什么是runLoop
runLoop实际上是一个对象，这个对象管理了需要处理的事件和消息，并提供了一个入口函数来执行Event Loop的逻辑。线程执行了这个入口函数后，函数内部会一直处在: 接收消息 -> 等待 -> 处理，知道循环结束<传去quit等>，函数返回
Event Loop
function loop() {
initialize();
do {
var message = get_next_message();
process_message(message);
} while (message != quit);
}
Event Loop的关键点在于：如何管理事件、消息，如何让线程在没有出来消息时休眠来减少资源占用，在消息到来时立即唤醒。
runLoop和线程的关系
苹果不允许直接创建RunLoop，只提供了函数: CFRunLoopGenMain()、CFRunLoopGetCurrent()
/// 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());
}
由代码可以知道：一个runloop对应一个线程，只有在主动获取runloop的时候才会在线程中创建它，在线程销毁时一起销毁。
RunLoop的对外接口
在CoreFoundation中RunLoop有5个类:
CFRunLoopRef
CFRunLoopModeRef<未对外暴露，通过CFRunLoopRef封装>
CFRunLoopSourceRef
CFRunLoopTimerRef
CFRunLoopObserveRef
/*
他们关系：RunLoop之下包含多个Mode，每个Mode中都包含若干个Source，Timer，Observe。调用RunLoop的主函数时，只能指定一个Mode，这个Mode被称作CurrentMode，若想切换Mode只能退出Loop再重新指定一个Mode进入。
*/
CFRunLoopSourceRef
CFRunLoopSourceRef：是事件产生的地方，有两个版本:source0、source1.
- source0：只包含一个回调(函数指针)，他不能主动触发事件。使用时，要先调用CFRunLoopSourceSignal(source)方法将source标记为待处理，后手动调用CFRunLoopSourcWeakUp(runloop)来唤醒Runloop来处理source。
- source1：包含一个mach_port和回调。被用于通过内核和其他线程互相发送消息，能主动唤醒RunLoop的线程。
CFRunLoopTimerRef
CFRunLoopTimerRef：是基于事件的触发器，他和NStimer是toll-free-bridged<能够在Core Foundation和Foundation之间互换使用,这意味着同一数据类型即可以作为Core Foundation函数的参数，也可作为接收者向其发送Objective-C消息>。包含一个事件长度和回调，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。
CFRunLoopObserveRef
CFRunLoopObserveRef：观察者，包含了一个回调,，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。可以观测的时间点有以下几个：
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
};
CFRunLoopModeRef
CFRunLoopModeRef和CFRunLoop的结构如下：
struct __CFRunLoopMode {
CFStringRef _name; // Mode Name,例如@"kCFRunLoopDefaultMode"
CFMutableSetRef _sources0; // Set
CFMutableSetRef _sources1; // Set
CFMutableArrayRef _observers; // Array
CFMutableArrayRef _timers; // Array
...
};
struct __CFRunLoop {
CFMutableSetRef _commonModes; // Set
CFMutableSetRef _commonModeItems; // Set<Source/Observer/Timer>
CFRunLoopModeRef _currentMode; // Current Runloop Mode
CFMutableSetRef _modes; // Set
...
};
CommonModes:通过方法CFRunLoop对外暴露管理Mode接口：
// 添加mode<只能添加不能删除>
CFRunLoopAddCommonMode(CFRunLoopRef runloop, CFStringRef modeName);
// 用指定的Mode启动，允许设置最大时间(假无线循环),执行完是否退出
CFRunLoopRunInMode(CFStringRef modeName, CFTimeInterval seconds, Boolean stopAfterHandle);
Mode暴露管理的mode items接口:
CFRunLoopAddSource(CFRunLoopRef rl, CFRunLoopSourceRef source, CFStringRef modeName);
CFRunLoopAddObserver(CFRunLoopRef rl, CFRunLoopObserverRef observer, CFStringRef modeName);
CFRunLoopAddTimer(CFRunLoopRef rl, CFRunLoopTimerRef timer, CFStringRef mode);
CFRunLoopRemoveSource(CFRunLoopRef rl, CFRunLoopSourceRef source, CFStringRef modeName);
CFRunLoopRemoveObserver(CFRunLoopRef rl, CFRunLoopObserverRef observer, CFStringRef modeName);
CFRunLoopRemoveTimer(CFRunLoopRef rl, CFRunLoopTimerRef timer, CFStringRef mode);
苹果提供的Mode:
/*
1. kCFRunLoopDefaultMode：App的默认Mode，通常主线程是在这个Mode下运行
2. 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
3. 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
4. GSEventReceiveRunLoopMode: 接受系统事件的内部 Mode，通常用不到
5. kCFRunLoopCommonModes: 这是一个占位用的Mode，作为标记kCFRunLoopDefaultMode和UITrackingRunLoopMode用，并不是一种真正的Mode
*/
/*使用*/
-(void)touchesBegan:(NSSet<UITouch *> *)touches withEvent:(UIEvent *)event
{
// [NSTimer scheduledTimerWithTimeInterval:2.0 target:self selector:@selector(show) userInfo:nil repeats:YES];
NSTimer *timer = [NSTimer timerWithTimeInterval:2.0 target:self selector:@selector(show) userInfo:nil repeats:YES];
// 加入到RunLoop中才可以运行
// 1. 把定时器添加到RunLoop中，并且选择默认运行模式NSDefaultRunLoopMode = kCFRunLoopDefaultMode
// [[NSRunLoop mainRunLoop] addTimer:timer forMode:NSDefaultRunLoopMode];
// 当textFiled滑动的时候，timer失效，停止滑动时，timer恢复
// 原因：当textFiled滑动的时候，RunLoop的Mode会自动切换成UITrackingRunLoopMode模式，因此timer失效，当停止滑动，RunLoop又会切换回NSDefaultRunLoopMode模式，因此timer又会重新启动了
// 2. 当我们将timer添加到UITrackingRunLoopMode模式中，此时只有我们在滑动textField时timer才会运行
// [[NSRunLoop mainRunLoop] addTimer:timer forMode:UITrackingRunLoopMode];
// 3. 那个如何让timer在两个模式下都可以运行呢？
// 3.1 在两个模式下都添加timer 是可以的，但是timer添加了两次，并不是同一个timer
// 3.2 使用站位的运行模式 NSRunLoopCommonModes标记，凡是被打上NSRunLoopCommonModes标记的都可以运行，下面两种模式被打上标签
//0 : <CFString 0x10b7fe210 [0x10a8c7a40]>{contents = "UITrackingRunLoopMode"}
//2 : <CFString 0x10a8e85e0 [0x10a8c7a40]>{contents = "kCFRunLoopDefaultMode"}
// 因此也就是说如果我们使用NSRunLoopCommonModes，timer可以在UITrackingRunLoopMode，kCFRunLoopDefaultMode两种模式下运行
[[NSRunLoop mainRunLoop] addTimer:timer forMode:NSRunLoopCommonModes];
NSLog(@"%@",[NSRunLoop mainRunLoop]);
}
RunLoop的内部调用
1. 通知Observer：即将进入Loop
2. 通知Observe：将要处理Timer
3. 处理Source0
4. 有Source1，跳到第9步
6. 通知Observe：线程即将休眠
7. 休眠，等待唤醒-------------------------a.source0(port) b.timer c.外部
8. 通知Observer:线程刚被唤醒
9. 处理唤醒收到的消息，跳回2
10. 通知Observer：即将退出loop
{
/// 1. 通知Observers，即将进入RunLoop
/// 此处有Observer会创建AutoreleasePool: _objc_autoreleasePoolPush();
__CFRUNLOOP_IS_CALLING_OUT_TO_AN_OBSERVER_CALLBACK_FUNCTION__(kCFRunLoopEntry);
do {
/// 2. 通知 Observers: 即将触发 Timer 回调。
__CFRUNLOOP_IS_CALLING_OUT_TO_AN_OBSERVER_CALLBACK_FUNCTION__(kCFRunLoopBeforeTimers);
/// 3. 通知 Observers: 即将触发 Source (非基于port的,Source0) 回调。
__CFRUNLOOP_IS_CALLING_OUT_TO_AN_OBSERVER_CALLBACK_FUNCTION__(kCFRunLoopBeforeSources);
__CFRUNLOOP_IS_CALLING_OUT_TO_A_BLOCK__(block);
/// 4. 触发 Source0 (非基于port的) 回调。
__CFRUNLOOP_IS_CALLING_OUT_TO_A_SOURCE0_PERFORM_FUNCTION__(source0);
__CFRUNLOOP_IS_CALLING_OUT_TO_A_BLOCK__(block);
/// 6. 通知Observers，即将进入休眠
/// 此处有Observer释放并新建AutoreleasePool: _objc_autoreleasePoolPop(); _objc_autoreleasePoolPush();
__CFRUNLOOP_IS_CALLING_OUT_TO_AN_OBSERVER_CALLBACK_FUNCTION__(kCFRunLoopBeforeWaiting);
/// 7. sleep to wait msg.
mach_msg() -> mach_msg_trap();
/// 8. 通知Observers，线程被唤醒
__CFRUNLOOP_IS_CALLING_OUT_TO_AN_OBSERVER_CALLBACK_FUNCTION__(kCFRunLoopAfterWaiting);
/// 9. 如果是被Timer唤醒的，回调Timer
__CFRUNLOOP_IS_CALLING_OUT_TO_A_TIMER_CALLBACK_FUNCTION__(timer);
/// 9. 如果是被dispatch唤醒的，执行所有调用 dispatch_async 等方法放入main queue 的 block
__CFRUNLOOP_IS_SERVICING_THE_MAIN_DISPATCH_QUEUE__(dispatched_block);
/// 9. 如果如果Runloop是被 Source1 (基于port的) 的事件唤醒了，处理这个事件
__CFRUNLOOP_IS_CALLING_OUT_TO_A_SOURCE1_PERFORM_FUNCTION__(source1);
} while (...);
/// 10. 通知Observers，即将退出RunLoop
/// 此处有Observer释放AutoreleasePool: _objc_autoreleasePoolPop();
__CFRUNLOOP_IS_CALLING_OUT_TO_AN_OBSERVER_CALLBACK_FUNCTION__(kCFRunLoopExit);
}
RunLoop 底层
RunLoop的核心是基于mach_port()，其休眠调用的函数是mach_msg()。
应用
事件响应
手势识别
定时器
PerformSelector
GCD
GCD中调用到dispatch_get_main_queue()方法时会调用到RunLoop的方法
