RunLoop的了解

陈浚
240 阅读5分钟

RunLoop是什么（概念）

Runloop是通过内部维护的事件循环来对事件/消息进行管理的一个对象

  1. 事件循环（状态切换）：用户态与内核态的切换。
  2. 事件/消息进行管理：通过mach_msg()函数接收、发送消息来进行管理。

RunLoop的数据结构

NSRunloop是CFRunloop的封装

image.png CFRunLoop

  • pthread（与线程一一对应）
  • currentMode（当前的运行模式）
  • modes（集合NSMutableSet<CFRunLoopMode*>）
  • commonModes（一个存储了被标记为common modes的模式集合）
  • commonModeItems（它是一个集合，集合里面有多个元素，有多个Observer，有多个Timer，有多个Sources）

pthread

RunLoop和线程一一对应，主线程默认开启，子线程需手动开启

currentMode

RunLoop当前所处的模式，是CFRunLoopMode数据结构

modes

  • 一个Runloop有一个modes
  • 一个modes有多个CFRunLoopMode组成
  • 一个CFRunLoopMode是由name/Source/Timer/Observer组成
  • RunLoop只能运行一个Mode，RunLoop只会处理当前Mode的事件

source--CFRunloopSourceRef

  • 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：基于mach_port的，来自系统内核或者其他进程或线程的事件，可以主动唤醒休眠中的Runloop，mach_port就理解线程间相互发送消息的一种机制 例如：一个App在前台静止着，此时，用户用手指点击了一下App界面，那么过程如下；

我们触摸屏幕，先摸到硬件，屏幕表面的事件会包装成Event，Event告诉source（mach_port）,source1唤醒Runloop，然后将事件Event分发给source0，然后由source0来处理。 如果没有事件，也没有timer，则runloop就会睡眠，如果有，则runloop就会被唤醒，然后跑一圈。

Observer--CFRunloopObserver

观察者可观测的时间点

  • kCFRunloopEntry（runloop准备启动）
  • kCFRunloopBeforeTimers（通知观察者，runloop将要对Timer的一些相关事件进行处理了）
  • kCFRunloopBeforeSources（将要处理一些Sources事件）
  • kCFRunloopBeforeWating（即将要发生用户态到内核态的切换 用户态->内核态）
  • kCFRunloopAfterWating（内核态->用户态）
  • kCFRunloopExit（runloop退出通知） 这些可观察的时间点有时也可以作为检测app卡顿的功能

Timer--CFRunloopTimer

commonModes

  • kCFRunLoopDefaultMode
  • UITrackingRunLoopMode
  • kCFRunLoopCommonModes:是一个集合，里面存储着kCFRunLoopDefaultMode、UITrackingRunLoopMode

事件循环的时间机制

image.png

  1. main函数->UIApplicationMain
  2. 在UIApplicationMain中启动主线程的Runloop
  3. 即将进入Runloop（通知observer）
  4. 将要处理timer、source0事件（通知observer）
  5. 处理source0事件
  6. 如果有source1事件要处理（则跳转到10）
  7. 线程将要休眠（通知observer）
  8. 休眠、等待唤醒（唤醒的方法：source1事件、Timer事件、外部手动唤醒）
  9. 线程刚被唤醒（通知observer）
  10. 处理唤醒时收到的消息
  11. 即将退出Runloop（通知observer）

mode是如何切换的

  • CFRunLoopRunSpecific是启动Runloop和指定Runloop在哪个mode下执行的mode，这个函数一般由操作系统进行mode的切换
  • 每一个mode处理完成后，如果runloop没有退出，就会返回之前的mode，初始mode是default
  • CFRunLoopRunSpecific会保持前一次mode的状态属性（stoped和currentmode）然后发出即将要进入新的mode通知，然后进入__CFRunloopRun（会创建一个循环），然后这个mode运行结束后再发已退出mode通知。再恢复前一次的 stopped 和 currentmode

commonMode的作用

[runloop addTimer:timer foeMode:xxx]; 如果不使用这个方法，timer会默认添加kCFRunLoopDefaultMode 如果是一个TableView，则需要添加NSRunnLoopCommons，其实就是打了一个common标记的事件，正常的时候commonModes只有UITrackingRunLoopMode和kCFRunLoopDefaultMode,所以在这两个mode下，都会去执行timer事件。

AutoreleasePool

  • App启动后，苹果在主线程Runloop里注册了两个Observer，其回调都是_wrapRunLoopWithAutoreleasePoolHandler()
  • 第一个Observer监视的事件是Entry，其回调内会调用 _objc_autoreleasePoolPush()创建自动释放池，优先级最高，保证创建释放池发生在其他所有回调之前
  • 第二个Observer监视了两个事件：BeforeWating（准备进入休眠）时调用_objc_autoreleasePoolPop() 和 _objc_autoreleasePoolPush() 释放旧的池并创建新池；Exit(即将退出Loop) 时调用 _objc_autoreleasePoolPop() 来释放自动释放池。优先级最低，保证其释放池子发生在其他所有回调之后。

事件响应

手势识别

界面更新

当在操作 UI 时，比如改变了 Frame、更新了 UIView/CALayer 的层次时，或者手动调用了 UIView/CALayer 的 setNeedsLayout/setNeedsDisplay方法后，这个 UIView/CALayer 就被标记为待处理，并被提交到一个全局的容器去。

苹果注册了一个 Observer 监听 BeforeWaiting(即将进入休眠) 和 Exit (即将退出Loop) 事件，回调去执行一个很长的函数： _ZN2CA11Transaction17observer_callbackEP19__CFRunLoopObservermPv()。这个函数里会遍历所有待处理的 UIView/CAlayer 以执行实际的绘制和调整，并更新 UI 界面

按钮点击

使用Runloop优化UITableView

有个需求，就是要从网络上加载高清大图到UITableViewCell上，而且每个Cell上面加载多张图片，当Cell量过多的时候，我们需要保持流畅度和加载速度。

  1. UI渲染用到了Runloop，可以监听到runloop的每次循环，在每一次循环当中我们考虑去进行一次图片下载和布局
  2. 既然要在每次循环执行一次任务，我们可以先把所有图片加载的任务代码块添加到一个数组当中，每次循环取出第一个任务进行执行
  3. 因为runloop在闲置的时候会自动休眠，所以我们要想办法让runloop始终处于循环中的状态
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