RunLoop基本简介(一)

最近研究了一下RunLoop，发现这个还是我们不得不面对的一个课题，对这几天的研究做个总结

一.什么是RunLoop

苹果不允许直接创建 RunLoop，它只提供了两个自动获取的函数：CFRunLoopGetMain() 和 CFRunLoopGetCurrent()。这两个函数内部的逻辑大概是下面这样:

/// 全局的Dictionary，key 是 pthread_t， value 是 CFRunLoopRef
static CFMutableDictionaryRef loopsDic;
/// 访问 loopsDic 时的锁
static CFSpinLock_t loopsLock;


/// 获取一个 pthread 对应的 RunLoop。
CFRunLoopRef _CFRunLoopGet(pthread_t thread) {
    OSSpinLockLock(&loopsLock);

    if (!loopsDic) {
        // 第一次进入时，初始化全局Dic，并先为主线程创建一个 RunLoop。
        loopsDic = CFDictionaryCreateMutable();
        CFRunLoopRef mainLoop = _CFRunLoopCreate();
        CFDictionarySetValue(loopsDic, pthread_main_thread_np(), mainLoop);
    }

    /// 直接从 Dictionary 里获取。
    CFRunLoopRef loop = CFDictionaryGetValue(loopsDic, thread));

    if (!loop) {
        /// 取不到时，创建一个
        loop = _CFRunLoopCreate();
        CFDictionarySetValue(loopsDic, thread, loop);
        /// 注册一个回调，当线程销毁时，顺便也销毁其对应的 RunLoop。
        _CFSetTSD(..., thread, loop, __CFFinalizeRunLoop);
    }

    OSSpinLockUnLock(&loopsLock);
    return loop;
}


CFRunLoopRef CFRunLoopGetMain() {
    return _CFRunLoopGet(pthread_main_thread_np());
}


CFRunLoopRef CFRunLoopGetCurrent() {
    return _CFRunLoopGet(pthread_self());
}

RunLoop是转圈，然后系统一直跑圈，如果是没有事情了，那么进入睡眠状态，CPU有事做事，没事休眠，提高CPU的利用率.

RunLoop只能处于一个模式，如果要去另一模式，先去暂停，然后再去开启另一个模式,去运行另一个模式内部的Timer,Source,Observer

RunLoop的懒加载，要用引文的代码

RunLoop有默认模式

1.1 NSTimer

在项目中我们经常使用定时器，现在简单的使用一下

- (void)timer
{
   //使用这个方法创建的timer，一定要显示的添加到RunLoop中
    NSTimer *timer = [NSTimer timerWithTimeInterval:2.0
                                             target:self
                                           selector:@selector(run)
                                           userInfo:nil
                                            repeats:YES];
    // 定时器只运行在NSDefaultRunLoopMode下，一旦RunLoop进入其他模式，这个定时器就不会工作
    //    [[NSRunLoop currentRunLoop] addTimer:timer forMode:NSDefaultRunLoopMode];
    
    // 定时器只运行在UITrackingRunLoopMode下，一旦RunLoop进入其他模式，这个定时器就不会工作
    //    [[NSRunLoop currentRunLoop] addTimer:timer forMode:UITrackingRunLoopMode];
    
    // 定时器会跑在标记为common modes的模式下
    // 标记为common modes的模式：UITrackingRunLoopMode和NSDefaultRunLoopMode
    [[NSRunLoop currentRunLoop] addTimer:timer forMode:NSRunLoopCommonModes];
}

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

demo的样式

- (void)timer2
{
    // 调用了scheduledTimer返回的定时器，已经自动被添加到当前runLoop中，而且是NSDefaultRunLoopMode
    NSTimer *timer = [NSTimer scheduledTimerWithTimeInterval:2.0
                                                      target:self
                                                    selector:@selector(run)
                                                    userInfo:nil
                                                     repeats:YES];
    
    // 修改模式
    [[NSRunLoop currentRunLoop] addTimer:timer forMode:NSRunLoopCommonModes];

   //NSTimer scheduledWithTarget 默认已经添加到了当前RunLoop中的默认模式，
   //但是拖拽之后，也是会停止的，所以你可以添加一下这个问题common模式
}

tag：
1.common的时候也只是运行了一种模式，而不是两种，只是default和tracking都是common模式,静止的时候是default模式，而tracking的时候，停止了default模式中的所有东西，然后开启了tracking内部的所有东西
2.[[NSRunLoop currentRunLoop] addTimer:timer forMode:NSRunLoopCommonModes];这个是将timer添加到RunLoop，并且指定了mode，将来很多属性都有设置相应的mode，要去注意; 例如：如何优化UITableview的时候，我们让照片不去更新，只有在defaultMode下才去更新(下边有这个例子)
3.面试题：为什么轮播图有的时候在我们滑动tableview的时候停止了，如何修改

1.2 CFRunLoopRef

在 CoreFoundation 里面关于 RunLoop 有5个类:

CFRunLoopRef
CFRunLoopModeRef
CFRunLoopSourceRef
CFRunLoopTimerRef
CFRunLoopObserverRef

其中 CFRunLoopModeRef 类并没有对外暴露，只是通过 CFRunLoopRef 的接口进行了封装。他们的关系如下:

关系图

一个 RunLoop 包含若干个 Mode，每个 Mode 又包含若干个 Source/Timer/Observer。每次调用 RunLoop 的主函数时，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。

CFRunLoopSourceRef 是事件产生的地方。Source有两个版本：Source0 和 Source1（从调用栈来分的）。source就是事件
• Source0 只包含了一个回调（函数指针），它并不能主动触发事件。使用时，你需要先调用 CFRunLoopSourceSignal(source)，将这个 Source 标记为待处理，然后手动调用 CFRunLoopWakeUp(runloop) 来唤醒 RunLoop，让其处理这个事件。
• Source1 包含了一个 mach_port 和一个回调（函数指针），被用于通过内核和其他线程相互发送消息。这种 Source 能主动唤醒 RunLoop 的线程，其原理在下面会讲到。

区别：source0是本线程的东西，source1是处理其他线程或者是内核传递过来的事件

CFRunLoopTimerRef 是基于时间的触发器，它和 NSTimer 是toll-free bridged 的，可以混用。其包含一个时间长度和一个回调（函数指针）。当其加入到 RunLoop 时，RunLoop会注册对应的时间点，当时间点到时，RunLoop会被唤醒以执行那个回调。

CFRunLoopObserverRef 是观察者，每个 Observer 都包含了一个回调（函数指针），当 RunLoop 的状态发生变化时，观察者就能通过回调接受到这个变化。

上面的 Source/Timer/Observer 被统称为 mode item，一个 item 可以被同时加入多个 mode。但一个 item 被重复加入同一个 mode 时是不会有效果的。
如果一个 mode 中一个 item 都没有，则 RunLoop 会直接退出，不进入循环。

调用栈示意图

RunLoop的示意图

该图的示意：
1.就是跑圈，然后看看有无Port，Source0，Timer事件，如果有，执行，但是如果没有，那么就歇息停止；
2.如果有timer，那么每隔几秒，就去跑圈，看看有没有东西要去执行，如果东西，那么就去执行，没听，进入休眠,倾倒自动释放池

CFRunLoopObserverRef

整体流程图

RunLoop观察者,只观察runLoop的状态；可以观测的时间点有以下几个：

/* 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
};

创建一个观察者

- (void)observer
{
    // 创建observer
    /**
     1.创建的时候有两种方法，但是这个比较好，因为使用的是block回调，而另一方法使用的是指针函数
     */
    CFRunLoopObserverRef observer = CFRunLoopObserverCreateWithHandler(CFAllocatorGetDefault(), kCFRunLoopAllActivities, YES, 0, ^(CFRunLoopObserverRef observer, CFRunLoopActivity activity) {
        NSLog(@"----监听到RunLoop状态发生改变---%zd", activity);
    });

    // 添加观察者：监听RunLoop的状态
    /**
     1.CFRunLoopRef fl 表示要去监听哪一个runLoop
     2.CFRunLoopObserverRef observer 监听者，手动创建
     3.CFRunLoopMode mode ,监听什么模式下的
     */
    CFRunLoopAddObserver(CFRunLoopGetCurrent(), observer, kCFRunLoopDefaultMode);
    
    // 释放Observer
    /*
     CF的内存管理（Core Foundation）
     1.凡是带有Create、Copy、Retain等字眼的函数，创建出来的对象，都需要在最后做一次release
     * 比如CFRunLoopObserverCreate
     2.release函数：CFRelease(对象);
     */

    CFRelease(observer);
}

打印结果
2017-04-15 13:47:03.042 04-RunLoop[3908:127518] ----监听到RunLoop状态发生改变---1
2017-04-15 13:47:03.043 04-RunLoop[3908:127518] ----监听到RunLoop状态发生改变---2
2017-04-15 13:47:03.044 04-RunLoop[3908:127518] ----监听到RunLoop状态发生改变---4
2017-04-15 13:47:03.049 04-RunLoop[3908:127518] ----监听到RunLoop状态发生改变---2
2017-04-15 13:47:03.050 04-RunLoop[3908:127518] ----监听到RunLoop状态发生改变---4
2017-04-15 13:47:03.052 04-RunLoop[3908:127518] ----监听到RunLoop状态发生改变---2
2017-04-15 13:47:03.054 04-RunLoop[3908:127518] ----监听到RunLoop状态发生改变---4
2017-04-15 13:47:03.055 04-RunLoop[3908:127518] ----监听到RunLoop状态发生改变---2
2017-04-15 13:47:03.055 04-RunLoop[3908:127518] ----监听到RunLoop状态发生改变---4
2017-04-15 13:47:03.056 04-RunLoop[3908:127518] ----监听到RunLoop状态发生改变---2
2017-04-15 13:47:03.056 04-RunLoop[3908:127518] ----监听到RunLoop状态发生改变---4
2017-04-15 13:47:03.056 04-RunLoop[3908:127518] ----监听到RunLoop状态发生改变---2
2017-04-15 13:47:03.056 04-RunLoop[3908:127518] ----监听到RunLoop状态发生改变---4
2017-04-15 13:47:03.792 04-RunLoop[3908:127518] ----监听到RunLoop状态发生改变---2
2017-04-15 13:47:03.792 04-RunLoop[3908:127518] ----监听到RunLoop状态发生改变---4
2017-04-15 13:47:03.793 04-RunLoop[3908:127518] ----监听到RunLoop状态发生改变---2
2017-04-15 13:47:03.793 04-RunLoop[3908:127518] ----监听到RunLoop状态发生改变---4
2017-04-15 13:47:03.793 04-RunLoop[3908:127518] ----监听到RunLoop状态发生改变---2
2017-04-15 13:47:03.793 04-RunLoop[3908:127518] ----监听到RunLoop状态发生改变---4
2017-04-15 13:47:03.793 04-RunLoop[3908:127518] ----监听到RunLoop状态发生改变---2
2017-04-15 13:47:03.793 04-RunLoop[3908:127518] ----监听到RunLoop状态发生改变---4
2017-04-15 13:47:03.793 04-RunLoop[3908:127518] ----监听到RunLoop状态发生改变---32
2017-04-15 13:47:04.340 04-RunLoop[3908:127518] ----监听到RunLoop状态发生改变---64
2017-04-15 13:47:04.340 04-RunLoop[3908:127518] ----监听到RunLoop状态发生改变---2
2017-04-15 13:47:04.341 04-RunLoop[3908:127518] ----监听到RunLoop状态发生改变---4
2017-04-15 13:47:04.341 04-RunLoop[3908:127518] ----监听到RunLoop状态发生改变---32
2017-04-15 13:48:00.000 04-RunLoop[3908:127518] ----监听到RunLoop状态发生改变---64
2017-04-15 13:48:00.009 04-RunLoop[3908:127518] ----监听到RunLoop状态发生改变---2
2017-04-15 13:48:00.009 04-RunLoop[3908:127518] ----监听到RunLoop状态发生改变---4
2017-04-15 13:48:00.010 04-RunLoop[3908:127518] ----监听到RunLoop状态发生改变---32

这段代码配置上面的option来看，就知道1,2,4,32,64是什么意思了，就知道了RunLoop运行的顺序了

kCFRunLoopEntry(1)进入runloop
kCFRunLoopBeforeTimers(2)
kCFRunLoopBeforeSources(4)

'''

kCFRunLoopBeforeTimers(2)
kCFRunLoopBeforeSources(4)

kCFRunLoopBeforeWaiting(32)
kCFRunLoopAfterWaiting(64)醒了，开始跑圈

kCFRunLoopBeforeTimers(2)
kCFRunLoopBeforeSources(4)

kCFRunLoopBeforeWaiting(32)进入睡眠了~

可以去拦截系统的方法，在执行系统方法之前，做点东西

如果我们添加一个定时器怎么样？

- (void)viewDidLoad {
    [super viewDidLoad];
    
    [self timer];
    [self observer];
}


2017-04-15 14:02:34.850 04-RunLoop[4148:139374] ----run
2017-04-15 14:02:34.850 04-RunLoop[4148:139374] ----监听到RunLoop状态发生改变---2
2017-04-15 14:02:34.850 04-RunLoop[4148:139374] ----监听到RunLoop状态发生改变---4
2017-04-15 14:02:34.851 04-RunLoop[4148:139374] ----监听到RunLoop状态发生改变---32
2017-04-15 14:02:36.848 04-RunLoop[4148:139374] ----监听到RunLoop状态发生改变---64
2017-04-15 14:02:36.849 04-RunLoop[4148:139374] ----run
2017-04-15 14:02:36.849 04-RunLoop[4148:139374] ----监听到RunLoop状态发生改变---2
2017-04-15 14:02:36.849 04-RunLoop[4148:139374] ----监听到RunLoop状态发生改变---4
2017-04-15 14:02:36.850 04-RunLoop[4148:139374] ----监听到RunLoop状态发生改变---32
2017-04-15 14:02:38.848 04-RunLoop[4148:139374] ----监听到RunLoop状态发生改变---64
2017-04-15 14:02:38.849 04-RunLoop[4148:139374] ----run
2017-04-15 14:02:38.849 04-RunLoop[4148:139374] ----监听到RunLoop状态发生改变---2
2017-04-15 14:02:38.850 04-RunLoop[4148:139374] ----监听到RunLoop状态发生改变---4
2017-04-15 14:02:38.850 04-RunLoop[4148:139374] ----监听到RunLoop状态发生改变---32
2017-04-15 14:02:40.849 04-RunLoop[4148:139374] ----监听到RunLoop状态发生改变---64
2017-04-15 14:02:40.849 04-RunLoop[4148:139374] ----run
2017-04-15 14:02:40.850 04-RunLoop[4148:139374] ----监听到RunLoop状态发生改变---2
2017-04-15 14:02:40.850 04-RunLoop[4148:139374] ----监听到RunLoop状态发生改变---4
2017-04-15 14:02:40.850 04-RunLoop[4148:139374] ----监听到RunLoop状态发生改变---32

观察:
32和64之间的时间间隔是2s
也就是说， 32的时候，已经进入休眠时间了，然后等待2s之后，
唤醒系统，进入64，执行遍历timer的数据没，遍历有没有Source，如果有，执行，打印run~~继续这样

RunLoop基本简介(一)

一.什么是RunLoop

1.1 NSTimer

1.2 CFRunLoopRef

CFRunLoopObserverRef

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