一、前言
此篇文章主要是对 runloop 基本所有相关知识点进行了整理
二、问题
RunLoop 的作用
- 保持程序的持续运行。
- 处理App中的各种事件（比如触摸事件、滑动事件、定时器事件、Selector事件）。
- 节省Cpu资源，提高程序性能，在于有事情做的时候使的当前NSRunLoop的线程工作，没有事情做让当前NSRunLoop的线程休眠。
Runloop 的获取
- 第一次进入时，初始化全局Dic，并先为主线程创建一个 RunLoop。
- 取不到时，创建一个。取到就直接返回。
- 全局的Dictionary，key 是 pthread_t， value 是 CFRunLoopRef
利用 runloop 解释一下页面的渲染的过程？
-
当我们调用 [UIView setNeedsDisplay] 时，这时会调用当前 View.layer 的 [view.layer setNeedsDisplay]方法。 这等于给当前的 layer 打上了一个脏标记，而此时并没有直接进行绘制工作。而是会到当前的 Runloop 即将休眠，也就是 beforeWaiting 时才会进行绘制工作。
-
紧接着会调用 [CALayer display]，进入到真正绘制的工作。CALayer 层会判断自己的 delegate 有没有实现异步绘制的代理方法 displayer:，这个代理方法是异步绘制的入口，如果没有实现这个方法，那么会继续进行系统绘制的流程，然后绘制结束。
三、Runloop
Runloop 的理解
-
Runloop 是通过内部维护 事件循环 来 对 消息 管理的一个对象。 类似于 while 循环，但是和普通的循环不一样，runloop 是内核层面的循环，并且在内部会对很多事件进行处理。
-
一般来讲，一个线程一次只能执行一个任务，执行完成后线程就会退出。如果我们需要一个机制，让线程能随时处理事件但并不退出。这种模型通常被称作 Event Loop。 Event Loop 在很多系统和框架里都有实现，比如 Node.js 的事件处理，比如 Windows 程序的消息循环，再比如 OSX/iOS 里的 RunLoop。实现这种模型的关键点在于：如何管理事件/消息，如何让线程在没有处理消息时休眠以避免资源占用、在有消息到来时立刻被唤醒。
Main.m 默认会开启 Runloop
执行 UIApplicationMain 函数的时候会默认开启 Runloop
RunLoop 与 线程的关系
CFRunLoopMode - 模式
- RunLoopDefaultMode: App的默认 Mode，通常主线程是在这个 Mode 下运行的。
- 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。
- RunLoopCommonModes: 包含以上两种模式。
- 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。
- GSEventReceiveRunLoopMode: 接受系统事件的内部 Mode，通常用不到。
CFRunLoopObserver 监听者
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。可以观测的时间点有以下几个：
Observer 监听实现
可以通过函数进行监听 runloop 的目前状态，然后做一些事情（例如卡顿率检测，性能优化）
Runloop 运行逻辑
四、Runloop 相关源码
CFRunLoopRun
void CFRunLoopRun(void) { /* DOES CALLOUT */
int32_t result;
do {
result = CFRunLoopRunSpecific (CFRunLoopGetCurrent(), kCFRunLoopDefaultMode, 1.0e10, false);
CHECK_FOR_FORK();
} while (kCFRunLoopRunStopped != result && kCFRunLoopRunFinished != result);
}
__CFRunLoopRun
/* rl, rlm are locked on entrance and exit */
static int32_t __CFRunLoopRun(CFRunLoopRef rl, CFRunLoopModeRef rlm, CFTimeInterval seconds, Boolean stopAfterHandle, CFRunLoopModeRef previousMode) {
int32_t retVal = 0;
do {
// 通知Observers：即将处理Timers
__CFRunLoopDoObservers(rl, rlm, kCFRunLoopBeforeTimers);
// 通知Observers：即将处理Sources
__CFRunLoopDoObservers(rl, rlm, kCFRunLoopBeforeSources);
// 处理Blocks
__CFRunLoopDoBlocks(rl, rlm);
// 处理Sources0
if (__CFRunLoopDoSources0(rl, rlm, stopAfterHandle)) {
// 处理Blocks
__CFRunLoopDoBlocks(rl, rlm);
}
// 如果有Sources1，就跳转到handle_msg标记处
if (__CFRunLoopServiceMachPort(dispatchPort, &msg, sizeof(msg_buffer), &livePort, 0, &voucherState, NULL)) {
goto handle_msg;
}
// 通知Observers：即将休眠
__CFRunLoopDoObservers(rl, rlm, kCFRunLoopBeforeWaiting);
// 进入休眠，等待其他消息唤醒
__CFRunLoopSetSleeping(rl);
__CFPortSetInsert(dispatchPort, waitSet);
do {
__CFRunLoopServiceMachPort(waitSet, &msg, sizeof(msg_buffer), &livePort, poll ? 0 : TIMEOUT_INFINITY, &voucherState, &voucherCopy);
} while (1);
// 醒来
__CFPortSetRemove(dispatchPort, waitSet);
__CFRunLoopUnsetSleeping(rl);
// 通知Observers：已经唤醒
__CFRunLoopDoObservers(rl, rlm, kCFRunLoopAfterWaiting);
handle_msg: // 看看是谁唤醒了RunLoop，进行相应的处理
if (被Timer唤醒的) {
// 处理Timer
__CFRunLoopDoTimers(rl, rlm, mach_absolute_time());
}
else if (被GCD唤醒的) {
__CFRUNLOOP_IS_SERVICING_THE_MAIN_DISPATCH_QUEUE__(msg);
} else { // 被Sources1唤醒的
__CFRunLoopDoSource1(rl, rlm, rls, msg, msg->msgh_size, &reply);
}
// 执行 Blocks
__CFRunLoopDoBlocks(rl, rlm);
// 根据之前的执行结果，来决定怎么做？
if (sourceHandledThisLoop && stopAfterHandle) {
retVal = kCFRunLoopRunHandledSource;
} else if (timeout_context->termTSR < mach_absolute_time()) {
retVal = kCFRunLoopRunTimedOut;
} else if (__CFRunLoopIsStopped(rl)) {
__CFRunLoopUnsetStopped(rl);
retVal = kCFRunLoopRunStopped;
} else if (rlm->_stopped) {
rlm->_stopped = false;
retVal = kCFRunLoopRunStopped;
} else if (__CFRunLoopModeIsEmpty(rl, rlm, previousMode)) {
retVal = kCFRunLoopRunFinished;
}
} while (0 == retVal);
return retVal;
}
CFRunLoopRunSpecific
SInt32 CFRunLoopRunSpecific(CFRunLoopRef rl, CFStringRef modeName, CFTimeInterval seconds, Boolean returnAfterSourceHandled) {
// 通知Observers：进入Loop
__CFRunLoopDoObservers(rl, currentMode, kCFRunLoopEntry);
// 核心的Loop逻辑
__CFRunLoopRun(rl, currentMode, seconds, returnAfterSourceHandled, previousMode);
// 通知Observers：退出Loop
__CFRunLoopDoObservers(rl, currentMode, kCFRunLoopExit);
return result;
}
CFRunLoopGetCurrent
SInt32 CFRunLoopRunSpecific(CFRunLoopRef rl, CFStringRef modeName, CFTimeInterval seconds, Boolean returnAfterSourceHandled) {
// 通知Observers：进入Loop
__CFRunLoopDoObservers(rl, currentMode, kCFRunLoopEntry);
// 核心的Loop逻辑
__CFRunLoopRun(rl, currentMode, seconds, returnAfterSourceHandled, previousMode);
// 通知Observers：退出Loop
__CFRunLoopDoObservers(rl, currentMode, kCFRunLoopExit);
return result;
}
五、通过 runloop 实现线程保活
@interface ViewController ()
@property (strong, nonatomic) MJThread *thread;
@property (assign, nonatomic, getter=isStoped) BOOL stopped;
@end
@implementation ViewController
- (void)viewDidLoad {
[super viewDidLoad];
__weak typeof(self) weakSelf = self;
self.stopped = NO;
self.thread = [[MJThread alloc] initWithBlock:^{
NSLog(@"%@----begin----", [NSThread currentThread]);
// 往RunLoop里面添加Source\Timer\Observer
[[NSRunLoop currentRunLoop] addPort:[[NSPort alloc] init] forMode:NSDefaultRunLoopMode];
while (weakSelf && !weakSelf.isStoped) {
[[NSRunLoop currentRunLoop] runMode:NSDefaultRunLoopMode beforeDate:[NSDate distantFuture]];
}
NSLog(@"%@----end----", [NSThread currentThread]);
}];
[self.thread start];
}
- (void)touchesBegan:(NSSet<UITouch *> *)touches withEvent:(UIEvent *)event
{
if (!self.thread) return;
[self performSelector:@selector(test) onThread:self.thread withObject:nil waitUntilDone:NO];
}
// 子线程需要执行的任务
- (void)test
{
NSLog(@"%s %@", __func__, [NSThread currentThread]);
}
- (IBAction)stop {
if (!self.thread) return;
// 在子线程调用stop（waitUntilDone设置为YES，代表子线程的代码执行完毕后，这个方法才会往下走）
[self performSelector:@selector(stopThread) onThread:self.thread withObject:nil waitUntilDone:YES];
}
// 用于停止子线程的RunLoop
- (void)stopThread
{
// 设置标记为YES
self.stopped = YES;
// 停止RunLoop
CFRunLoopStop(CFRunLoopGetCurrent());
NSLog(@"%s %@", __func__, [NSThread currentThread]);
// 清空线程
self.thread = nil;
}
