Runloop

802 阅读15分钟

一、runloop 概念和作用

  • 运行循环(兜圈)本文demo

    • RunLoop 实际上就是一个对象,这个对象管理了其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。线程执行了这个函数后,就会一直处于这个函数内部 “接受消息->等待->处理”的循环中(do..while循环),直到这个循环结束(比如传入 quit 的消息),函数返回。

    • CFRunLoopRef 是在 Core Foundation 框架内的,它提供了纯 C 函数的 API,所有这些 API 都是线程安全的。

    • NSRunLoop 是基于 CFRunLoopRef 的封装,提供了面向对象的 API,但是这些 API 不是线程安全的。

      • CFRunLoopRef 的代码是开源的,你可以在这里 opensource.apple.com/tarballs/CF… 下载到整个 CoreFoundation 的源码。(Update: Swift 开源后,苹果又维护了一个跨平台的 CoreFoundation 版本:github.com/apple/swift… ,这个版本的源码可能和现有 iOS 系统中的实现略不一样,但更容易编译,而且已经适配了 Linux/Windows。)
  • 基本作用

    • 1.保持程序的持续运行
    • 2.处理App中的各种事件(触摸事件、定时器事件、performSelector事件)
    • 3.节省CPU资源,提高程序性能:该做事做事,该休息休息;
  • runloop 应用

    • block应用 __CFRUNLOOP_IS_CALLING_OUT_TO_A_BLOCK__
    • 调用timer __CFRUNLOOP_IS_CALLING_OUT_TO_A_TIMER_CALLBACK_FUNCTION__
    • 响应source0 __CFRUNLOOP_IS_CALLING_OUT_TO_A_SOURCE0_PERFORM_FUNCTION__
    • 响应source1 __CFRUNLOOP_IS_CALLING_OUT_TO_A_SOURCE1_PERFORM_FUNCTION__
    • GCD主队列 __CFRUNLOOP_IS_SERVICING_THE_MAIN_DISPATCH_QUEUE__
    • observer源 __CFRUNLOOP_IS_CALLING_OUT_TO_AN_OBSERVER_CALLBACK_FUNCTION__

主线程的runloop默认是开启的,子线程的runloop默认是不开启的;

二、RunLoop 对象

1、RunLoop 资料

  • iOS 中有两套API来访问和使用Runloop

    • Foundation oc框架

      • NSRunLoop
    • Core Foundation C语言框架

      • CFRunLoopRef
  • NSRunLoop和CFRunLoopRef 都代表着RunLoop对象

  • NSRunLoop是基于CFRunLoopRef的一层OC封装,所以要了解RunLoop的内部结构,需要研究CFRunLoopRef层面的API (Core Foundation 层面)

  • 苹果官方文档 developer.apple.com/library/mac…

  • CFRunLoopRef是开源的 opensource.apple.com/source/CF/C…

2、Runloop 与 线程

runloop与线程的存储关系图:

  • 每条线程有唯一的一个与之对应的Runloop对象,通过一个全局可变CFMutableDictionaryRef来存储runloop与线程;--- CFMutableDictionaryRef dict = CFDictionaryCreateMutable(kCFAllocatorSystemDefault, 0, NULL, &kCFTypeDictionaryValueCallBacks);
  • 主线程的Runloop已经自动创建好了,默认开启的,子线程的Runloop需要主动创建,是懒加载的,需手动开启; Runloop 在第一次获取时创建,在线程结束时销毁---CFRunLoopRef mainLoop = __CFRunLoopCreate(pthread_main_thread_np());
  • runloop存储, --- CFDictionarySetValue(dict, pthreadPointer(pthread_main_thread_np()), mainLoop);
  • runloop获取 --- CFDictionaryGetValue(__CFRunLoops, pthreadPointer(t))

三、RunLoop 相关类介绍

1、RunLoop 相关类

  • 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。他们的关系如图:

RunLoop相关类之间关系

1.1 CFRunLoopRef

CFRunLoopRef也是一个结构体对象,typedef struct CF_BRIDGED_MUTABLE_TYPE(id) __CFRunLoop * CFRunLoopRef;这是其定义,其结构体结构如下:

struct __CFRunLoop {
    CFRuntimeBase _base;
    pthread_mutex_t _lock;            /* locked for accessing mode list */
    __CFPort _wakeUpPort;            // used for CFRunLoopWakeUp
    Boolean _unused;
    volatile _per_run_data *_perRunData;              // reset for runs of the run loop
    pthread_t _pthread; ///runloop所属线程
    uint32_t _winthread;
    CFMutableSetRef _commonModes; ///commonMode标记的模式
    CFMutableSetRef _commonModeItems; ///commonMode标记的item
    CFRunLoopModeRef _currentMode; ///当前runloop所运行的模式
    CFMutableSetRef _modes;  //runloop的所有模式
    struct _block_item *_blocks_head;
    struct _block_item *_blocks_tail;
    CFAbsoluteTime _runTime;
    CFAbsoluteTime _sleepTime;
    CFTypeRef _counterpart;
};

这里有个概念叫 “CommonModes”: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。

应用场景举例:主线程的 RunLoop 里有两个预置的Mode:kCFRunLoopDefaultMode 和 UITrackingRunLoopMode。这两个Mode都已经被标记为”Common”属性。DefaultMode是App平时所处的状态,TrackingRunLoopMode是追踪ScrollView滑动时的状态。当你创建一个Timer并加到DefaultMode时,Timer会得到重复回调,但此时滑动一个TableView时,RunLoop会将mode切换为TrackingRunLoopMode,这时Timer就不会被回调,并且也不会影响到滑动操作。

现实需求是Timer在两个Mode中都能得到回调,一种办法就是将这个 Timer 分别加入这两个 Mode。还有一种方式,就是将Timer加入到顶层的RunLoop的“commonModeItems”中。”commonModeItems” 被 RunLoop 自动更新到所有具有”Common”属性的 Mode 里去。

  • 获得Runloop对象 --- 利用线程创建
    • Foundation OC框架
    - [NSRunLoop currentRunLoop];// 获取当前线程的Runloop
    - [NSRunLoop mainRunLoop];//获取主线程的Runloop
- Core Foundation  C语言框架
    - CFRunLoopGetCurrent();//获取当前线程的Runloop
    - CFRunLoopGetMain();//获取主线程的Runloop
  • runloop创建源码
static CFRunLoopRef __CFRunLoopCreate(pthread_t t) {
    CFRunLoopRef loop = NULL;
    CFRunLoopModeRef rlm;
    uint32_t size = sizeof(struct __CFRunLoop) - sizeof(CFRuntimeBase);
    loop = (CFRunLoopRef)_CFRuntimeCreateInstance(kCFAllocatorSystemDefault, CFRunLoopGetTypeID(), size, NULL);
    if (NULL == loop) {
        return NULL;
    }
    (void)__CFRunLoopPushPerRunData(loop);
    __CFRunLoopLockInit(&loop->_lock);
    loop->_wakeUpPort = __CFPortAllocate();
    if (CFPORT_NULL == loop->_wakeUpPort) HALT;
    __CFRunLoopSetIgnoreWakeUps(loop);
    loop->_commonModes = CFSetCreateMutable(kCFAllocatorSystemDefault, 0, &kCFTypeSetCallBacks);
    CFSetAddValue(loop->_commonModes, kCFRunLoopDefaultMode);
    loop->_commonModeItems = NULL;
    loop->_currentMode = NULL;
    loop->_modes = CFSetCreateMutable(kCFAllocatorSystemDefault, 0, &kCFTypeSetCallBacks);
    loop->_blocks_head = NULL;
    loop->_blocks_tail = NULL;
    loop->_counterpart = NULL;
    loop->_pthread = t;
#if DEPLOYMENT_TARGET_WINDOWS
    loop->_winthread = GetCurrentThreadId();
#else
    loop->_winthread = 0;
#endif
    rlm = __CFRunLoopFindMode(loop, kCFRunLoopDefaultMode, true);
    if (NULL != rlm) __CFRunLoopModeUnlock(rlm);
    return loop;
}
  • CFRunLoop对外暴露的管理 Mode 接口只有下面2个:
CFRunLoopAddCommonMode(CFRunLoopRef runloop, CFStringRef modeName);
CFRunLoopRunInMode(CFStringRef modeName, ...);
1.2 CFRunLoopModeRef --- RunLoop 的 Mode

其结构体对象的主要内容如下:

struct __CFRunLoopMode {
    CFStringRef _name;            // Mode Name, 例如 @"kCFRunLoopDefaultMode"
    CFMutableSetRef _sources0;    // Set
    CFMutableSetRef _sources1;    // Set
    CFMutableArrayRef _observers; // Array
    CFMutableArrayRef _timers;    // Array
    ...
};

上面的 Source/Timer/Observers 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。

  • I、CFRunLoopModeRef代表RunLoop的运行模式
    • 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。
  • II、Core Foundation(C语言框架)系统默认注册了5个Mode :
    • kCFRunLoopDefaultMode;//App默认的Mode,通常主线程在这个Mode下运行;
    • 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的影响;
    • UIInitializationRunLoopMode; 在刚启动app时进入的第一个Mode,启动后就不再使用
    • GSEventReceiveRunLoopMode;接收系统时间的内部Mode,通常用不到
    • kCFRunLoopCommonModes;这是一个占位用的Mode,不是一种真正的Mode;
  • III、Mode 暴露的管理 modeItem 的接口有下面几个:
    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);
    • 你只能通过 mode name来操作runloop内部的mode,当你传入一个新的 mode name,但 RunLoop内部没有对应mode时,RunLoop会自动帮你创建对应的CFRunLoopModeRef。对于一个 RunLoop 来说,其内部的 mode 只能增加不能删除。
    • 苹果公开提供的 Mode 有两个:kCFRunLoopDefaultMode (NSDefaultRunLoopMode) 和 UITrackingRunLoopMode,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 Items,或标记一个 Mode 为 “Common”。使用时注意区分这个字符串和其他 mode name。
  • IV、item的存储与使用
    • 储存item到对应mode里面 CFRunLoopAdd...系列方法内部走CFSetAddValue(rl->_commonModeItems, rlt);
    • 调用我们之前存储的item __CFRunLoopDoBlocks(rl, rlm);
static Boolean __CFRunLoopDoBlocks(CFRunLoopRef rl, CFRunLoopModeRef rlm) { // Call with rl and rlm locked
    if (!rl->_blocks_head) return false;
    if (!rlm || !rlm->_name) return false;
    Boolean did = false;
    struct _block_item *head = rl->_blocks_head;
    struct _block_item *tail = rl->_blocks_tail;
    rl->_blocks_head = NULL;
    rl->_blocks_tail = NULL;
    CFSetRef commonModes = rl->_commonModes;
    CFStringRef curMode = rlm->_name;
    __CFRunLoopModeUnlock(rlm);
    __CFRunLoopUnlock(rl);
    struct _block_item *prev = NULL;
    struct _block_item *item = head;
    while (item) {
        struct _block_item *curr = item;
        item = item->_next;
        Boolean doit = false;
        if (CFStringGetTypeID() == CFGetTypeID(curr->_mode)) {
            // timer 加入的mode 和 我们现在runloop的mode 相等
            // curr->_mode = kCFRunLoopCommonModes 相等
            // 事务就能执行
            doit = CFEqual(curr->_mode, curMode) || (CFEqual(curr->_mode, kCFRunLoopCommonModes) && CFSetContainsValue(commonModes, curMode));
        } else {
            doit = CFSetContainsValue((CFSetRef)curr->_mode, curMode) || (CFSetContainsValue((CFSetRef)curr->_mode, kCFRunLoopCommonModes) && CFSetContainsValue(commonModes, curMode));
        }
        if (!doit) prev = curr;
        if (doit) {
            if (prev) prev->_next = item;
            if (curr == head) head = item;
            if (curr == tail) tail = prev;
            void (^block)(void) = curr->_block;
            CFRelease(curr->_mode);
            free(curr);
            if (doit) {
                __CFRUNLOOP_IS_CALLING_OUT_TO_A_BLOCK__(block);///执行回调
                did = true;
            }
            Block_release(block); // do this before relocking to prevent deadlocks where some yahoo wants to run the run loop reentrantly from their dealloc
        }
    }
    __CFRunLoopLock(rl);
    __CFRunLoopModeLock(rlm);
    if (head) {
        tail->_next = rl->_blocks_head;
        rl->_blocks_head = head;
        if (!rl->_blocks_tail) rl->_blocks_tail = tail;
    }
    return did;
}
1.2.1 CFRunLoopSourceRef

CFRunLoopSourceRef是事件源(输入源),分为Source0和Source1:

  • Source0:非基于Port的,处理App内部事件、APP自己负责管理(触发)、UIEvent、CFSocket
    • 非基于Port的(自定义方法),只包含了一个回调(函数指针),不能主动触发事件。
    • 使用步骤:
      • 1.创建source0的事件源;
      • 2.将事件源添加到runloop的指定模式中;
      • 3.调用CFRunLoopSourceSignal(source)发出待执行的信号;
      • 4.手动调用CFRunLoopWakeUp(runloop)来唤醒RunLoop,处理事件;
      • 5.调用CFRunLoopRemoveSource移除事件源(调用后会执行cancle,不调用则执行perform);
 CFRunLoopSourceContext context = {
        0,
        NULL,
        NULL,
        NULL,
        NULL,
        NULL,
        NULL,
        schedule,
        cancel,
        perform,
    };
    /**
     参数一:传递NULL或kCFAllocatorDefault以使用当前默认分配器。
     参数二:优先级索引,指示处理运行循环源的顺序。这里我传0为了的就是自主回调
     参数三:为运行循环源保存上下文信息的结构
     */
     //1.创建一个底层source0 源 
    CFRunLoopSourceRef source0 = CFRunLoopSourceCreate(CFAllocatorGetDefault(), 0, &context);
    CFRunLoopRef rlp = CFRunLoopGetCurrent();
    //2.把我们的创建的source0添加到runloop 
    // source --> runloop 指定了mode  那么此时我们source就进入待绪状态
    CFRunLoopAddSource(rlp, source0, kCFRunLoopDefaultMode);
    // 3.执行信号,标记待处理CFRunLoopSourceSignal
    CFRunLoopSourceSignal(source0);
    // 4.唤醒runloop去处理CFRunLoopWakeUp,唤醒 run loop 防止沉睡状态
    CFRunLoopWakeUp(rlp);
    // 5.取消移除源CFRunLoopRemoveSource,调用后会执行cancle,不调用则执行perform
    CFRunLoopRemoveSource(rlp, source0, kCFRunLoopDefaultMode);
    CFRelease(rlp);
  • Source1:基于Port的(系统/底层方法)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。
    • 使用步骤:
      • 1.准备两条线程,实例化相应port,设置delegate;
      • 2.将port对象添加到相应线程的runloop中,并开启runloop;
      • 3.实现代理方法handlePortMessage:处理发送的消息;
      • 4.利用port 发送消息;
1.2.2 CFRunLoopTimerRef
  • CFRunLoopTimerRef是基于时间的触发器
  • 基本上说的就是NSTimer,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。受到RunLoop 的Mode影响,NSTimer可能不够准确;
  • GCD的定时器不受RunLoop 的Mode影响
CFRunLoopTimerContext context = {
        0,
        ((__bridge void *)self),
        NULL,
        NULL,
        NULL
    };
    CFRunLoopRef rlp = CFRunLoopGetCurrent();
    /**
     参数一:用于分配对象的内存
     参数二:在什么是触发 (距离现在)
     参数三:每隔多少时间触发一次
     参数四:未来参数
     参数五:CFRunLoopObserver的优先级 当在Runloop同一运行阶段中有多个CFRunLoopObserver 正常情况下使用0
     参数六:回调,比如触发事件,我就会来到这里
     参数七:上下文记录信息
     */
    CFRunLoopTimerRef timerRef = CFRunLoopTimerCreate(kCFAllocatorDefault, 0, 1, 0, 0, lgRunLoopTimerCallBack, &context);
    CFRunLoopAddTimer(rlp, timerRef, kCFRunLoopDefaultMode);

}
void lgRunLoopTimerCallBack(CFRunLoopTimerRef timer, void *info){
    NSLog(@"%@---%@",timer,info);
1.2.3 CFRunLoopObserverRef
  • CFRunLoopObserverRef 是观察者,能够监听Runloop的状态改变,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。
    • 可以监听的时间点有以下几个:
/* 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 //所有状态
};
// 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);
    
    // 释放Observer
    CFRelease(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);

四、 RunLoop 的内部逻辑

1、RunLoop处理逻辑-官方版

RunLoop处理逻辑-官方版

2、RunLoop处理逻辑- 大牛整理版

大牛整理版
RunLoop处理逻辑-大牛整理版中文说明

其内部代码整理如下 (太长了不想看可以直接跳过去,后面会有说明):

/// 用DefaultMode启动
void CFRunLoopRun(void) {
    CFRunLoopRunSpecific(CFRunLoopGetCurrent(), kCFRunLoopDefaultMode, 1.0e10, false);
}
 
/// 用指定的Mode启动,允许设置RunLoop超时时间
int CFRunLoopRunInMode(CFStringRef modeName, CFTimeInterval seconds, Boolean stopAfterHandle) {
    return CFRunLoopRunSpecific(CFRunLoopGetCurrent(), modeName, seconds, returnAfterSourceHandled);
}
 
/// RunLoop的实现
int CFRunLoopRunSpecific(runloop, modeName, seconds, stopAfterHandle) {
    
    /// 首先根据modeName找到对应mode
    CFRunLoopModeRef currentMode = __CFRunLoopFindMode(runloop, modeName, false);
    /// 如果mode里没有source/timer/observer, 直接返回。
    if (__CFRunLoopModeIsEmpty(currentMode)) return;
    
    /// 1. 通知 Observers: RunLoop 即将进入 loop。
    __CFRunLoopDoObservers(runloop, currentMode, kCFRunLoopEntry);
    
    /// 内部函数,进入loop
    __CFRunLoopRun(runloop, currentMode, seconds, returnAfterSourceHandled) {
        
        Boolean sourceHandledThisLoop = NO;
        int retVal = 0;
        do {
 
            /// 2. 通知 Observers: RunLoop 即将触发 Timer 回调。
            __CFRunLoopDoObservers(runloop, currentMode, kCFRunLoopBeforeTimers);
            /// 3. 通知 Observers: RunLoop 即将触发 Source0 (非port) 回调。
            __CFRunLoopDoObservers(runloop, currentMode, kCFRunLoopBeforeSources);
            /// 执行被加入的block
            __CFRunLoopDoBlocks(runloop, currentMode);
            
            /// 4. RunLoop 触发 Source0 (非port) 回调。
            sourceHandledThisLoop = __CFRunLoopDoSources0(runloop, currentMode, stopAfterHandle);
            /// 执行被加入的block
            __CFRunLoopDoBlocks(runloop, currentMode);
 
            /// 5. 如果有 Source1 (基于port) 处于 ready 状态,直接处理这个 Source1 然后跳转去处理消息。
            if (__Source0DidDispatchPortLastTime) {
                Boolean hasMsg = __CFRunLoopServiceMachPort(dispatchPort, &msg)
                if (hasMsg) goto handle_msg;
            }
            
            /// 通知 Observers: RunLoop 的线程即将进入休眠(sleep)。
            if (!sourceHandledThisLoop) {
                __CFRunLoopDoObservers(runloop, currentMode, kCFRunLoopBeforeWaiting);
            }
            
            /// 7. 调用 mach_msg 等待接受 mach_port 的消息。线程将进入休眠, 直到被下面某一个事件唤醒。
            /// • 一个基于 port 的Source 的事件。
            /// • 一个 Timer 到时间了
            /// • RunLoop 自身的超时时间到了
            /// • 被其他什么调用者手动唤醒
            __CFRunLoopServiceMachPort(waitSet, &msg, sizeof(msg_buffer), &livePort) {
                mach_msg(msg, MACH_RCV_MSG, port); // thread wait for receive msg
            }
 
            /// 8. 通知 Observers: RunLoop 的线程刚刚被唤醒了。
            __CFRunLoopDoObservers(runloop, currentMode, kCFRunLoopAfterWaiting);
            
            /// 收到消息,处理消息。
            handle_msg:
 
            /// 9.1 如果一个 Timer 到时间了,触发这个Timer的回调。
            if (msg_is_timer) {
                __CFRunLoopDoTimers(runloop, currentMode, mach_absolute_time())
            } 
 
            /// 9.2 如果有dispatch到main_queue的block,执行block。
            else if (msg_is_dispatch) {
                __CFRUNLOOP_IS_SERVICING_THE_MAIN_DISPATCH_QUEUE__(msg);
            } 
 
            /// 9.3 如果一个 Source1 (基于port) 发出事件了,处理这个事件
            else {
                CFRunLoopSourceRef source1 = __CFRunLoopModeFindSourceForMachPort(runloop, currentMode, livePort);
                sourceHandledThisLoop = __CFRunLoopDoSource1(runloop, currentMode, source1, msg);
                if (sourceHandledThisLoop) {
                    mach_msg(reply, MACH_SEND_MSG, reply);
                }
            }
            
            /// 执行加入到Loop的block
            __CFRunLoopDoBlocks(runloop, currentMode);
            
 
            if (sourceHandledThisLoop && stopAfterHandle) {
                /// 进入loop时参数说处理完事件就返回。
                retVal = kCFRunLoopRunHandledSource;
            } else if (timeout) {
                /// 超出传入参数标记的超时时间了
                retVal = kCFRunLoopRunTimedOut;
            } else if (__CFRunLoopIsStopped(runloop)) {
                /// 被外部调用者强制停止了
                retVal = kCFRunLoopRunStopped;
            } else if (__CFRunLoopModeIsEmpty(runloop, currentMode)) {
                /// source/timer/observer一个都没有了
                retVal = kCFRunLoopRunFinished;
            }
            
            /// 如果没超时,mode里没空,loop也没被停止,那继续loop。
        } while (retVal == 0);
    }
    
    /// 10. 通知 Observers: RunLoop 即将退出。
    __CFRunLoopDoObservers(rl, currentMode, kCFRunLoopExit);
}
  • 可以看到,实际上 RunLoop 就是这样一个函数,其内部是一个 do-while 循环。当你调用 CFRunLoopRun() 时,线程就会一直停留在这个循环里;直到超时或被手动停止,该函数才会返回。

五、 RunLoop 的应用

1、NSTimer

- (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];
}

- (void)timer
{
    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");
}

2、ImageView显示

- (void)useImageView
{
    // 只在NSDefaultRunLoopMode模式下显示图片
    [self.imageView performSelector:@selector(setImage:) withObject:[UIImage imageNamed:@"placeholder"] afterDelay:3.0 inModes:@[NSDefaultRunLoopMode]];
}

3、PerformSelector

NSObject
- (id)performSelector:(SEL)aSelector;
- (id)performSelector:(SEL)aSelector withObject:(id)object;
- (id)performSelector:(SEL)aSelector withObject:(id)object1 withObject:(id)object2;


NSObject (NSThreadPerformAdditions)
- (void)performSelectorOnMainThread:(SEL)aSelector withObject:(nullable id)arg waitUntilDone:(BOOL)wait modes:(nullable NSArray<NSString *> *)array;
- (void)performSelectorOnMainThread:(SEL)aSelector withObject:(nullable id)arg waitUntilDone:(BOOL)wait;
	// equivalent to the first method with kCFRunLoopCommonModes

- (void)performSelector:(SEL)aSelector onThread:(NSThread *)thr withObject:(nullable id)arg waitUntilDone:(BOOL)wait modes:(nullable NSArray<NSString *> *)array API_AVAILABLE(macos(10.5), ios(2.0), watchos(2.0), tvos(9.0));
- (void)performSelector:(SEL)aSelector onThread:(NSThread *)thr withObject:(nullable id)arg waitUntilDone:(BOOL)wait API_AVAILABLE(macos(10.5), ios(2.0), watchos(2.0), tvos(9.0));
	// equivalent to the first method with kCFRunLoopCommonModes
- (void)performSelectorInBackground:(SEL)aSelector withObject:(nullable id)arg API_AVAILABLE(macos(10.5), ios(2.0), watchos(2.0), tvos(9.0));

NSObject (NSDelayedPerforming)
- (void)performSelector:(SEL)aSelector withObject:(nullable id)anArgument afterDelay:(NSTimeInterval)delay inModes:(NSArray<NSRunLoopMode> *)modes;
- (void)performSelector:(SEL)aSelector withObject:(nullable id)anArgument afterDelay:(NSTimeInterval)delay;


NSRunLoop (NSRunLoopConveniences)
/// Schedules the execution of a block on the target run loop in given modes.
/// - parameter: modes   An array of input modes for which the block may be executed.
/// - parameter: block   The block to execute
- (void)performInModes:(NSArray<NSRunLoopMode> *)modes block:(void (^)(void))block API_AVAILABLE(macosx(10.12), ios(10.0), watchos(3.0), tvos(10.0));

/// Schedules the execution of a block on the target run loop.
/// - parameter: block   The block to execute
- (void)performBlock:(void (^)(void))block API_AVAILABLE(macosx(10.12), ios(10.0), watchos(3.0), tvos(10.0));

NSRunLoop (NSOrderedPerform)
- (void)performSelector:(SEL)aSelector target:(id)target argument:(nullable id)arg order:(NSUInteger)order modes:(NSArray<NSRunLoopMode> *)modes;

*
*
*

4、常驻线程

@interface ViewController ()
/** 线程对象 */
@property (nonatomic, strong) XMGThread *thread;
@end

@implementation ViewController

- (void)viewDidLoad {
    [super viewDidLoad];
    
    self.thread = [[XMGThread alloc] initWithTarget:self selector:@selector(run) object:nil];
    [self.thread start];
}

- (void)execute1
{
    @autoreleasepool {
        NSTimer *timer = [NSTimer timerWithTimeInterval:2.0 target:self selector:@selector(run) userInfo:nil repeats:YES];
        [[NSRunLoop currentRunLoop] addTimer:timer forMode:NSDefaultRunLoopMode];
        [[NSRunLoop currentRunLoop] run];
    }
}

- (void)execute
{
    @autoreleasepool {
        
        [NSTimer scheduledTimerWithTimeInterval:2.0 target:self selector:@selector(test) userInfo:nil repeats:YES];
        
        [[NSRunLoop currentRunLoop] run];
    }
}

/**
 * 这种方式虽然能保住线程的名,也能处理其他行为(事件),但是线程一开始处于进入RunLoop和退出RunLoop的循环中,无法休眠,浪费资源;直到有任务/事件/消息添加到当前线程,使当前线程的RunLoopMode不为空,才会停止while循环,开始执行RunLoop循环 
 */
- (void)run
{
    NSLog(@"----------run----%@", [NSThread currentThread]);
    
    while (1) {
        [[NSRunLoop currentRunLoop] run];
    }
    
    NSLog(@"---------");
}

/**
 * 这种方式虽然能保住线程的命,但是这条线程就无法处理其他行为(事件)
 */
- (void)run2
{
    NSLog(@"----------run----%@", [NSThread currentThread]);
    
    while (1); // 当前线程永远在处理这行代码
    
    NSLog(@"---------");
}

- (void)run1
{
    NSLog(@"----------run----%@", [NSThread currentThread]);
    
    [[NSRunLoop currentRunLoop] addPort:[NSPort port] forMode:NSDefaultRunLoopMode];
    [[NSRunLoop currentRunLoop] run];
    
    NSLog(@"---------");
//    [[NSRunLoop currentRunLoop] runMode:NSDefaultRunLoopMode beforeDate:[NSDate distantFuture]];
//    [[NSRunLoop currentRunLoop] runUntilDate:[NSDate distantFuture]];
}

- (void)test
{
    NSLog(@"----------test----%@", [NSThread currentThread]);
}

- (void)touchesBegan:(NSSet *)touches withEvent:(UIEvent *)event
{
    [self performSelector:@selector(test) onThread:self.thread withObject:nil waitUntilDone:NO];
}

5、自动释放池

  • 自动释放池作用:
  • 自动释放池什么时候释放:在RunLoop进入休眠状态kCFRunLoopBeforeWaiting(32)之前释放;