关键词:
一. 认识NSRunloop
1.1 NSRunloop与程序运行
那么具体什么是NSRunLoop呢?其实NSRunLoop的本质是一个消息机制的处理模式。让我们首先来看一下程序的入口——main.m文件,一个ios程序启动后,只有短短的十行代码居然能保持整个应用程序一直运行而没有退出,是不是有点意思?程序之所以没有直接退出是因为UIApplicationMain这个函数内部默认启动了一个跟主线程相关的NSRunloop对象,而UIApplicationMain这个函数一直执行没有返回就保存程序一直运行的状态。
1 #import <UIKit/UIKit.h> 2 3 #import "AppDelegate.h" 4 5 int main(int argc, char * argv[]) { 6 7 @autoreleasepool { 8 9 return UIApplicationMain(argc, argv, nil, NSStringFromClass([AppDelegate class])); 10 11 } 12 13 }
文章之初我们暂且将NSRunloop理解为实现这样功能的一段代码 , 这可以帮助我们更好的理解NSRunloop处理事件的过程(实际上远比这复杂的多:))。
1 int main(int argc, char * argv[]) { 2 3 BOOL runnning =YES; 4 do{ 5 ... 6 //处理各种操作 各种事件 7 ... 8 }while(running); 9 10 return 0; 11 }
下面用官方提供的一幅非常经典的图片,来认识NSRunloop循环处理时间的流程。
通过所有的“消息”都被添加到了NSRunLoop中去,而在这里这些消息并分为“input source”和“Timer source” 并在循环中检查是不是有事件需要发生,如果需要那么就调用相应的函数处理。由此形成了运行->检测->休眠 ->运行 的循环状态。
1.1 NSRunloop与线程之间关系的解析
简单说,一条线程对应一个NSRunloop对象。主线程NSRunloop对象是默认开启的,其他线程的NSRunloop对象需要手动获取。其实NSRunloop对象是懒加载的,所以不需要实例化这个类,而是直接调用获取线程Runloop的方法即可唤醒。Runloop在第一次获取时创建,在线程结束时销毁。保持NSRunloop一直存在的方法稍后介绍。
1.1.1 获得NSRunloop对象的方法
iOS其实有两套Api来访问和使用Runloop , NSRunloop是对CFRunloopRef的进一步封装,并且CFRunloopRef是线程安全的,而这一点NSRunloop并不能保证。
Foundation ->NSRunloop
获得当前线程的Runloop的方法 [NSRunloop currentRunloop];
获得主线程的Runloop的方法 [NSRunloop mainRunloop];
Core Foundation ->CFRunloopRef
CFRunloopGetCurrent();
CFRunloopGetMain();
由苹果官方文档可以看出线程和Runloop对象的对应关系。如果你仔细阅读可以从代码中可以看出runloop的存储方式是字典,而且key是线程。
1 // should only be called by Foundation 2 // t==0 is a synonym for "main thread" that always works 3 4 //函数返回值为CFRunLoopRef 形参类型为pthread_t 根据线程创建runloop对象 5 6 CF_EXPORT CFRunLoopRef _CFRunLoopGet0(pthread_t t) { 7 8 if (pthread_equal(t, kNilPthreadT)) { 9 10 t = pthread_main_thread_np(); 11 12 } 13 14 __CFLock(&loopsLock); 15 16 if (!__CFRunLoops) { 17 18 __CFUnlock(&loopsLock); 19 20 CFMutableDictionaryRef dict = CFDictionaryCreateMutable(kCFAllocatorSystemDefault, 0, NULL, &kCFTypeDictionaryValueCallBacks); 21 22 //由此句可得出 调用其他线程NSRunloop对象也会首先创建主线程NSRunloop对象 23 CFRunLoopRef mainLoop = __CFRunLoopCreate(pthread_main_thread_np()); 24 25 CFDictionarySetValue(dict, pthreadPointer(pthread_main_thread_np()), mainLoop); 26 27 if (!OSAtomicCompareAndSwapPtrBarrier(NULL, dict, (void * volatile *)&__CFRunLoops)) { 28 29 CFRelease(dict); 30 31 } 32 33 CFRelease(mainLoop); 34 35 __CFLock(&loopsLock); 36 37 } 38 39 CFRunLoopRef loop = (CFRunLoopRef)CFDictionaryGetValue(__CFRunLoops, pthreadPointer(t)); 40 41 __CFUnlock(&loopsLock); 42 43 if (!loop) { 44 45 CFRunLoopRef newLoop = __CFRunLoopCreate(t); 46 47 __CFLock(&loopsLock); 48 49 loop = (CFRunLoopRef)CFDictionaryGetValue(__CFRunLoops, pthreadPointer(t)); 50 51 if (!loop) { 52 53 CFDictionarySetValue(__CFRunLoops, pthreadPointer(t), newLoop); 54 55 loop = newLoop; 56 57 } 58 59 // don‘t release run loops inside the loopsLock, because CFRunLoopDeallocate may end up taking it 60 61 __CFUnlock(&loopsLock); 62 63 CFRelease(newLoop); 64 65 } 66 67 if (pthread_equal(t, pthread_self())) { 68 69 _CFSetTSD(__CFTSDKeyRunLoop, (void *)loop, NULL); 70 71 if (0 == _CFGetTSD(__CFTSDKeyRunLoopCntr)) { 72 73 _CFSetTSD(__CFTSDKeyRunLoopCntr, (void *)(PTHREAD_DESTRUCTOR_ITERATIONS-1), (void (*)(void *))__CFFinalizeRunLoop); 74 75 } 76 } 77 return loop; 78 }
1.1.2 Mode
Mode中有三个非常重要的组成部分,Timer(定时器)、 Source(事件源) 以及Observor(观察者)。一个 RunLoop 包含若干个 Mode,每个 Mode 又包含若干个 Source/Timer/Observer。首先要指出的是一个runloop启动时必须指定一个Mode , 并且这个Mode被称为currentMode 。如果要切换Mode,只能退出runloop重新进入。这样做主要是为了分隔开不同组的 Source/Timer/Observer,让其互不影响。随后我们会分别介绍每一类的具体作用与应用场景。
系统默认注册的Mode有五种
kCFRunloopDefaultMode // App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 界面滑动时不受其他Mode影响
UIinitializationRunloopMode //在app一启动进入的第一个Mode,启动完成后就不再使用
GSEventRecieveRunloopMode //苹果使用绘图相关
NSRunLoopCommonModes //占位模式
1.1.2.1 CFRunloopTimerRef 基于时间的触发器
NSTimer
首先说一下NSTimer,一个NSRunloop可以创建多个Timer。因为定时器只会运行在指定的Mode下 ,一旦Runloop进入其他模式, 定时器就不会工作了。
NSTimer的创建方法
[NSTimer scheduledTimerWithTimeInterval:<#(NSTimeInterval)#> target:<#(nonnull id)#> selector:<#(nonnull SEL)#> userInfo:<#(nullable id)#> repeats:<#(BOOL)#>]
该方法默认添加到当前runloop,并且Mode为kCFRunloopDefaultMode。
1 NSTimer * timer =[NSTimer timerWithTimeInterval:1.0 target:self selector:@selector(test) userInfo:nil repeats:YES];
2 [[NSRunLoop currentRunLoop] addTimer:timer forMode:NSRunLoopCommonModes]; //手动添加到runloop 可以指定Mode
这样声明的NSTimer可以解决在滑动scrollView时NSTimer不工作的问题。forMode:NSRunLoopCommonModes的意思为,定时器可以运行在标记为common modes模式下。具体包括两种: kCFRunloopDefaultMode 和 UITrackingRunloopMode。
GCD定时器
GCD定时器的优点有很多,首先不受Mode的影响,而Runloop受Mode影响时常不能正常工作,除此之外GCD的精确度明显高于NSTimer,这些优点让我们有必要了解GCD定时器这种方法。
1.1.2.2 CFRunloopSourceRef 事件源(输入源)
按照苹果官方文档,Source分类
Port-Based Sources 基于端口的 和其他线程 或者内核
Custom Input Sources
Cocoa Perform Selector Sources
按照函数调用栈来分类
Source0 : 非基于Port的
Source1: 基于port的,通过内核 和其他线程通信,接收、分发事件。
1.1.2.3 CFRunloopObservorRef 观察者监听runloop状态改变
1 /* Run Loop Observer Activities */ 2 3 typedef CF_OPTIONS(CFOptionFlags, CFRunLoopActivity) { 4 5 kCFRunLoopEntry = (1UL << 0), 6 7 kCFRunLoopBeforeTimers = (1UL << 1), 8 9 kCFRunLoopBeforeSources = (1UL << 2), 10 11 kCFRunLoopBeforeWaiting = (1UL << 5), 12 13 kCFRunLoopAfterWaiting = (1UL << 6), 14 15 kCFRunLoopExit = (1UL << 7), 16 17 kCFRunLoopAllActivities = 0x0FFFFFFFU 18 19 };
// 创建observer
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
CFRunLoopAddObserver(CFRunLoopGetCurrent(), observer, kCFRunLoopDefaultMode);
二 、实际应用
- 只在NSRUnloopDefaultModes 下显示图片
上面再举例NSTimer中已经阐述其中原理了,在此不再重复举例了。
2. 常驻线程
NSThread * thread = [NSThread alloc ]initWithTarget selector
[thread start];
通常执行完方法后线程就销毁了,那么现在有这样的需求,需要一条子线程一直存在,等待处理任务,与主线程之间互不干扰 (可以类比主线程存在原理,即添加消息循环Runloop)
1 // 通过添加port 或者timer 2 3 [[NSRunLoop currentRunLoop] addPort:[NSPort port] forMode:NSDefaultRunLoopMode]; 4 5 [[NSRunLoop currentRunLoop] run];
Ps:Runloop运行首先判断Mode是否为空,如果为空则退出循环,还可以通过removePort来移除端口。本例用添加port来实现,其他方法请读者自己多尝试。:)
3. 关于自动释放池
关于自动释放池,子线程开启runloop时要开启针对当前线程的autoreleasepool,在每次NSRunloop休眠前清理自动释放池。
关于自动释放池的具体用法本文暂时不进行描述,待日后在整理修改本帖。
参考资料:https://home.cnblogs.com/blog/
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