如何理解Runloop

RunLoop是系统内部维护的事件循环（EventLoop）来对消息/事件进行处理的一个对象。

事件循环（EventLoop）：没有消息处理时，休眠以避免资源占用（从用户态切换到内核态）。有消息处理时，线程立刻被唤醒（从内核态切换到用户态）。

Runloop的数据结构

RunLoop的数据结构主要包括以下几个部分：CFRunLoop、CFRunLoopMode、Source/Timer/Observer

1. CFRunLoop：这是RunLoop的主要组成部分，负责整个线程的执行管理。

CFRunLoop:
    pthread:一一对应（线程与Runloop的关系）
    currentMode:CFRunloopMode
    modes:NSMutableSet<CFRunloopMode*>  Runloop与mode是一对多的关系
    commonModes:NSMutableSet<NSString*>
    commonModeItems:多个Observer、Timer、Source的集合 

2.CFRunloopMode：

    name：NSDefaultRunloopMode
    sources0：CFRunloopSource集合
    sources1:CFRunloopSource集合
    observers：数组
    timers：数组 
    以上可以看出mode与source、timer、observer也是一对多的关系

3.CFRunloopSource：

    source0:需要手动唤醒线程
    source1:有主动唤醒线程的能力 

4.CFRunloopTimer：

    基于事件的定时器，与NSTimer有免费桥转换（tool-free bridge）

5.CFRunloopObserver：

    观测时间点 
    kCFRunloopEntry
    kCFRunloopBeforeTimers
    kCFRunloopBeforeSources
    kCFRunloopBeforeWaiting
    kCFRunloopAfterWaiting
    kCFRunloopExit

Runloop具体怎样维护的事件循环EventLoop？

RunLoop使用do-while循环来处理事件队列中的事件。当没有新事件时，RunLoop会调用pthread_cond_wait进入内核态，让出CPU控制权给其他线程；当有新事件进入队列时，RunLoop会调用pthread_cond_signal()产生信号或pthread_cond_broadcast()广播至线程重新开始处理这些事件。

Runloop的mode有哪几种

共有五种运行模式，分别是：

1. kCFRunLoopDefaultMode：这是App的默认Mode，通常主线程是在这个Mode下运行。
2. UITrackingRunLoopMode：这是界面跟踪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：这是在刚启动App时进入的第一个Mode，启动完成后就不再使用，会切换到kCFRunLoopDefaultMode。
4. GSEventReceiveRunLoopMode：这是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。

请注意，最后一种Mode——commonMode不是一种真正的Mode，而是一种特定的标识类型Mode，是一种同步Source/Timer/Observer到多种模式中的一种技术方案。在其标识的类型Mode中，添加事件处理意味着在其中的模式中均可以处理事件的回调。一般默认的commonMode中包含有defaultMode、trackingMode还有modalMode，可使用CFRunLoopAddCommonMode方法向CommonModes中添加自定义Modes。

系统中有哪些地方用到了Runloop

1. UI线程：iOS的UI更新只在主线程上执行。因此，为了在UI上显示一些更新，你需要将更新放在主线程的RunLoop中。例如，如果你有一个自定义的动画或者你需要在用户交互后更新一些UI元素，你可能需要使用RunLoop。
2. 定时器：NSTimer是iOS中创建定时器的类。这个类使用了RunLoop来处理定时任务。当你创建一个NSTimer对象后，它会被添加到RunLoop中，这样就可以在指定的时间间隔后触发一个回调。
3. 触摸事件：iOS设备上的触摸事件（例如，用户点击屏幕或者移动手指）也是通过RunLoop处理的。这些事件首先被送到应用程序的主线程，然后由RunLoop进行处理。
4. 异步处理：如果你正在进行一些异步处理（例如，从网络加载数据），你可能会使用RunLoop来处理这些任务。你可以创建一个新的NSOperation或者使用Grand Central Dispatch来在后台线程上执行任务，然后在任务完成后将结果传递回主线程的RunLoop。
5. 定时任务：如果你需要定期执行一些任务（例如，定期检查应用程序的状态或者定期更新应用程序的数据），你可能会使用RunLoop来处理这些任务。你可以创建一个新的NSTimer对象，然后将其添加到RunLoop中。

Runloop与线程的关系

RunLoop与线程的关系非常密切，它们是一一对应的关系。每条线程，包括程序的主线程，都有与之相应的RunLoop对象。

1. 线程创建：当线程刚创建时，并没有RunLoop对象。RunLoop会在第一次获取它时创建。
2. Runloop启动：主线程的RunLoop默认是启动的，子线程的RunLoop默认是不开启的，需要我们自己手动开启循环。
3. 线程运行：在线程运行过程中，RunLoop会负责维护线程的状态（唤醒、休眠），包括处理输入事件、调度任务、更新UI等。
4. 线程结束：当线程执行完全部任务或者手动停止时，RunLoop会随之销毁。RunLoop销毁时机是在线程结束时。