RunLoop
引導
Apple documentphp
上圖內容釋義
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Run loops 是線程相關底層基礎的一部分。它的本質和字面意思同樣運行着的循環（事件處理的循環），做用：接受循環事件和安排線程的工做。目的：讓線程在有任務的時候忙於工做，而沒任務的時候處於休眠狀態。html
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Run loop 的管理並不是徹底自動。你仍然須要設置線程代碼在合適的時候啓動
run loop來幫助你處理輸入事件。iOS 中 Cocoa 和 CoreFoundation 框架中各有完整的一套關於runloop對象的操做api，在主線程中run loop是自動建立並運行（在子線程開啓RunLoop 須要手動建立且手動開啓）。git
譯文&源碼
Runloop 儘管在平時多數開發者不多直接使用，可是理解 RunLoop 能夠幫助開發者更好的利用多線程編程模型，同時也能夠幫助開發者解答面試套路的一些疑惑，對於 iOS 編程 熟知它是必不可少的，下面是我對 Runloop 的整理，將以一勞永逸的心態，漸進式學習的目地，而且帶有幾個實戰開發場景。 --> 大神可選擇性路過「思想」。github
RunLoop 該模塊學習將續更 ~面試
在「時間 & 知識 」有限內，總結的文章不免有「未全、不足 」的地方，還望各位好友指出，可留言指正或是補充，以提升文章質量@白開水ln原著；編程
目錄api
- Runloop 概念
- Runloop 做用
- Runloop 開啓&退出
- Runloop 和線程關係
1.如何建立子線程對應的 Runloop ?- Runloop 獲取
- Runloop 源碼
- Runloop 相關5個類
- Runloop 相關類（Mode）
- Runloop 相關類（Source）
- Runloop 相關類（Timer）
- Runloop 相關類（Observer）
- Runloop 相關5個類代碼示例
- Runloop 應用\場景
1.Runloop 經典應用：常駐線程
2.AutoreleasePool 自動釋放池
3.UI更新
4.UIImageView 延遲加載圖片
5.UITableView 與 NSTimer 衝突- Runtime & Runloop 面試最常問到的題整理【建議看】
- Runloop 模塊博文推薦(❤️數量較多)
- Demo 重要的部分代碼中都有相應的註解和文字打印，運行程序能夠很直觀的表現。
- SourceCode 、 ToolsClass、WechatPublic-Codeidea
- Runtime 模塊詳解「面試、工做」看我就 🐒 了 _.
Runloop 概念
- 【Runloop 釋義】："運行循環"、
"跑圈" - 【註解1】：iOS 中一般所說的
RunLoop指的是 NSRunloop(Foundation框架)或者 CFRunloopRef(CoreFoundation 框架)，CFRunloopRef是純C的函數，而NSRunloop僅僅是CFRunloopRef的一層OC封裝，並未提供額外的其餘功能，所以要了解RunLoop內部結構，須要多研究 CFRunLoopRef API（Core Foundation \ 更底層）。 - 【註解2】：CFRunloopRef 其實就是 __CFRunloop 這個結構體指針（
按照OC的思路咱們能夠將RunLoop當作一個對象），這個對象的運行纔是咱們一般意義上說的運行循環，核心方法是__CFRunloopRun() 查看下（附：源碼）。
Runloop 做用
- 一、保持程序的持續運行（
如：程序一啓動就會開啓一個主線程（中的 runloop 是自動建立並運行），runloop 保證主線程不會被銷燬，也就保證了程序的持續運行）。 - 二、處理App中的各類事件（
如：touches 觸摸事件、NSTimer 定時器事件、Selector事件（選擇器 performSelector））。 - 三、節省CPU資源，提升程序性能（
有事情就作事情，沒事情就休息 (其資源釋放)）。 - 四、負責渲染屏幕上的全部UI。
附：CFRunLoop.c 源碼緩存
#【用DefaultMode啓動，具體實現查看 CFRunLoopRunSpecific Line2704】
#【RunLoop的主函數，是一個死循環 dowhile】
void CFRunLoopRun(void) { /* DOES CALLOUT */
int32_t result;
do {
/*
參數一：CFRunLoopRunSpecific 具體處理runloop的運行狀況
參數二：CFRunLoopGetCurrent() 當前runloop對象
參數三：kCFRunLoopDefaultMode runloop的運行模式的名稱
參數四：1.0e10 runloop默認的運行時間，即超時爲10的九次方
參數五：returnAfterSourceHandled 回調處理
*/
result = CFRunLoopRunSpecific(CFRunLoopGetCurrent(), kCFRunLoopDefaultMode, 1.0e10, false);
CHECK_FOR_FORK();
//【判斷】：若是runloop沒有中止 且 沒有結束則繼續循環，相反側退出。
} while (kCFRunLoopRunStopped != result && kCFRunLoopRunFinished != result);
}
#【直觀表現】
RunLoop 其實內部就是do-while循環，在這個循環內部不斷地處理各類任務（`好比Source、Timer、Observer`），
經過判斷result的值實現的。因此 能夠當作是一個死循環。
若是沒有RunLoop，UIApplicationMain 函數執行完畢以後將直接返回，就是說程序一啓動而後就結束；
Runloop 開啓&退出
咱們來驗證 Runloop 是在那開啓的？答案：UIApplicationMain 中開啓；多線程
#【驗證 Runloop 的開啓】。
# int 類型返回值
UIKIT_EXTERN int UIApplicationMain(int argc, char *argv[], NSString * __nullable principalClassName, NSString * __nullable delegateClassName);
int main(int argc, char * argv[]) {
@autoreleasepool {
NSLog(@"開始");
int number = UIApplicationMain(argc, argv, nil, NSStringFromClass([AppDelegate class]));
NSLog(@"結束");
return number;
}
}
#【驗證結果】：只會打印開始，並不會打印結束。
----
#【Runloop 的退出條件】。
App退出；線程關閉；設置最大時間到期；
【註解】：說明在UIApplicationMain函數內部開啓了一個和主線程相關的RunLoop (保證主線程不會被銷燬)，致使 UIApplicationMain 不會返回，一直在運行中，也就保證了程序的持續運行。app
Runloop和線程關係
【附】：CFRunLoop.c 源碼
# NOTE: 得到runloop實現 (建立runloop)
CF_EXPORT CFRunLoopRef _CFRunLoopGet0(pthread_t t) {
if (pthread_equal(t, kNilPthreadT)) {// ✔️【主線程相關聯的RunLoop建立】,若是爲空，默認是主線程
t = pthread_main_thread_np();
}
__CFLock(&loopsLock);
if (!__CFRunLoops) { // 若是 RunLoop 不存在
__CFUnlock(&loopsLock);
// 建立字典
CFMutableDictionaryRef dict = CFDictionaryCreateMutable(kCFAllocatorSystemDefault, 0, NULL, &kCFTypeDictionaryValueCallBacks);
// 建立主線程對應的runloop
CFRunLoopRef mainLoop = __CFRunLoopCreate(pthread_main_thread_np());
// 使用字典保存（KEY:線程 -- Value:線程對應的runloop）, 以保證一一對應關係。
CFDictionarySetValue(dict, pthreadPointer(pthread_main_thread_np()), mainLoop);
if (!OSAtomicCompareAndSwapPtrBarrier(NULL, dict, (void * volatile *)&__CFRunLoops)) {
CFRelease(dict);
}
CFRelease(mainLoop);
__CFLock(&loopsLock);
}
// ✔️【建立與子線程相關聯的RunLoop】,從字典中獲取 子線程的runloop
CFRunLoopRef loop = (CFRunLoopRef)CFDictionaryGetValue(__CFRunLoops, pthreadPointer(t));
__CFUnlock(&loopsLock);
if (!loop) {
// 若是子線程的runloop不存在,那麼就爲該線程建立一個對應的runloop
CFRunLoopRef newLoop = __CFRunLoopCreate(t);
__CFLock(&loopsLock);
loop = (CFRunLoopRef)CFDictionaryGetValue(__CFRunLoops, pthreadPointer(t));
// 把當前子線程和對應的runloop保存到字典中
if (!loop) {
CFDictionarySetValue(__CFRunLoops, pthreadPointer(t), newLoop);
loop = newLoop;
}
// don't release run loops inside the loopsLock, because CFRunLoopDeallocate may end up taking it
__CFUnlock(&loopsLock);
CFRelease(newLoop);
}
if (pthread_equal(t, pthread_self())) {
_CFSetTSD(__CFTSDKeyRunLoop, (void *)loop, NULL);
if (0 == _CFGetTSD(__CFTSDKeyRunLoopCntr)) {
_CFSetTSD(__CFTSDKeyRunLoopCntr, (void *)(PTHREAD_DESTRUCTOR_ITERATIONS-1), (void (*)(void *))__CFFinalizeRunLoop);
}
}
return loop;
}
- 【由上源碼可得】：RunLoop 和 線程關係
- 1.每條線程都有惟一的一個與之對應的RunLoop對象。
- 2.主線程的RunLoop已經自動建立，子線程的RunLoop須要主動建立。
- 3.RunLoop在第一次獲取時建立，在線程結束時銷燬。
- 【註解】：Runloop 對象是利用字典來進行存儲，並且 Key:線程 -- Value:線程對應的 runloop。
- iOS開發過程當中對於開發者而言更多的使用的是NSRunloop,它默認提供了三個經常使用的run方法
如何建立子線程對應的 Runloop ?
- 【解決】：開一個子線程建立
runloop，不是經過[alloc init]方法建立，而是直接經過調用currentRunLoop方法來建立。 - 【緣由】：
currentRunLoop自己是懶加載的，當第一次調用currentRunLoop方法得到該子線程對應的Runloop的時候,它會先去判斷(去字典中查找)這個線程的Runloop是否存在,若是不存在就會本身建立而且返回,若是存在直接返回。
Runloop 獲取
// Foundation框架
NSRunLoop *mainRunloop = [NSRunLoop mainRunLoop]; // 得到主線程對應的 runloop對象
NSRunLoop *currentRunloop = [NSRunLoop currentRunLoop]; // 得到當前線程對應的runloop對象
// Core Foundation框架
CFRunLoopRef maiRunloop = CFRunLoopGetMain(); // 得到主線程對應的 runloop對象
CFRunLoopRef maiRunloop = CFRunLoopGetCurrent(); // 得到當前線程對應的runloop對象
// NSRunLoop <--> CFRunLoopRef 相互轉化
NSLog(@"NSRunLoop <--> CFRunloop == %p--%p",CFRunLoopGetMain() , [NSRunLoop mainRunLoop].getCFRunLoop);
#【打印結果】：內存地址相同
0000-00-13 00:30:16.527 MultiThreading[57703:1217113] NSRunLoop <--> CFRunloop == 0x60000016a680--0x60000016a680
Runloop 源碼
Runloop 相關內部實現源碼，代碼量甚多，其核心方法是 【__CFRunLoopRun】 ，爲了避免影響文章的可讀性，這裏就再也不直接貼源代碼，放一段僞代碼方便你們閱讀【轉】：
int32_t __CFRunLoopRun()
{
// 通知即將進入runloop
__CFRunLoopDoObservers(KCFRunLoopEntry);
do
{
// 通知將要處理timer和source
__CFRunLoopDoObservers(kCFRunLoopBeforeTimers);
__CFRunLoopDoObservers(kCFRunLoopBeforeSources);
// 執行被加入的Block（處理非延遲的主線程調用）
__CFRunLoopDoBlocks();
// 處理Source0事件
__CFRunLoopDoSource0();
if (sourceHandledThisLoop) {
__CFRunLoopDoBlocks();
}
// 若是有 Source1 (基於port) 處於 ready 狀態，直接處理這個 Source1 而後跳轉去處理消息。
if (__Source0DidDispatchPortLastTime) {
Boolean hasMsg = __CFRunLoopServiceMachPort();
if (hasMsg) goto handle_msg;
}
// 通知 Observers: RunLoop 的線程即將進入休眠(sleep)。
if (!sourceHandledThisLoop) {
__CFRunLoopDoObservers(runloop, currentMode, kCFRunLoopBeforeWaiting);
}
// GCD dispatch main queue
CheckIfExistMessagesInMainDispatchQueue();
// 即將進入休眠
__CFRunLoopDoObservers(kCFRunLoopBeforeWaiting);
// 等待內核mach_msg事件
mach_port_t wakeUpPort = SleepAndWaitForWakingUpPorts();
// 等待。。。
// 從等待中醒來
__CFRunLoopDoObservers(kCFRunLoopAfterWaiting);
// 處理因timer的喚醒
if (wakeUpPort == timerPort)
__CFRunLoopDoTimers();
// 處理異步方法喚醒,如dispatch_async
else if (wakeUpPort == mainDispatchQueuePort)
__CFRUNLOOP_IS_SERVICING_THE_MAIN_DISPATCH_QUEUE__()
// 處理Source1
else
__CFRunLoopDoSource1();
// 再次確保是否有同步的方法須要調用
__CFRunLoopDoBlocks();
} while (!stop && !timeout);
// 通知即將退出runloop
__CFRunLoopDoObservers(CFRunLoopExit);
}
線程執行了這個函數 (__CFRunLoopRun) 後，就會一直處於這個函數內部 "接受消息->等待->處理" 的循環中，直到這個循環結束函數才返回，固然Runloop精華在於在休眠時幾乎不會佔用系統資源（系統內核負責）。
面對上面的一段僞代碼不知道作什麼的函數調用 ， 這裏你若是想結合上段的僞代碼看源碼的話，能夠 CFRunLoop.c 源碼 (c) 2015 上面的每一步都有相應的註解，打開對照查看能夠很直觀的表現。
【NOTE】: 固然我 也整理了一張圖，描述了 Runloop 內部實現流程（版1 & 版2 基本描述了 Runloop 的核心流程，固然可仍是對照查看官方文檔或源碼）。
runloop內部實現流程.png
【注意】：儘管 CFRunLoopPerformBlock 在上圖中做爲喚醒機制有所體現，但事實上執行 CFRunLoopPerformBlock 只是入隊，下次 RunLoop 運行纔會執行，而若是須要當即執行則必須調用 CFRunLoopWakeUp 。
Runloop 相關類
Core Foundation 中關於 RunLoop 的5個類
- 一、CFRunloopRef【RunLoop自己】
- 二、CFRunloopModeRef【Runloop的運行模式】
- 三、CFRunloopSourceRef【Runloop要處理的事件源】
- 四、CFRunloopTimerRef【Timer事件】
- 五、CFRunloopObserverRef【Runloop的觀察者（監聽者）】
CFRunLoop 的5個相關類關係圖解：
相關類關係圖解.gif
【圖解直觀得知】：
- 一條線程 對應一個 Runloop，Runloop 老是運行在某種特定的CFRunLoopModeRef（
運行模式）下。 - 每一個 Runloop 均可以包含若干個 Mode ，每一個 Mode 又包含Source源 / Timer事件 / Observer觀察者。
- 在 Runloop 中有多個運行模式，每次調用 RunLoop 的主函數【__CFRunloopRun()】時，只能指定其中一個 Mode（
稱 CurrentMode）運行， 若是須要切換 Mode，只能是退出 CurrentMode 切換到指定的 Mode 進入，目的以保證不一樣 Mode 下的 Source / Timer / Observer 互不影響。 - Runloop 有效，mode 裏面 至少 要有一個timer(定時器事件) 或者是source(源)；
- 附：源碼
struct __CFRunLoop {
CFRuntimeBase _base;
pthread_mutex_t _lock; /* locked for accessing mode list */
__CFPort _wakeUpPort; // used for CFRunLoopWakeUp
Boolean _unused;
volatile _per_run_data *_perRunData; // reset for runs of the run loop
pthread_t _pthread;
uint32_t _winthread;
CFMutableSetRef _commonModes;
CFMutableSetRef _commonModeItems;
CFRunLoopModeRef _currentMode;
CFMutableSetRef _modes;
struct _block_item *_blocks_head;
struct _block_item *_blocks_tail;
CFAbsoluteTime _runTime;
CFAbsoluteTime _sleepTime;
CFTypeRef _counterpart;
};
struct __CFRunLoopMode {
CFRuntimeBase _base;
pthread_mutex_t _lock; /* must have the run loop locked before locking this */
CFStringRef _name; // mode名
Boolean _stopped;
char _padding[3];
CFMutableSetRef _sources0; // source0 源
CFMutableSetRef _sources1; // source1 源
CFMutableArrayRef _observers; // observer 源
CFMutableArrayRef _timers; // timer 源
CFMutableDictionaryRef _portToV1SourceMap;// mach port 到 mode的映射,爲了在runloop主邏輯中過濾runloop本身的port消息。
__CFPortSet _portSet;// 記錄了全部當前mode中須要監聽的port，做爲調用監聽消息函數的參數。
CFIndex _observerMask;
#if USE_DISPATCH_SOURCE_FOR_TIMERS
dispatch_source_t _timerSource;
dispatch_queue_t _queue;
Boolean _timerFired; // set to true by the source when a timer has fired
Boolean _dispatchTimerArmed;
#endif
#if USE_MK_TIMER_TOO
mach_port_t _timerPort;// 使用 mk timer， 用到的mach port，和source1相似，都依賴於mach port
Boolean _mkTimerArmed;
#endif
#if DEPLOYMENT_TARGET_WINDOWS
DWORD _msgQMask;
void (*_msgPump)(void);
#endif
uint64_t _timerSoftDeadline; /* TSR timer觸發的理想時間*/
uint64_t _timerHardDeadline; /* TSR timer觸發的實際時間，理想時間加上tolerance（誤差*/
};
Runloop 相關類（Mode）
CFRunLoopModeRef 表明 RunLoop 的運行模式；系統默認提供了5個 Mode 。
-
1.【kCFRunLoopDefaultMode (NSDefaultRunLoopMode)】: App的默認Mode，一般主線程是在這個Mode下運行。
-
2.【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。
-
3.【UIInitializationRunLoopMode】: 在剛啓動 App 時第進入的第一個 Mode，啓動完成後就再也不使用。
-
4.【GSEventReceiveRunLoopMode】: 接受系統事件的內部 Mode，一般用不到。
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5.【kCFRunLoopCommonModes (NSRunLoopCommonModes)】: 這個並非某種具體的 Mode, 能夠說是一個佔位用的Mode（一種模式組合）。
-
CFRunLoop 對外暴露的管理 Mode 接口:
# CFRunLoop CF_EXPORT void CFRunLoopAddCommonMode(CFRunLoopRef rl, CFRunLoopMode mode); CF_EXPORT CFRunLoopRunResult CFRunLoopRunInMode(CFRunLoopMode mode, CFTimeInterval seconds, Boolean returnAfterSourceHandled); # NSRunLoop.h FOUNDATION_EXPORT NSRunLoopMode const NSDefaultRunLoopMode;// (默認):同一時間只能執行一個任務 FOUNDATION_EXPORT NSRunLoopMode const NSRunLoopCommonModes NS_AVAILABLE(10_5, 2_0); // (公用):能夠分配必定的時間處理定時器
【注】：對照上面貼的源碼，關於 CommonModes ；
-
【關於 _commonModes】：一個
mode能夠標記爲common屬性（用於 CFRunLoopAddCommonMode函數），而後它就會保存在_commonModes。主線程CommonModes默認已有兩個modekCFRunLoopDefaultMode 和 UITrackingRunLoopMode，固然你也能夠經過調用CFRunLoopAddCommonMode()方法將自定義mode放到kCFRunLoopCommonModes組合）。 -
【關於 _commonModeItems】：
_commonModeItems裏面存放的source, observer, timer等，在每次runLoop運行的時候都會被同步到具備Common標記的Modes裏。如：[[NSRunLoop currentRunLoop] addTimer:_timer forMode:NSRunLoopCommonModes];就是把timer放到commonModeItems裏。 -
更多系統或框架 Mode查看這裏
Runloop 相關類（Source）
CFRunloopSourceRef 事件源 \ 輸入源，有兩種分類模式
-
【官方版】：
官方Runloop圖解.jpg
-
【Port-Based Sources】： 基於端口的源
(對應的是source1)：與內核端口相關，只須要簡單的建立端口對象，並使用NSPort的方法將端口對象加入到runloop，端口對象會處理建立以及配置輸入源；。 -
【Custom Input Sources】：自定義源：使用
CFRunLoopSourceRef類型相關的函數 (線程) 來建立自定義輸入源。 -
【Perform Selector Sources】：performSelector:OnThread:delay:
- 【源碼版】：按照函數調用棧的分類 source0 和 source1
- Source0：非基於端口Port的事件；（用於用戶主動觸發的事件，如：點擊按鈕 或點擊屏幕）。
- Source1：基於端口Port的事件；（經過內核和其餘線程相互發送消息，與內核相關）。
-
補充：Source1 事件在處理時會分發一些操做給 Source0 去處理。
Runloop 相關類（Timer）
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CFRunLoopTimerRef是基於時間的觸發器。
-
基本上說的就是NSTimer(CADisplayLink也是加到RunLoop),它受RunLoop的Mode影響。
-
而與NSTimer相比，GCD定時器不會受Runloop影響。
Runloop 相關類（Observer）
相對來講CFRunloopObserverRef理解起來並不複雜，它至關於消息循環中的一個監聽器，隨時通知外部當前RunLoop的運行狀態（它包含一個函數指針_callout_將當前狀態及時告訴觀察者）。具體的Observer狀態以下：
/* jianshu:白開水ln Run Loop Observer Activities */
typedef CF_OPTIONS(CFOptionFlags, CFRunLoopActivity) {
kCFRunLoopEntry = (1UL << 0), //即將進入Runloop
kCFRunLoopBeforeTimers = (1UL << 1), //即將處理NSTimer
kCFRunLoopBeforeSources = (1UL << 2), //即將處理Sources
kCFRunLoopBeforeWaiting = (1UL << 5), //即將進入休眠
kCFRunLoopAfterWaiting = (1UL << 6), //從休眠裝填中喚醒
kCFRunLoopExit = (1UL << 7), //退出runloop
kCFRunLoopAllActivities = 0x0FFFFFFFU //全部狀態改變
};
Runloop 休眠
摘錄：www.cnblogs.com/kenshincui/…
其實對於 Event Loop 而言 RunLoop 最核心的事情就是保證線程在沒有消息時休眠以免佔用系統資源，有消息時可以及時喚醒。 RunLoop 的這個機制徹底依靠系統內核來完成，具體來講是蘋果操做系統核心組件 Darwin 中的 Mach 來完成的。能夠從下圖最底層 Kernel 中找到 Mach：
Mach 是 Darwin 的核心，能夠說是內核的核心，提供了進程間通訊（IPC）、處理器調度等基礎服務。在 Mach 中，進程、線程間的通訊是以消息的方式來完成的，消息在兩個 Port 之間進行傳遞（這也正是 Source1 之因此稱之爲 Port-based Source 的緣由，由於它就是依靠系統發送消息到指定的Port來觸發的）。消息的發送和接收使用<mach/message.h>中的mach_msg()函數（事實上蘋果提供的Mach API 不多，並不鼓勵咱們直接調用這些API）：
/*
* Routine: mach_msg
* Purpose:
* Send and/or receive a message. If the message operation
* is interrupted, and the user did not request an indication
* of that fact, then restart the appropriate parts of the
* operation silently (trap version does not restart).
*/
__WATCHOS_PROHIBITED __TVOS_PROHIBITED
extern mach_msg_return_t mach_msg(
mach_msg_header_t *msg,
mach_msg_option_t option,
mach_msg_size_t send_size,
mach_msg_size_t rcv_size,
mach_port_name_t rcv_name,
mach_msg_timeout_t timeout,
mach_port_name_t notify);
而 mach_msg() 的本質是一個調用 mach_msg_trap()，這至關於一個系統調用，會觸發內核狀態切換。當程序靜止時，RunLoop停留在__CFRunLoopServiceMachPort(waitSet, &msg, sizeof(msg_buffer), &livePort, poll ? 0 : TIMEOUT_INFINITY, &voucherState, &voucherCopy)，而這個函數內部就是調用了mach_msg 讓程序處於休眠狀態。
Runloop 相關5個類代碼示例
Mode-Runloop的運行模式、Source-Runloop要處理的事件源、Timer-定時器事件
[NSTimer timerWithTimeInterval: ].gif
[NSTimer scheduledTimerWithTimeInterval: ].gif
GCD定時器不會受Runloop影響.png
Runloop 應用\場景
一、NSTimer
二、ImageView顯示：控制方法在特定的模式下可用
三、PerformSelector
四、常駐線程：在子線程中開啓一個runloop
五、AutoreleasePool 自動釋放池
六、UI更新
Runloop 經典應用：常駐線程
【註解】：常駐線程：線程建立出來就處於等待狀態(有或無任務)，想用它的時候就用它執行任務，不想用的時候就處於等待狀態。
【場景】：如：1.聊天發送語音消息,可能會專門開一個子線程來處理；2.在後臺記錄用戶的停留時間或某個按鈕點擊次數,這些用主線程作可能不太方便,可能會開啓一個子線程後臺默默收集；
【需求】：讓線程持續存在，能夠切換執行其餘任務。
【解決】：開啓 Runloop循環。
Demo & 效果圖：
常駐線程：讓線程持續存在，能夠切換執行其餘任務.gif
AutoreleasePool 自動釋放池
AutoreleasePool 是另外一個與 RunLoop 相關討論較多的話題。其實從RunLoop 源代碼分析，AutoreleasePool 與 RunLoop 並無直接的關係，之因此將兩個話題放到一塊兒討論最主要的緣由是由於在iOS應用啓動後會註冊兩個 Observer 管理和維護 AutoreleasePool。不妨在應用程序剛剛啓動時打印 currentRunLoop能夠看到系統默認註冊了不少個Observer，其中有兩個Observer的 callout 都是 _ wrapRunLoopWithAutoreleasePoolHandler，這兩個是和自動釋放池相關的兩個監聽。
<CFRunLoopObserver 0x6080001246a0 [0x101f81df0]>{valid =
Yes, activities = 0x1, repeats = Yes, order = -2147483647, callout = _wrapRunLoopWithAutoreleasePoolHandler (0x1020e07ce),
context = <CFArray 0x60800004cae0 [0x101f81df0]>{type = mutable-small, count = 0, values = ()}}
'' <CFRunLoopObserver 0x608000124420 [0x101f81df0]>{valid = Yes, activities = 0xa0, repeats = Yes, order = 2147483647,
callout = _wrapRunLoopWithAutoreleasePoolHandler (0x1020e07ce), context = <CFArray 0x60800004cae0 [0x101f81df0]>
{type = mutable-small, count = 0, values = ()}}
-
第一個 Observer 會監聽 RunLoop 的進入，它會回調objc_autoreleasePoolPush() 向當前的 AutoreleasePoolPage 增長一個哨兵對象標誌建立自動釋放池。這個 Observer 的 order 是 -2147483647 優先級最高，確保發生在全部回調操做以前。
-
第二個 Observer 會監聽 RunLoop 的進入休眠和即將退出 RunLoop 兩種狀態，在即將進入休眠時會調用 objc_autoreleasePoolPop() 和 objc_autoreleasePoolPush() 根據狀況從最新加入的對象一直往前清理直到遇到哨兵對象。而在即將退出 RunLoop 時會調用objc_autoreleasePoolPop() 釋放自動自動釋放池內對象。這個Observer 的 order 是 2147483647 ，優先級最低，確保發生在全部回調操做以後。
-
主線程的其餘操做一般均在這個 AutoreleasePool 以內（main函數中），以儘量減小內存維護操做(固然你若是須要顯式釋放【例如循環】時能夠本身建立 AutoreleasePool 不然通常不須要本身建立)。
AutoreleasePool 自動釋放池.png
UI更新
若是打印App啓動以後的主線程RunLoop能夠發現另一個callout爲_ZN2CA11Transaction17observer_callbackEP19__CFRunLoopObservermPv 的 Observer，這個監聽專門負責UI變化後的更新，好比修改了frame、調整了UI層級（UIView/CALayer）或者手動設置了setNeedsDisplay/setNeedsLayout 以後就會將這些操做提交到全局容器。而這個Observer監聽了主線程RunLoop的即將進入休眠和退出狀態，一旦進入這兩種狀態則會遍歷全部的UI更新並提交進行實際繪製更新。
一般狀況下這種方式是完美的，由於除了系統的更新，還能夠利用 setNeedsDisplay 等方法手動觸發下一次 RunLoop 運行的更新。可是若是當前正在執行大量的邏輯運算可能UI的更新就會比較卡，所以facebook 推出了 AsyncDisplayKit 來解決這個問題。AsyncDisplayKit 實際上是將UI排版和繪製運算儘量放到後臺，將UI的最終更新操做放到主線程（這一步也必須在主線程完成），同時提供一套類 UIView 或 CALayer 的相關屬性，儘量保證開發者的開發習慣。這個過程當中 AsyncDisplayKit 在主線程 RunLoop 中增長了一個Observer 監聽即將進入休眠和退出 RunLoop 兩種狀態,收到回調時遍歷隊列中的待處理任務一一執行。
UIImageView 延遲加載圖片
Demo & 效果圖
.gif
UITableView 與 NSTimer 衝突
【描述】：因爲 UItabelView 在滑動的時候，會從當前的 RunLoop 默認的模式 kCFRunLoopDefaultMode (NSDefaultRunLoopMode) 自動切換到 UITrackingRunLoopMode界面追蹤模式。這個時候，處於 NSDefaultRunLoopMode 裏面的 NSTimer 因爲切換了模式形成計時器沒法繼續運行。
【解決】：
- 一、更改RunLoop運行Mode（
NSRunLoopCommonModes）
[[NSRunLoop currentRunLoop] addTimer:timer forMode:NSRunLoopCommonModes];
- 二、將NSTimer放到新的線程中
NSThread *thread = [[NSThread alloc] initWithTarget:self selector:@selector(newThread) object:nil];
[thread start];
- (void)newThread{
@autoreleasepool{
//在當前Run Loop中添加timer，模式是默認的NSDefaultRunLoopMode
timer = [NSTimer scheduledTimerWithTimeInterval:1 target:self selector:@selector(incrementCounter:) userInfo: nil repeats:YES];
//開始執行新線程的Run Loop，若是不啓動run loop，timer的事件是不會響應的
[[NSRunLoop currentRunLoop] run];
}
}
Runtime & Runloop 面試最常問到的題整理【建議看】
說明：此面試題針對性的摘錄整理，只爲方便 在面試路上準備的你 ，會注有原文。
一、整理原文：2017年5月iOS招人心得（附面試題）
Runtime
- objc在向一個對象發送消息時，發生了什麼？
- 何時會報
unrecognized selector錯誤？iOS有哪些機制來避免走到這一步？ - 可否向編譯後獲得的類中增長實例變量？可否向運行時建立的類中添加實例變量？爲何？
- runtime如何實現
weak變量的自動置nil？ - 給類添加一個屬性後，在類結構體裏哪些元素會發生變化？
RunLoop
- runloop是來作什麼的？runloop和線程有什麼關係？主線程默認開啓了runloop麼？子線程呢？
- runloop的
mode是用來作什麼的？有幾種mode？ - 爲何把NSTimer對象以
NSDefaultRunLoopMode（kCFRunLoopDefaultMode）添加到主運行循環之後，滑動scrollview的時候NSTimer卻不動了？ - 蘋果是如何實現
Autorelease Pool的？
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整理原文：2017年iOS面試題總結，附上答案
Runtime
| 01 |
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| 問題： objc在向一個對象發送消息時，發生了什麼？ |
| 解答： 根據對象的 isa 指針找到類對象 id，在查詢類對象裏面的 methodLists 方法函數列表，若是沒有在好到，在沿着 superClass ,尋找父類，再在父類 methodLists 方法列表裏面查詢，最終找到 SEL ,根據 id 和 SEL 確認 IMP（指針函數）,在發送消息； |
| 03 |
|---|
| 問題： 何時會報unrecognized selector錯誤？iOS有哪些機制來避免走到這一步？ |
解答： 當發送消息的時候，咱們會根據類裏面的 methodLists 列表去查詢咱們要動用的SEL，當查詢不到的時候，咱們會一直沿着父類查詢，當最終查詢不到的時候咱們會報 unrecognized selector 錯誤，當系統查詢不到方法的時候，會調用 +(BOOL)resolveInstanceMethod:(SEL)sel 動態解釋的方法來給我一次機會來添加，調用不到的方法。或者咱們能夠再次使用 -(id)forwardingTargetForSelector:(SEL)aSelector 重定向的方法來告訴系統，該調用什麼方法，一來保證不會崩潰。 |
| 04 |
|---|
| 問題： 可否向編譯後獲得的類中增長實例變量？可否向運行時建立的類中添加實例變量？爲何？ |
| 解答： 一、不能向編譯後獲得的類增長實例變量 二、能向運行時建立的類中添加實例變量。【解釋】：1. 編譯後的類已經註冊在 runtime 中,類結構體中的 objc_ivar_list 實例變量的鏈表和 instance_size 實例變量的內存大小已經肯定，runtime會調用 class_setvarlayout 或 class_setWeaklvarLayout 來處理strong weak 引用.因此不能向存在的類中添加實例變量。2. 運行時建立的類是能夠添加實例變量，調用class_addIvar函數. 可是的在調用 objc_allocateClassPair 以後，objc_registerClassPair 以前,緣由同上. |
| 05 |
|---|
| 問題： runtime如何實現weak變量的自動置nil？ |
| 解答： runtime 對註冊的類， 會進行佈局，對於 weak 對象會放入一個 hash 表中。 用 weak 指向的對象內存地址做爲 key，當此對象的引用計數爲0的時候會 dealloc，假如 weak 指向的對象內存地址是a，那麼就會以a爲鍵， 在這個 weak 表中搜索，找到全部以a爲鍵的 weak 對象，從而設置爲 nil。 |
| 06 |
|---|
| 問題： 給類添加一個屬性後，在類結構體裏哪些元素會發生變化？ |
| 解答： instance_size ：實例的內存大小；objc_ivar_list *ivars:屬性列表 |
RunLoop
| 01 |
|---|
| 問題： runloop是來作什麼的？runloop和線程有什麼關係？主線程默認開啓了runloop麼？子線程呢？ |
| 解答： runloop: 從字面意思看：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地處理各類任務（好比Source、Timer、Observer）事件。runloop和線程的關係：一個線程對應一個RunLoop，主線程的RunLoop默認建立並啓動，子線程的RunLoop需手動建立且手動啓動（調用run方法）。RunLoop只能選擇一個Mode啓動，若是當前Mode中沒有任何Source(Sources0、Sources1)、Timer，那麼就直接退出RunLoop。 |
| 02 |
|---|
| 問題： runloop的mode是用來作什麼的？有幾種mode？ |
| 解答： model:是runloop裏面的運行模式，不一樣的模式下的runloop處理的事件和消息有必定的差異。系統默認註冊了5個Mode:（1）kCFRunLoopDefaultMode: App的默認 Mode，一般主線程是在這個 Mode 下運行的。（2）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。（3）UIInitializationRunLoopMode: 在剛啓動 App 時第進入的第一個 Mode，啓動完成後就再也不使用。（4）GSEventReceiveRunLoopMode: 接受系統事件的內部 Mode，一般用不到。（5）kCFRunLoopCommonModes: 這是一個佔位的 Mode，沒有實際做用。注意iOS 對以上5中model進行了封裝 NSDefaultRunLoopMode、NSRunLoopCommonModes |
| 03 |
|---|
| 問題： 爲何把NSTimer對象以NSDefaultRunLoopMode（kCFRunLoopDefaultMode）添加到主運行循環之後，滑動scrollview的時候NSTimer卻不動了？ |
| 解答： nstime對象是在 NSDefaultRunLoopMode下面調用消息的，可是當咱們滑動scrollview的時候，NSDefaultRunLoopMode模式就自動切換到UITrackingRunLoopMode模式下面，卻不能夠繼續響應nstime發送的消息。因此若是想在滑動scrollview的狀況下面還調用nstime的消息，咱們能夠把nsrunloop的模式更改成NSRunLoopCommonModes. |
| 04 |
|---|
| 問題： 蘋果是如何實現Autorelease Pool的？ |
| 解答： Autorelease Pool做用：緩存池，能夠避免咱們常常寫relase的一種方式。其實就是延遲release，將建立的對象，添加到最近的autoreleasePool中，等到autoreleasePool做用域結束的時候，會將裏面全部的對象的引用計數器 - autorelease. |
後續遇到針對 runtime & runloop 常面相關，會及時在這裏補充；
Runloop 模塊博文推薦(❤️數量較多)
| 分享者 | Runloop 模塊推薦閱讀博文 |
|---|---|
| xx_cc | 充滿靈性的死循環 www.jianshu.com/p/b9426458f… |
| WeiHing | 原理探究及基本使用 www.jianshu.com/p/911549ae4… |
| 續更 | -- |
參考文章：
- www.cnblogs.com/kenshincui/…
- www.jianshu.com/p/b9426458f…
- www.jianshu.com/p/911549ae4…
- www.jianshu.com/p/ac05ac842…
效果圖
Runloop&Runtime.gif
轉載：https://juejin.im/entry/599c13bc6fb9a0248926a77d
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