iOS – RunLoop

iOS – RunLoop

1.RunLoop简介

1.1 什么是RunLoop

粗略来说就是:运行循环,可以清楚成一个死循环,一贯在运转。

RunLoop实际上就是一个目的,这个目标用来处理程序运行过程中出现的各样风波(触摸、提姆er、网络),从而保障线程的不停运行,而且在尚未事件处理的时候,会跻身休眠,从而节省CPU资源,提升程序性能。

OSX/iOS系统中,提供了六个这样的对象:NSRunLoop 和
CFRunLoopRef。CFRunLoopRef 是在CoreFoundation 框架内的,它提供了纯 C
函数的 API,所以那一个API都是现成安全的;NSRunLoop是依照 CFRunLoopRef
的包装,提供了面向对象的API,不过这些API不是现成安全的。

1.2 RunLoop和线程

RunLoop
和线程有很仔细的关联,我们领会线程的职责是用来执行一个或两个特定的天职,可是在默认意况下,线程执行完事后就会脱离。这时候,假诺大家想让这多少个线程一直去处理任务,并不脱离,所以就有了RunLoop。

  1. 一条线程对应一个RunLoop对象,可是子线程中的RunLoop默认是不运行的,需要调用RunLoop的run方法,这么些措施就是一个死循环
  2. 咱俩只能在最近线程中操作当前线程的RunLoop对象;
  3. RunLoop对象是在率先次拿走RunLoop对象时成立,在线程停止的时候销毁;
  4. 主线程RunLoop对象,系统帮大家创设好了,子线程的RunLoop对象,需要我们团结一心去创建。

1.3 默认情形下的主线程的RunLoop原理

俺们在起步一个先后的时候,系统会调用创立项目时自动生成的 main.m 文件:

int main(int argc, char * argv[]) {
    @autoreleasepool {
        return UIApplicationMain(argc, argv, nil, NSStringFromClass([AppDelegate class]));
    }
}

 其中 UIApplicationMain 函数内部帮大家打开了主线程的
RunLoop,UIApplicationMain 函数内部有一个无线循环的代码,下边开启
RunLoop 的代码可以大概的明亮为以下代码:

int main(int argc, char * argv[]) {        
    BOOL running = YES;
    do {
        // 执行各种任务,处理各种事件
        // ......
    } while (running);

    return 0;
}

 从下面可以看到,程序一贯在 do-while 循环中施行,所以 UIApplicationMain
函数一贯未曾回来,大家在运行程序以后,不会应声退出,会维持不断运转情形。

来看一张官方的 RunLoop 模型图:

图片 1

从上图中可以观察,RunLoop 就是线程中的的一个巡回,RunLoop
在循环中会不断检测,通过 Input Source (输入源) 和 提姆(Tim)er Source(定时源)
两种事件源来等待接受事件,然后对收到到的事件通报线程处理,并在没有事件的时候休息。

2.RunLoop相关类

下面我们来了然一下 Core Fundation 框架下,关于RunLoop 的5个类:

  1. CFRunLoopRef:代表RunLoop对象
  2. CFRunLoopModeRef:代表RunLoop的周转格局
  3. CFRunLoopSourceRef:就是RunLoop模型中关系的输入源/事件源
  4. CFRunLoop提姆erRef:就是RunLoop模型中的定时源
  5. CFRunLoopObserverRef:观看者,可以监听RunLoop的事态改变

上面是这5个类的涉嫌图:

图片 2

透过上图,我们可以看来,一个RunLoop对象(CFRunLoopRef)包含若干个运行格局(CFRunLoopModeRef),每一个运行格局下又带有着几两个输入源(CFRunLoopSourceRef),定时源(CFRunLoop提姆(Tim)erRef),寓目者(CFRunLoopObserverRef)

  • 老是RunLoop启动的时候,只好指定其中的一种运行情势(CFRunLoopModeRef),这些运行形式被喻为
    currentMode
  • 倘使需要切换运行格局(CFRunLoopModeRef),只好退出
    RunLoop,在再次指定一个运转情势(CFRunLoopModeRef)进入
  • 如此这般做紧倘使为着分割开输入源(CFRunLoopSourceRef),定时源(CFRunLoop提姆(Tim)erRef),观望者(CFRunLoopObserverRef),使其不受影响

2.1 CFRunLoopRef

CFRunLoopRef 就是 Core Foundation 框架下的 RunLoop
类,我们得以经过以下办法来收获 RunLoop 对象:

  • Core Foundation

    CFRunLoopGetCurrent(); // 得到当前线程的RunLoop对象
    CFRunLoopGetMain(); // 拿到主线程的RunLoop对象

  •  Foundation

    [NSRunLoop currentRunLoop]; // 获得当前线程的RunLoop对象
    [NSRunLoop mainRunLoop]; // 得到主线程的RunLoop对象

 2.2 CFRunLoopModeRef

系统默认定义了多种运转情势:

  1. kCFRunLoopDefaultMode :
    App的默认运行形式,平常主线程是在那么些运行模式下运行
  2. UITrackingRunLoopMode :跟踪用户的交互事件
    (用于scrollView追踪触摸滑动,保证界面滑动时不受其他mode影响),只可以是触摸事件唤醒,级别最大
  3. UIInitializationRunLoopMode:在刚启航App的时候进入的首先个mode,启动成功后就不在使用
  4. GS伊夫ntReceiveRunLoopMode:接受系统之中事件,平日用不到
  5. kCFRunLoopCommonMode:占位格局,不是一种真正的运作情势,

2.3 CFRunLoopTimerRef

CFRunLoop提姆(Tim)erRef 定时源,了解为基于时间的触发器,基本上就是NS提姆(Tim)er。

 下边大家来演示下 CFRunLoopModeRef 和 CFRunLoop提姆(Tim)erRef
结合的应用用法,从而加重了然:

 – 大家先新建一个iOS项目,在Main.storyboard中拖入一个Text View。

 – 在ViewController.m 文件中投入以下代码

- (void)viewDidLoad {
    [super viewDidLoad];

    // 定义一个定时器,约定两秒之后调用self的run方法
    NSTimer *timer = [NSTimer timerWithTimeInterval:2.0 target:self selector:@selector(run) userInfo:nil repeats:YES];

    // 将定时器添加到当前RunLoop的NSDefaultRunLoopMode下
    [[NSRunLoop currentRunLoop] addTimer:timer forMode:NSDefaultRunLoopMode];
}

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

  –
然后运行,这时候我们会发觉只要大家不对模拟器举办其余操作的话,定时器会平稳的每隔2秒调用run
方法打印

 – 然而当我们拖动Text View 滚动时,我们发现 :run 方法不打印了,也就是说
NS提姆(Tim)er 不干活了。而当我们松手鼠标的时候, NS提姆er就又起来正常办事了。

这是因为:

  • 当大家不做此外操作的时候,RunLoop 处于 NSDefaultRunLoopMode 下
  • 而当大家拖动 Text View 的时候,RunLoop 就寿终正寝
    NSDefaultRunLoopMode,切换来了 UITrackingRunLoopMode
    形式下,这些情势下并未添加 NS提姆er,所以我们的 NSTimer 就不做事了
  • 但当我们放手鼠标的时候,RunLoop就得了 UITrackingRunLoopMode
    情势,又切换回 NSDefaultRunLoopMode 模式,所以 NS提姆(Tim)er
    就又起来正常办事了。

可以试着将下边代码中的:

// 将定时器添加到当前RunLoop的NSDefaultRunLoopMode下
    [[NSRunLoop currentRunLoop] addTimer:timer forMode:NSDefaultRunLoopMode];

 换成

// 将定时器添加到当前RunLoop的NSDefaultRunLoopMode下
    [[NSRunLoop currentRunLoop] addTimer:timer forMode:UITrackingRunLoopMode];

 也就是将定时器添加到当前 RunLoop 的UITrackingRunLoopMode
下,你就会发觉定时器只会在拖动 Text View
的形式下工作,而不做操作的时候,定时器就不做事。

这难道大家就不可能再这二种格局下让NS提姆(Tim)er都能健康工作呢?

当然可以啊,这就用到了前头说的 伪情势(kCFRunLoopCommonModes)
,也可以清楚为占位情势,这实际上不是一种真实的形式,而是一种标志格局,意思就是可以在打上Common
Modes标记的情势下运作。

那么此时,我们需要将 NSDefaultRunLoopMode 和 UITrackingRunLoopMode
打上标记,所以我们即便将NS提姆(Tim)er 添加到眼前 RunLoop 的占位情势下就足以让
NS提姆er 在不做操作和拖动 Text View 两种状态下快乐的劳作了。

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

 顺便讲一下 NS提姆er 中的 scheduled提姆erWith提姆(Tim)eInterval 方法和 RunLoop
的涉嫌:

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

 这句代码调用了 scheduledTimer 重回的定时器,NS提姆er 会自动被投入到了
RunLoop 的 NSDefaultRunLoopMode 形式下,这句代码相当于下边两句代码:

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

 2.4 CFRunLoopSourceRef

CFRunLoopSourceRef 是事件源,它有二种分类方法:

先是种:按照法定文档来分类(就像RunLoop模型图中那样):

  • Port-Based Sources (基于端口)
  • Custom Input Sources (自定义)
  • Cocoa Perform Selector Sources

其次种:依据函数调用栈来分类:

  • Source0:非基于Port(这是个什么?举办间通信的轻量级的主意?),处理App内部事件、App负责管理,如UI伊芙nt、CFS
    ocket.
  • Source1:基于Port,通过基础和其它线程通信,接收、分发系统事件

那二种分类方法实在并未区别,只可是第一种是透过官方理论来分类,第三种是在骨子里运用中通过调用函数来分类、。 

下边我们举个例子大致来询问一下函数调用栈和Source:

图片 3

当大家点击黑色区域的时候,会弹出下边的窗口,这就是点击事件暴发的函数调用栈:

图片 4

 

为此点击事件是这般来的:

  1. 第一程序启动,调用 16
    行的main函数,main函数调用15行的UIApplicationMain函数,然后直接往上调用函数,最后调用到
    0 行的BtnClick 函数,即点击函数。
  2. 并且我们得以见到11 行中有Sources0,也就是说我们点击事件是属于
    Sources0 函数的,点击事件就是在 Sources0 中处理的。
  3. 而有关
    Sources1,则是用来接过、分发系统事件,然后再分发到Sources0中处理的。

2.5 CFRunLoopObserverRef

CFRunLoopObserverRef 是观看者,用来监听RunLoop的景色改变:

typedef CF_OPTIONS(CFOptionFlags, CFRunLoopActivity) {
    kCFRunLoopEntry = (1UL << 0),               // 即将进入Loop:1
    kCFRunLoopBeforeTimers = (1UL << 1),        // 即将处理Timer:2    
    kCFRunLoopBeforeSources = (1UL << 2),       // 即将处理Source:4
    kCFRunLoopBeforeWaiting = (1UL << 5),       // 即将进入休眠:32
    kCFRunLoopAfterWaiting = (1UL << 6),        // 即将从休眠中唤醒:64
    kCFRunLoopExit = (1UL << 7),                // 即将从Loop中退出:128
    kCFRunLoopAllActivities = 0x0FFFFFFFU       // 监听全部状态改变  
};

 下边大家透过代码来监听RunLoop中的状态改变:

  1. 添加以下代码:

    • (void)viewDidLoad {
      [super viewDidLoad];

      // 创造观察者
      CFRunLoopObserverRef observer = CFRunLoopObserverCreateWithHandler(CFAllocatorGetDefault(), kCFRunLoopAllActivities, YES, 0, ^(CFRunLoopObserverRef observer, CFRunLoopActivity activity) {

        NSLog(@"监听到RunLoop发生改变---%zd",activity);
      

      });

      // 添加观看者到当下RunLoop中
      CFRunLoopAddObserver(CFRunLoopGetCurrent(), observer, kCFRunLoopDefaultMode);

      // 释放observer,最后添加完需要自由掉
      CFRelease(observer);
      }

 2.然后运行,看下打印结果:

2017-12-18 23:05:06.992894+0800 RunLoop[10436:1007150] 监听到RunLoop发生改变---2
2017-12-18 23:05:06.993346+0800 RunLoop[10436:1007150] 监听到RunLoop发生改变---4
2017-12-18 23:05:06.993608+0800 RunLoop[10436:1007150] 监听到RunLoop发生改变---2
2017-12-18 23:05:06.993798+0800 RunLoop[10436:1007150] 监听到RunLoop发生改变---4
2017-12-18 23:05:06.993986+0800 RunLoop[10436:1007150] 监听到RunLoop发生改变---2
2017-12-18 23:05:06.994204+0800 RunLoop[10436:1007150] 监听到RunLoop发生改变---4
2017-12-18 23:05:06.997608+0800 RunLoop[10436:1007150] 监听到RunLoop发生改变---2
2017-12-18 23:05:06.997771+0800 RunLoop[10436:1007150] 监听到RunLoop发生改变---4
2017-12-18 23:05:06.997951+0800 RunLoop[10436:1007150] 监听到RunLoop发生改变---2
2017-12-18 23:05:06.998064+0800 RunLoop[10436:1007150] 监听到RunLoop发生改变---4
2017-12-18 23:05:06.998226+0800 RunLoop[10436:1007150] 监听到RunLoop发生改变---2
2017-12-18 23:05:06.998342+0800 RunLoop[10436:1007150] 监听到RunLoop发生改变---4
2017-12-18 23:05:06.999366+0800 RunLoop[10436:1007150] 监听到RunLoop发生改变---2
2017-12-18 23:05:06.999518+0800 RunLoop[10436:1007150] 监听到RunLoop发生改变---4
2017-12-18 23:05:06.999653+0800 RunLoop[10436:1007150] 监听到RunLoop发生改变---2
2017-12-18 23:05:06.999757+0800 RunLoop[10436:1007150] 监听到RunLoop发生改变---4
2017-12-18 23:05:07.002657+0800 RunLoop[10436:1007150] 监听到RunLoop发生改变---2
2017-12-18 23:05:07.003307+0800 RunLoop[10436:1007150] 监听到RunLoop发生改变---4
2017-12-18 23:05:07.067024+0800 RunLoop[10436:1007150] 监听到RunLoop发生改变---2
2017-12-18 23:05:07.067467+0800 RunLoop[10436:1007150] 监听到RunLoop发生改变---4
2017-12-18 23:05:07.068242+0800 RunLoop[10436:1007150] 监听到RunLoop发生改变---32
2017-12-18 23:05:07.248755+0800 RunLoop[10436:1007150] 监听到RunLoop发生改变---64

 可以看看RunLoop的状态在频频的变动,最后变成了情状32,也就是即将进入睡眠状态,表达RunLoop之后就会进去睡眠情状。

3. RunLoop 原理

下边,我们来领悟下RunLoop的运行逻辑了:

图片 5

这张图对于我们领会RunLoop很有援助,下面我们说下官方文档给大家的RunLoop逻辑:

在每一回运行开启RunLoop的时候,所在线程的RunLoop会自动处理此前未处理的轩然大波,并且公告有关的观察者:

  1. 通报观看者RunLoop已经启动
  2. 照会观望者即将要起来的定时器
  3. 通报观望者任何即将启动的非基于端口的源
  4. 起步任何准备好的非基于端口的源
  5. 假如依照端口的源准备好并处于等候意况,立时启动,并跻身步骤9
  6. 照会观看者线程进入休眠状态
  7. 将线程置于休眠直到任一下边的轩然大波时有暴发:某一事变到达基于端口的源 –
    定时器启动 – RunLoop设置的时光已经晚点 – RunLoop被展现唤醒
  8. 公告观看者线程将被提示
  9. 处理未处理的轩然大波 –
    要是用户定义的定时器启动,处理定时器事件同仁一视启RunLoop,进入步骤2  –
    如果输入源启动,传递相应的音信 –
    假如RunLoop被呈现唤醒而且时间还没超时,重启RunLoop,进入步骤2
  10. 照会寓目者RunLoop截至。

4 使用情况

4.1 后台常驻线程(很常用)

大家在开发顺序的进程中,假诺后台操作特别频繁,日常会在子线程做一些耗时操作(下载文件、后台播放音乐等),我们最好能让这条线程永远常驻内存。

这就是说咋办吗?

添加一条用于常驻内存的强引用的子线程,在该线程的RunLoop下添加一个
Sources,开启 RunLoop。

- (void)viewDidLoad {
    [super viewDidLoad];

    // 创建线程,并调用run1方法执行任务
    self.thread = [[NSThread alloc] initWithTarget:self selector:@selector(run1) object:nil];
    // 开启线程
    [self.thread start];    
}

- (void) run1
{
    // 这里写任务
    NSLog(@"----run1-----");

    // 添加下边两句代码,就可以开启RunLoop,之后self.thread就变成了常驻线程,可随时添加任务,并交于RunLoop处理
    [[NSRunLoop currentRunLoop] addPort:[NSPort port] forMode:NSDefaultRunLoopMode];
    [[NSRunLoop currentRunLoop] run];

    // 测试是否开启了RunLoop,如果开启RunLoop,则来不了这里,因为RunLoop开启了循环。
    NSLog(@"未开启RunLoop");
}

 运行之后发现打印了 —run1— ,而未开启RunLoop则未打印。

这般大家就开启了一条常驻线程,假若我们再去添加此外任务的时候,—run1—还会延续打印,这就落实了常驻线程的急需。

 

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