iOS中RunLoop

初识iOS RunLoop

iOS中应用程序app从开始运行一直处于等待的状态，接收到类似点击事件交互后执行相应的操作，完成后继续等待状态，直到我们将程序杀死。那么这个过程是怎么发生的呢？是如何通过相应的方式实现这种机制的呢？通过下面的代码探析：

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- (void)loop {
   BOOL message;
	do {
		message = [self getMessage];
		[self processMessage];
	} while (!message)
}

如上面的代码就可以达到这种机制。可以推测而出app从启动开始创建的主线程一定是在一个死循环中，没有任务的时候进行休眠，接收到任务后被激活执行任务。我们可以理解，这样一个管理线程执行任务就是RunLoop机制，线程在执行中的休眠与激活就是RunLoop对象进行管理的。

RunLoop与线程

RunLoop既然是用来管理线程的，那么他们直接有着怎样的关系。实际上，每一个线程中都有一个RunLoop对象，可以通过具体的方法获得。需要注意的是，除了主线程中RunLoop是默认创建并运行激活的，但并不是每一个线程中都有这个实例对象，如果我们不主动获取runloop，这个runloop就不存在，如果我们去获取不存在就去创建并返回。可以通过[NSRunLoop currentRunLoop]方法获取当前线程的runloop。

Cocoa中RunLoop

NSRunLoop是Cocoa框架中runloop的类非线程安全,关于NSRunLoop的方法如下：
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+ (NSRunLoop *)currentRunLoop;//获取当前线程的runloop，没有则创建并返回
+ (NSRunLoop *)mainRunLoop NS_AVAILABLE(10_5, 2_0)//获取当前主线程的runloop

- (CFRunLoopRef)getCFRunLoop；//返回CFRunLoopRef
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- (void)addTimer:(NSTimer *)timer forMode:(NSString *)mode;//将定时器添加到runloop中

- (void)addPort:(NSPort *)aPort forMode:(NSString *)mode;//添加输入源端口到runloop中
- (void)removePort:(NSPort *)aPort forMode:(NSString *)mode;//将某个输入源端口移除

- (nullable NSDate *)limitDateForMode:(NSString *)mode;//获取下个响应时间
- (void)acceptInputForMode:(NSString *)mode beforeDate:(NSDate *)limitDate;//在某个时间期限前接收响应
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- (void)run; //开始运行
- (void)runUntilDate:(NSDate *)limitDate;//到某个时间点运行
- (BOOL)runMode:(NSString *)mode beforeDate:(NSDate *)limitDate;//某个期限前运行

注意上面提供的方法：输入源被注册进Runloop中时会有方法进行remove，但是定时器却没有，但是定时器中的invalidate方法可以将其从runloop中移除，正如官方文档的说明：invalidate是重要也是唯一的可以将定时器从runloop的注销的方法，所以如果我们创建了定时器，就一定要在不使用时调用invalidate方法。

CoreFoundation中RunLoop

CFRunLoopRef是CoreFoundation框架中runloop的类线程安全,关于CoreFoundation中关于runloop的有一下类：
  • CFRunLoopRef
  • CFRunLoopModeRef
  • CFRunLoopSourceRef
  • CFRunLoopTimerRef
  • CFRunLoopObserverRef

Markdown preferences pane

CFRunLoopModeRef

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事件产生的地方。分为Source0 和 Source1
  • 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
CFRunLoopTimerRef基于时间的触发器

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：

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/* Run Loop Observer Activities */
typedef CF_OPTIONS(CFOptionFlags, CFRunLoopActivity) {
    kCFRunLoopEntry = (1UL << 0),//即将进入Loop
    kCFRunLoopBeforeTimers = (1UL << 1),//即将处理 Timer
    kCFRunLoopBeforeSources = (1UL << 2),//即将处理 Source
    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Loop
    kCFRunLoopAllActivities = 0x0FFFFFFFU
};
CFRunLoopModeRef

苹果公开提供的 Mode 有两个：kCFRunLoopDefaultMode (NSDefaultRunLoopMode)默认情况 和 UITrackingRunLoopMode追踪 ScrollView 滑动时的状态，你可以用这两个 Mode Name 来操作其对应的 Mode。

同时苹果还提供了一个操作 Common 标记的字符串：kCFRunLoopCommonModes (NSRunLoopCommonModes)，你可以用这个字符串来操作 Common Item。需要注意的是一个 Mode 可以将自己标记为”Common”属性（通过将其 ModeName 添加到 RunLoop 的 “commonModes” 中）。每当 RunLoop 的内容发生变化时，RunLoop 都会自动将 _commonModeItems 里的 Source/Observer/Timer 同步到具有 “Common” 标记的所有Mode里。
关于Mode更多点击这里

RunLoop 的内部逻辑

具体的流程如下图：

Markdown preferences pane

关于其中的逻辑讲解见参考博文中内容。

参考

1.iOS线下分享《RunLoop》

2.iOS中RunLoop机制浅探

3.深入理解RunLoop