iOS 子线程用runloop保活的一个方案

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在我们需要频繁地开启子线程执行操作的时候,我们可以采用开启子线程runloop的方式保活子线程,这样避免频繁创建线程销毁线程的开销。 具体的保活方式:

  1. 通过NSThread开启子线程。
  2. 在子线程中手动创建一个runloop,并且runloop要想一直活跃,需要里面有自己的Item,这个item可能是source,timer,observer,不然runloop会停止。
  3. 需要调用CFRunLoopRunInMode开启runloop。
  4. 停止时调用CFRunLoopStop函数。
  5. 具体代码可以参考下面
@interface ZLPermanentThread : NSObject
/** 在当前子线程执行一个任务*/
- (void)executeTask:(void(^)(void))task;
/**结束线程*/
- (void)stop;
@end

@interface ZLPermanentThread()
@property (nonatomic, strong) NSThread *thread;
//@property (nonatomic, assign, getter=isStopped) BOOL stopped;
@end

@implementation ZLPermanentThread

- (instancetype)init{
    if (self = [super init]) {
//        self.stopped = NO;
//        __weak typeof(self) weakSelf = self;
        self.thread = [[NSThread alloc] initWithBlock:^{// ios 10之后才有这个方法
            
            CFRunLoopSourceContext context = {0};
            CFRunLoopSourceRef source = CFRunLoopSourceCreate(kCFAllocatorDefault, 0, &context);
            CFRunLoopAddSource(CFRunLoopGetCurrent(), source, kCFRunLoopDefaultMode);
            CFRelease(source);
            CFRunLoopRunInMode(kCFRunLoopDefaultMode, 1.0e10, false);

            NSLog(@"runloop end---");
//            NSRunLoop *currentRunloop = [NSRunLoop currentRunLoop];
//            [currentRunloop addPort:[[NSPort alloc]init] forMode:NSDefaultRunLoopMode];
//            while (weakSelf && !weakSelf.isStopped) {
//                [currentRunloop runMode:NSDefaultRunLoopMode beforeDate:[NSDate distantFuture]];
//            }
        }];
        [self.thread start];
    }
    return self;
}

- (void)__executeTask:(void (^)(void))task{
    task();
}

- (void)executeTask:(void (^)(void))task{
    if (!self.thread || !task) return;
    
    [self performSelector:@selector(__executeTask:) onThread:self.thread withObject:task waitUntilDone:NO];
}

- (void)stop{
    if (!self.thread) return;
    
    [self performSelector:@selector(__stop) onThread:self.thread withObject:nil waitUntilDone:YES];
}

- (void)__stop{
//    self.stopped = YES;
    CFRunLoopStop(CFRunLoopGetCurrent());
    self.thread = nil;
}

- (void)dealloc{
    NSLog(@"%s", __func__);
    [self stop];
}

@end

使用时

// 初始化
self.thread = [[ZLPermanentThread alloc] init];
// 执行任务
[self.thread executeTask:^{
    NSLog(@"子线程执行了任务");
}];

关键点:

  1. 子线程的runloop需要手动去调用运行。
  2. 子线程runloop手动运行成功开启循环需要先在runloop中添加事件源或者timer
  3. CFRunLoopStop(CFRunLoopGetCurrent());可以停止runloop运行。

附:Runloop相关知识点

1. Runloop与线程的关系?

Runloop是一个运行循环,与线程是一一对应的关系,线程中有runloop或者自己定义的循环运行时,子线程就不会被销毁,主线程中Runloop是默认开启的;runloop是系统提供的运行循环,相比自己手动写while循环,有以下几个优点:

  1. 能处理APP的input souce事件、定时器事件、代码执行的事件。
  2. 在没有事件要处理时会进入休眠(系统层面的休眠函数),节省CPU资源。

下面的runloop的本质结构:

// 下载最大版本号的源码压缩包,找到__CFRunLoop.
// 下面是简化了一些变量后的__CFRunLoop
struct __CFRunLoop {
    pthread_t _pthread;
    CFMutableSetRef _commonModes; // 共同的模式,相当于NSRunLoopCommonModes
    CFMutableSetRef _commonModeItems;// 共同的模式下的Item
    CFRunLoopModeRef _currentMode;
    CFMutableSetRef _modes;
};
// 下面是简化了一些变量后的__CFRunLoopMode
struct __CFRunLoopMode {
    CFStringRef _name;
    CFMutableSetRef _sources0;
    CFMutableSetRef _sources1;
    CFMutableArrayRef _observers;
    CFMutableArrayRef _timers;
};

有几件事情需要说明一下:

  1. runloop同一时间只能处于一个RunLoopMode下.

  2. 系统提供每个RunLoopMode下会有自己的Item,这个item可能是source,timer,observer ; 自定义的RunLoopMode,自定义的RunLoopMode需要自己往里面添加Item。

  3. 如果一个runloop中没有任何一个item,那么runloop会立即停止。

2. Runloop有几种模式?

官网显示的是5种,我们作为开发者需要关心的一般是3个:Default模式、tracking模式、Common模式;其中Default模式是另外两种的综合。

NSRunloop简单细说(六)—— 几种循环模式详细解析

3. Runloop有几种状态?

7种状态:

  • kCFRunLoopEntry = 即将进入
  • kCFRunLoopBeforeTimers = 即将处理timer
  • kCFRunLoopBeforeSources = 即将处理source
  • kCFRunLoopBeforeWaiting = 即将进入休眠
  • kCFRunLoopAfterWaiting = 从休眠中唤醒
  • kCFRunLoopExit = 退出runloop
  • kCFRunLoopAllActivities = 包含上面的所有
/* Run Loop Observer Activities */
typedef CF_OPTIONS(CFOptionFlags, CFRunLoopActivity) {
    kCFRunLoopEntry = (1UL << 0),
    kCFRunLoopBeforeTimers = (1UL << 1),
    kCFRunLoopBeforeSources = (1UL << 2),
    kCFRunLoopBeforeWaiting = (1UL << 5),
    kCFRunLoopAfterWaiting = (1UL << 6),
    kCFRunLoopExit = (1UL << 7),
    kCFRunLoopAllActivities = 0x0FFFFFFFU
};

4. Runloop是怎么运行的

Runloop运行的时候是开启了一个do..while循环,执行一个循环时首先处理完Observer、Source0、Source1、timer,然后调用系统的休眠函数等待被唤醒,最后在唤醒时继续处理事件再次进入循环。 Runloop的内部结构与运行原理

5. Runloop的一些运用?

  • 卡顿监控:有的卡顿监控方案是通过监控runloop的活动状态变化来确定执行有没有超时的,比如Bugly是监控一次runloop循环有没有超过3s。

  • 卡顿问题:少部分卡顿问题是因为一次runloop循环执行的逻辑太多,这时我们可以把一些不重要的逻辑放到下一个循环执行,比如埋点的逻辑,具体做法是将执行代码放到异步主队列的任务里(就是dispatch_async(dispatch_get_main_queue, {})的blcok里。

  • 使用NSTimer、CADisplayLink时需要addTimer:forMode:, 这个时候如果不希望滚动视图时停止timer就需要传入NSRunLoopCommonModes.

  • 在子线程中使用- (void)performSelector: withObject:afterDelay:时方法不会得到执行,原因就是子线程runloop未开启而这个方法的实现是开启timer将timer加到了runloop。

  • 常驻子线程见上面的实现。

  • iOS系统对主线程Runloop的状态进行了监听addObserver:,在runloop开启时创建了一个autoreleasepool,在进入休眠时销毁这个autoreleasepool然后创建一个新的autoreleasepool,在runloop退出时销毁autoreleasepool,这样完成了自动的对对象内存的管理。

推荐阅读:

博客:NSRunloop简单细说(六)—— 几种循环模式详细解析

官方文档:Runloop官方文档

源码:CF框架源码