopModeRef

• kCFRunLoopDefaultMode（NSDefaultRunLoopMode）: App的默認Mode，一般主線程是在這個Mode下運行
• UITrackingRunLoopMode: 界面跟蹤 Mode，用於 ScrollView 追蹤觸摸滑動，保證界面滑動時不受其餘 Mode 影響

7、RunLoop的運行邏輯

• Source0
  • 觸摸事件處理
  • performSelector:onThread:
• Source1
  • 基於Port的線程間通訊
  • 系統事件捕捉
• Timers
  • NSTimer
  • performSelector:withObject:afterDelay:
• Observers
  • 用於監聽RunLoop的狀態
  • UI刷新（BeforeWaiting）
  • Autorelease pool（BeforeWaiting）
• 能夠打印, 當手指點擊屏幕時函數的調用棧

• 能夠看到屏幕觸摸事件是Source0處理的

8、監聽RunLoop狀態

• 咱們能夠經過給RunLoop添加Observer的方式監聽RunLoop的狀態, 使用下面這個函數

/** 給RunLoop添加Observer @param rl 目標RunLoop @param observer 須要添加的Observer @param mode 監聽狀態 */
void CFRunLoopAddObserver(CFRunLoopRef rl, CFRunLoopObserverRef observer, CFRunLoopMode mode);
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• 能夠經過下面的函數建立Observer

/**
 建立Observer

 @param allocator 分配器
 @param activities 須要監聽的狀態
 @param repeats 是否重複監聽
 @param order 順序
 @param callout 回調函數
 @param context 附加對象
 @return 建立好的Observer
 */
CF_EXPORT CFRunLoopObserverRef CFRunLoopObserverCreate(CFAllocatorRef allocator, CFOptionFlags activities, Boolean repeats, CFIndex order, CFRunLoopObserverCallBack callout, CFRunLoopObserverContext *context);
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• RunLoop的狀態有下面幾種

/* Run Loop Observer Activities */
typedef CF_OPTIONS(CFOptionFlags, CFRunLoopActivity) {
    kCFRunLoopEntry = (1UL << 0),
    kCFRunLoopBeforeTimers = (1UL << 1),
    kCFRunLoopBeforeSources = (1UL << 2),
    kCFRunLoopBeforeWaiting = (1UL << 5),
    kCFRunLoopAfterWaiting = (1UL << 6),
    kCFRunLoopExit = (1UL << 7),
    kCFRunLoopAllActivities = 0x0FFFFFFFU
};
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一、監聽點擊事件

• 建立一個Observer, 並將其添加到Runloop中, 監聽屏幕點擊事件

• 運行程序就能夠看到正在監聽RunLoop的狀態, 當最後沒有事件時, Runloop進入睡眠狀態

• 清空打印, 點擊屏幕, 有以下結果, 能夠看到先進入sources狀態, 而後執行點擊事件

二、監聽滾動事件

• 監聽UITextView的滾動, 查看RunLoop的currentMode

• 建立Observer的另外一種方式, 使用block監聽RunLoop狀態

• 在view上添加一個UITextView

• 運行程序, 滾動UITextView, 有以下打印

• 能夠看到滾動以前, 先退出kCFRunLoopDefaultMode, 進入UITrackingRunLoopMode
• 等滾動結束, 會先退出UITrackingRunLoopMode, 進入kCFRunLoopDefaultMode