重点 (六) : RunLoop

1.png

如果没有RunLoop


2.png

3.png

main函数中的RunLoop

4.png

第14行代码的UIApplicationMain函数内部就启动了一个RunLoop
所以UIApplicationMain函数一直没有返回，保持了程序的持续运行
这个默认启动的RunLoop是跟主线程相关联的

RunLoop对象
iOS中有2套API来访问和使用RunLoop
Foundation
NSRunLoop

Core Foundation
CFRunLoopRef

NSRunLoop和CFRunLoopRef都代表着RunLoop对象

NSRunLoop是基于CFRunLoopRef的一层OC包装，所以要了解RunLoop内部结构，需要多研究CFRunLoopRef层面的API（Core Foundation层面）

RunLoop资料
苹果官方文档
https://developer.apple.com/library/mac/documentation/Cocoa/Conceptual/Multithreading/RunLoopManagement/RunLoopManagement.html

CFRunLoopRef是开源的
http://opensource.apple.com/source/CF/CF-1151.16/

RunLoop与线程
每条线程都有唯一的一个与之对应的RunLoop对象

主线程的RunLoop已经自动创建好了，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

获得RunLoop对象
Foundation
[NSRunLoop currentRunLoop]; 获得当前线程的RunLoop对象
[NSRunLoop mainRunLoop]; 获得主线程的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

RunLoop相关类

5.png

Core Foundation中关于RunLoop的5个类

CFRunLoopRef:它自己,也就代表一个RunLoop对象

CFRunLoopModeRef:RunLoop的运行模式

CFRunLoopSourceRef:事件源

CFRunLoopTimerRef:时间的触发器

CFRunLoopObserverRef :观察者监听CFRunLoopRef的状态改变

CFRunLoopModeRef

CFRunLoopModeRef代表RunLoop的运行模式

一个 RunLoop
包含若干个 Mode，每个Mode又包含若干个Source/Timer/Observer

每次RunLoop启动时，只能指定其中一个
Mode，这个Mode被称作 CurrentMode

如果需要切换Mode，只能退出Loop，再重新指定一个Mode进入

这样做主要是为了分隔开不同组的Source/Timer/Observer，让其互不影响

CFRunLoopModeRef

系统默认注册了5个Mode模式:

kCFRunLoopDefaultMode：App的默认Mode，通常主线程是在这个Mode下运行

UITrackingRunLoopMode：界面跟踪 Mode，用于 ScrollView 追踪触摸滑动，保证界面滑动时不受其他 Mode 影响

UIInitializationRunLoopMode: 在刚启动 App 时第进入的第一个
Mode，启动完成后就不再使用

GSEventReceiveRunLoopMode: 接受系统事件的内部 Mode，通常用不到

kCFRunLoopCommonModes:
这是一个占位用的Mode，不是一种真正的Mode

被标记为common modes模式
kCFRunLoopDefaultMode UITrackingRunLoopMode两种模式

CFRunLoopSourceRef

CFRunLoopSourceRef是事件源（输入源）

以前的分法

Port-Based Sources

Custom Input Sources

Cocoa Perform Selector Sources

现在的分法

Source0：非基于Port的

Source1：基于Port的

CFRunLoopTimerRef

CFRunLoopTimerRef是基于时间的触发器

基本上说的就是NSTimer

6.png

RunLoop处理逻辑-官方版

7.png

RunLoop处理逻辑-网友整理版

8.png

RunLoop应用
NSTimer
ImageView显示
PerformSelector
常驻线程
自动释放池

RunLoop面试题
什么是RunLoop？
从字面意思看：运行循环、跑圈
其实它内部就是do-while循环，在这个循环内部不断地处理各种任务（比如Source、Timer、Observer）
一个线程对应一个RunLoop，主线程的RunLoop默认已经启动，子线程的RunLoop得手动启动（调用run方法）
RunLoop只能选择一个Mode启动，如果当前Mode中没有任何Source(Sources0、Sources1)、Timer，那么就直接退出RunLoop

自动释放池什么时候释放？
通过Observer监听RunLoop的状态

RunLoop面试题
在开发中如何使用RunLoop？什么应用场景？
开启一个常驻线程（让一个子线程不进入消亡状态，等待其他线程发来消息，处理其他事件）
在子线程中开启一个定时器
在子线程中进行一些长期监控

可以控制定时器在特定模式下执行

可以让某些事件（行为、任务）在特定模式下执行

可以添加Observer监听RunLoop的状态，比如监听点击事件的处理（在所有点击事件之前做一些事情）

自动释放池与RunLoop
kCFRunLoopEntry; 创建一个自动释放池
kCFRunLoopBeforeWaiting; 销毁自动释放池，创建一个新的自动释放池
kCFRunLoopExit; 销毁自动释放池
自动释放池的创建和销毁
1.第一次创建:当runloop启动的时候
2.最后一次销毁:当runloop退出的时候
3.其它创建和销毁:当runloop进入到睡觉状态的时候会把之前的自动释放池销毁,重新创建一个新的

********************笔记***************************

1.Runloop基础知识

  • 1.1 字面意思

a 运行循环
b 跑圈

  • 1.2 基本作用（作用重大）

a 保持程序的持续运行(ios程序为什么能一直活着不会死)
b 处理app中的各种事件（比如触摸事件、定时器事件【NSTimer】、selector事件【选择器·performSelector···】）
c 节省CPU资源，提高程序性能，有事情就做事情，没事情就休息

  • 1.3 重要说明

（1）如果没有Runloop,那么程序一启动就会退出，什么事情都做不了。
（2）如果有了Runloop，那么相当于在内部有一个死循环，能够保证程序的持续运行
（2）main函数中的Runloop
a 在UIApplication函数内部就启动了一个Runloop
该函数返回一个int类型的值
b 这个默认启动的Runloop是跟主线程相关联的

  • 1.4 Runloop对象

（1）在iOS开发中有两套api来访问Runloop
a.foundation框架【NSRunloop】
b.core foundation框架【CFRunloopRef】
（2）NSRunLoop和CFRunLoopRef都代表着RunLoop对象,它们是等价的，可以互相转换
（3）NSRunLoop是基于CFRunLoopRef的一层OC包装，所以要了解RunLoop内部结构，需要多研究CFRunLoopRef层面的API（Core Foundation层面）

  • 1.5 Runloop参考资料

（1）苹果官方文档
https://developer.apple.com/library/mac/documentation/Cocoa/Conceptual/Multithreading/RunLoopManagement/RunLoopManagement.html

（2）CFRunLoopRef开源代码下载地址：
http://opensource.apple.com/source/CF/CF-1151.16/

  • 1.6 Runloop与线程

1.Runloop和线程的关系：一个Runloop对应着一条唯一的线程
问题：如何让子线程不死
回答：给这条子线程开启一个Runloop
2.Runloop的创建：主线程Runloop已经创建好了，子线程的runloop需要手动创建
3.Runloop的生命周期：在第一次获取时创建，在线程结束时销毁

  • 1.7 获得Runloop对象

1.获得当前Runloop对象
01 NSRunloop
NSRunLoop * runloop1 = [NSRunLoop currentRunLoop];
02 CFRunLoopRef
CFRunLoopRef runloop2 = CFRunLoopGetCurrent();

2.拿到当前应用程序的主Runloop（主线程对应的Runloop）
01 NSRunloop
NSRunLoop * runloop1 = [NSRunLoop mainRunLoop];
02 CFRunLoopRef
CFRunLoopRef runloop2 = CFRunLoopGetMain();

3.注意点：开一个子线程创建runloop,不是通过alloc init方法创建，而是直接通过调用currentRunLoop方法来创建，它本身是一个懒加载的。
4.在子线程中，如果不主动获取Runloop的话，那么子线程内部是不会创建Runloop的。可以下载CFRunloopRef的源码，搜索_CFRunloopGet0,查看代码。
5.Runloop对象是利用字典来进行存储，而且key是对应的线程Value为该线程对应的Runloop。

  • 1.8 Runloop相关类

（1）Runloop运行原理图

9.png

（2）五个相关的类

a.CFRunloopRef

b.CFRunloopModeRef【Runloop的运行模式】

c.CFRunloopSourceRef【Runloop要处理的事件源】

d.CFRunloopTimerRef【Timer事件】

e.CFRunloopObserverRef【Runloop的观察者（监听者）】

（3）Runloop和相关类之间的关系图

10.png

（4）Runloop要想跑起来，它的内部必须要有一个mode,这个mode里面必须有source\observer\timer，至少要有其中的一个。

  • CFRunloopModeRef

1.CFRunloopModeRef代表着Runloop的运行模式

2.一个Runloop中可以有多个mode,一个mode里面又可以有多个source\observer\timer等等

3.每次runloop启动的时候，只能指定一个mode,这个mode被称为该Runloop的当前mode

4.如果需要切换mode,只能先退出当前Runloop,再重新指定一个mode进入

5.这样做主要是为了分割不同组的定时器等，让他们相互之间不受影响

6.系统默认注册了5个mode

a.kCFRunLoopDefaultMode：App的默认Mode，通常主线程是在这个Mode下运行

b.UITrackingRunLoopMode：界面跟踪
Mode，用于ScrollView 追踪触摸滑动，保证界面滑动时不受其他Mode 影响

c.UIInitializationRunLoopMode:
在刚启动App 时第进入的第一个Mode，启动完成后就不再使用

d.GSEventReceiveRunLoopMode:
接受系统事件的内部Mode，通常用不到

e.kCFRunLoopCommonModes:
这是一个占位用的Mode，不是一种真正的Mode

  • CFRunloopTimerRef

（1）NSTimer相关代码

说明：

（1）runloop一启动就会选中一种模式，当选中了一种模式之后其它的模式就都不鸟。一个mode里面可以添加多个NSTimer,也就是说以后当创建NSTimer的时候，可以指定它是在什么模式下运行的。

（2）它是基于时间的触发器，说直白点那就是时间到了我就触发一个事件，触发一个操作。基本上说的就是NSTimer

（3）相关代码

  • (void)timer2

{

NSTimer

调用了scheduledTimer方法，那么会自动添加到当前的runloop里面去，而且runloop的运行模式kCFRunLoopDefaultMode

NSTimer

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

更改模式

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

}

  • (void)timer1

{

[NSTimer

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

NSTimer

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

定时器添加到UITrackingRunLoopMode模式，一旦runloop切换模式，那么定时器就不工作

[[NSRunLoop

currentRunLoop] addTimer:timer forMode:UITrackingRunLoopMode];

定时器添加到NSDefaultRunLoopMode模式，一旦runloop切换模式，那么定时器就不工作

[[NSRunLoop

currentRunLoop] addTimer:timer forMode:NSDefaultRunLoopMode];

占位模式：common

modes标记

被标记为common

modes的模式kCFRunLoopDefaultMode
UITrackingRunLoopMode

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

NSLog(@"%@",[NSRunLoop currentRunLoop]);

}

  • (void)run

{

NSLog(@"---run---%@",[NSRunLoop

currentRunLoop].currentMode);

}

  • (IBAction)btnClick {
NSLog(@"---btnClick---");

}

（2）GCD中的定时器

0.创建一个队列

dispatch_queue_t queue
= dispatch_get_global_queue(0, 0);

1.创建一个GCD的定时器

第一个参数：说明这是一个定时器

第四个参数：GCD的回调任务添加到那个队列中执行，如果是主队列则在主线程执行

dispatch_source_t
timer = dispatch_source_create(DISPATCH_SOURCE_TYPE_TIMER, 0, 0, queue);

2.设置定时器的开始时间，间隔时间以及精准度

设置开始时间，三秒钟之后调用

dispatch_time_t start
= dispatch_time(DISPATCH_TIME_NOW,3.0 *NSEC_PER_SEC);

设置定时器工作的间隔时间

uint64_t intevel = 1.0

  • NSEC_PER_SEC;

第一个参数：要给哪个定时器设置

第二个参数：定时器的开始时间DISPATCH_TIME_NOW表示从当前开始

第三个参数：定时器调用方法的间隔时间

第四个参数：定时器的精准度，如果传0则表示采用最精准的方式计算，如果传大于0的数值，则表示该定时切换i可以接收该值范围内的误差，通常传0

该参数的意义：可以适当的提高程序的性能

注意点：GCD定时器中的时间以纳秒为单位（面试）

dispatch_source_set_timer(timer,
start, intevel, 0 * NSEC_PER_SEC);

3.设置定时器开启后回调的方法

第一个参数：要给哪个定时器设置

第二个参数：回调block

dispatch_source_set_event_handler(timer,
^{

NSLog(@"------%@",[NSThread currentThread]);

});

4.执行定时器

dispatch_resume(timer);

注意：dispatch_source_t本质上是OC类，在这里是个局部变量，需要强引用

self.timer = timer;

  • CFRunloopSourceRef

1.是事件源也就是输入源，有两种分类模式；

一种是按照苹果官方文档进行划分的

另一种是基于函数的调用栈来进行划分的（source0和source1）。

2.具体的分类情况

（1）以前的分法

Port-Based Sources

Custom Input Sources

Cocoa Perform Selector
Sources

（2）现在的分法

Source0：非基于Port的

Source1：基于Port的

3.可以通过打断点的方式查看一个方法的函数调用栈

  • CFRunLoopObserverRef

（1）CFRunLoopObserverRef是观察者，能够监听RunLoop的状态改变

（2）如何监听

创建一个runloop监听者

CFRunLoopObserverRef
observer =
CFRunLoopObserverCreateWithHandler(CFAllocatorGetDefault(),kCFRunLoopAllActivities,
YES, 0, ^(CFRunLoopObserverRef observer,
CFRunLoopActivity activity) {

NSLog(@"监听runloop状态改变---%zd",activity);

});

为runloop添加一个监听者

CFRunLoopAddObserver(CFRunLoopGetCurrent(),
observer, kCFRunLoopDefaultMode);

CFRelease(observer);

（3）监听的状态

typedef CF_OPTIONS(CFOptionFlags,
CFRunLoopActivity) {

kCFRunLoopEntry = (1UL << 0), 即将进入Runloop

kCFRunLoopBeforeTimers = (1UL << 1), 即将处理NSTimer

kCFRunLoopBeforeSources = (1UL << 2), 即将处理Sources

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runloop

kCFRunLoopAllActivities = 0x0FFFFFFFU 所有状态改变

};

  • 1.9
    Runloop运行逻辑
11.png

面试:runloop和NSURLConnection

1.发送请求

默认情况下，NSURLConnection发送的是一个异步请求

默认情况下，NSURLConnection的代理方法在主线程中进行调用（方便在拿到数据后，直接处理一些和UI相关的操作，而不需要考虑线程间通信）

方法一，不严谨

通过该方法设置代理，会自动的发送请求

[[NSURLConnection
alloc]initWithRequest:request delegate:self];

方法二

知识点A 设置代理方法在子线程中调用

设置代理，startImmediately为NO的时候，该方法不会自动发送请求

NSURLConnection
*connect = [[NSURLConnection alloc]initWithRequest:request delegate:self
startImmediately:NO];

手动通过代码的方式来发送请求

注意该方法内部会自动的把connect添加到当前线程的RunLoop中在默认模式下执行

[connect
start];

（2）如何控制代理方法在哪个线程调用

说明：默认情况下，代理方法会在主线程中进行调用（为了方便开发者拿到数据后处理一些刷新UI的操作不需要考虑到线程间通信）

设置代理方法的执行队列

[connect
setDelegateQueue:[[NSOperationQueue alloc]init]];

方法三:

设置代理，startImmediately为NO的时候，该方法不会自动发送请求

NSURLConnection *connect = [[NSURLConnection
alloc]initWithRequest:request delegate:self

startImmediately:NO];

设置代理方法的执行队列

[connect
setDelegateQueue:[[NSOperationQueue alloc]init]];

发送请求

注意该方法内部会自动的把connect添加到当前线程的RunLoop中在默认模式下执行

[connect
start];

知识点B 如果把发送网络请求的方法也放在子线程中执行如何

使用GCD开启一个子线程来发送网络请求

dispatch_async(dispatch_get_global_queue(0, 0), ^{

 使用非自动发送网络请求模式,发送请求OK

 创建NSURLConnection对象，设置代理，暂不发送

NSURLConnection *connect = [[NSURLConnection
alloc]initWithRequest:request delegate:self

startImmediately:NO];

 设置代理方法的执行队列

[connect setDelegateQueue:[[NSOperationQueue alloc]init]];

 调用start发送网络请求

[connect start];

 NSURLConnection*connect = [[NSURLConnection

alloc]initWithRequest:request delegate:self];

 connect setDelegateQueue:[[NSOperationQueue

alloc]init]];

 创建当前线程的runloop，并开启runloop

 [[NSRunLoop

currentRunLoop] run];

});

}

使用上面的方法一，发送请求失败,为什么呢?（需要改造代码）

(runloop和NSURLConnection的关系)?

01

网络请求发送和数据接收是否成功，和一些因素相关，比如客户端的网速、服务器端的查询速度等等。

02 而在子线程中创建的NSURLConnection对象是一个临时变量，当请求发送完成之后就被释放了，所以这个时候它的代理方法不会调用用。

03 为什么使用方法二是OK的。因为在方法二中，调用了start来开始发送网络请求，该方法内部会自动将当前的connect作为一个Source添加到当前线程所在的Runloop中，如果当前线程是子线程（即当前线程的runloop并未创建），那么该方法内部会默认先创建当前线程的Runloop,设置在runloop的默认模式下运行。此时runloop会对这个Connect对象进行强引用，保证了代理方法被调用的前提
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