一. 认识NSRunloop
1.1 NSRunloop与程序运行
那么具体什么是NSRunLoop呢?其实NSRunLoop的本质是一个消息机制的处理模式。让我们首先来看一下程序的入口——main.m文件,一个ios程序启动后,只有短短的十行代码居然能保持整个应用程序一直运行而没有退出,是不是有点意思?程序之所以没有直接退出是因为UIApplicationMain这个函数内部默认启动了一个跟主线程相关的NSRunloop对象,而UIApplicationMain这个函数一直执行没有返回就保存程序一直运行的状态。
#import <UIKit/UIKit.h> #import "AppDelegate.h" int main(int argc, char * argv[]) { @autoreleasepool { return UIApplicationMain(argc, argv, nil, NSStringFromClass([AppDelegate class])); } }
文章之初我们暂且将NSRunloop理解为实现这样功能的一段代码 , 这可以帮助我们更好的理解NSRunloop处理事件的过程(实际上远比这复杂的多:))。
int main(int argc, char * argv[]) { BOOL runnning =YES;
do{
...
//处理各种操作 各种事件
...
}while(running); return ;
}
下面用官方提供的一幅非常经典的图片,来认识NSRunloop循环处理时间的流程。
通过所有的“消息”都被添加到了NSRunLoop中去,而在这里这些消息并分为“input source”和“Timer source” 并在循环中检查是不是有事件需要发生,如果需要那么就调用相应的函数处理。由此形成了运行->检测->休眠 ->运行 的循环状态。
1.1 NSRunloop与线程之间关系的解析
简单说,一条线程对应一个NSRunloop对象。主线程NSRunloop对象是默认开启的,其他线程的NSRunloop对象需要手动获取。其实NSRunloop对象是懒加载的,所以不需要实例化这个类,而是直接调用获取线程Runloop的方法即可唤醒。Runloop在第一次获取时创建,在线程结束时销毁。保持NSRunloop一直存在的方法稍后介绍。
1.1.1 获得NSRunloop对象的方法
iOS其实有两套Api来访问和使用Runloop , NSRunloop是对CFRunloopRef的进一步封装,并且CFRunloopRef是线程安全的,而这一点NSRunloop并不能保证。
Foundation ->NSRunloop
获得当前线程的Runloop的方法 [NSRunloop currentRunloop];
获得主线程的Runloop的方法 [NSRunloop mainRunloop];
Core Foundation ->CFRunloopRef
CFRunloopGetCurrent();
CFRunloopGetMain();
由苹果官方文档可以看出线程和Runloop对象的对应关系。如果你仔细阅读可以从代码中可以看出runloop的存储方式是字典,而且key是线程。
// should only be called by Foundation
// t==0 is a synonym for "main thread" that always works //函数返回值为CFRunLoopRef 形参类型为pthread_t 根据线程创建runloop对象 CF_EXPORT CFRunLoopRef _CFRunLoopGet0(pthread_t t) { if (pthread_equal(t, kNilPthreadT)) { t = pthread_main_thread_np(); } __CFLock(&loopsLock); if (!__CFRunLoops) { __CFUnlock(&loopsLock); CFMutableDictionaryRef dict = CFDictionaryCreateMutable(kCFAllocatorSystemDefault, , NULL, &kCFTypeDictionaryValueCallBacks); //由此句可得出 调用其他线程NSRunloop对象也会首先创建主线程NSRunloop对象
CFRunLoopRef mainLoop = __CFRunLoopCreate(pthread_main_thread_np()); CFDictionarySetValue(dict, pthreadPointer(pthread_main_thread_np()), mainLoop); if (!OSAtomicCompareAndSwapPtrBarrier(NULL, dict, (void * volatile *)&__CFRunLoops)) { CFRelease(dict); } CFRelease(mainLoop); __CFLock(&loopsLock); } CFRunLoopRef loop = (CFRunLoopRef)CFDictionaryGetValue(__CFRunLoops, pthreadPointer(t)); __CFUnlock(&loopsLock); if (!loop) { CFRunLoopRef newLoop = __CFRunLoopCreate(t); __CFLock(&loopsLock); loop = (CFRunLoopRef)CFDictionaryGetValue(__CFRunLoops, pthreadPointer(t)); if (!loop) { CFDictionarySetValue(__CFRunLoops, pthreadPointer(t), newLoop); loop = newLoop; } // don't release run loops inside the loopsLock, because CFRunLoopDeallocate may end up taking it __CFUnlock(&loopsLock); CFRelease(newLoop); } if (pthread_equal(t, pthread_self())) { _CFSetTSD(__CFTSDKeyRunLoop, (void *)loop, NULL); if ( == _CFGetTSD(__CFTSDKeyRunLoopCntr)) { _CFSetTSD(__CFTSDKeyRunLoopCntr, (void *)(PTHREAD_DESTRUCTOR_ITERATIONS-), (void (*)(void *))__CFFinalizeRunLoop); }
}
return loop;
}
1.1.2 Mode
Mode中有三个非常重要的组成部分,Timer(定时器)、 Source(事件源) 以及Observor(观察者)。一个 RunLoop 包含若干个 Mode,每个 Mode 又包含若干个 Source/Timer/Observer。首先要指出的是一个runloop启动时必须指定一个Mode , 并且这个Mode被称为currentMode 。如果要切换Mode,只能退出runloop重新进入。这样做主要是为了分隔开不同组的 Source/Timer/Observer,让其互不影响。随后我们会分别介绍每一类的具体作用与应用场景。
系统默认注册的Mode有五种
kCFRunloopDefaultMode // App默认Mode 通常主线程是在这个mode下运行
UITrackingRunloopMode // 界面跟踪Mode 用于scrollView追踪触摸 界面滑动时不受其他Mode影响
UIinitializationRunloopMode //在app一启动进入的第一个Mode,启动完成后就不再使用
GSEventRecieveRunloopMode //苹果使用绘图相关
NSRunLoopCommonModes //占位模式
1.1.2.1 CFRunloopTimerRef 基于时间的触发器
NSTimer
首先说一下NSTimer,一个NSRunloop可以创建多个Timer。因为定时器只会运行在指定的Mode下 ,一旦Runloop进入其他模式, 定时器就不会工作了。
NSTimer的创建方法
[NSTimer scheduledTimerWithTimeInterval:<#(NSTimeInterval)#> target:<#(nonnull id)#> selector:<#(nonnull SEL)#> userInfo:<#(nullable id)#> repeats:<#(BOOL)#>]
该方法默认添加到当前runloop,并且Mode为kCFRunloopDefaultMode。
NSTimer * timer =[NSTimer timerWithTimeInterval:1.0 target:self selector:@selector(test) userInfo:nil repeats:YES];
[[NSRunLoop currentRunLoop] addTimer:timer forMode:NSRunLoopCommonModes]; //手动添加到runloop 可以指定Mode
这样声明的NSTimer可以解决在滑动scrollView时NSTimer不工作的问题。forMode:NSRunLoopCommonModes的意思为,定时器可以运行在标记为common modes模式下。具体包括两种: kCFRunloopDefaultMode 和 UITrackingRunloopMode。
GCD定时器
GCD定时器的优点有很多,首先不受Mode的影响,而NSTimer受Mode影响时常不能正常工作,除此之外GCD的精确度明显高于NSTimer,这些优点让我们有必要了解GCD定时器这种方法。
1.1.2.2 CFRunloopSourceRef 事件源(输入源)
按照苹果官方文档,Source分类
Port-Based Sources 基于端口的 和其他线程 或者内核
Custom Input Sources
Cocoa Perform Selector Sources
按照函数调用栈来分类
Source0 : 非基于Port的
Source1: 基于port的,通过内核 和其他线程通信,接收、分发事件。
1.1.2.3 CFRunloopObservorRef 观察者监听runloop状态改变
/* Run Loop Observer Activities */ typedef CF_OPTIONS(CFOptionFlags, CFRunLoopActivity) { kCFRunLoopEntry = (1UL << ), kCFRunLoopBeforeTimers = (1UL << ), kCFRunLoopBeforeSources = (1UL << ), kCFRunLoopBeforeWaiting = (1UL << ), kCFRunLoopAfterWaiting = (1UL << ), kCFRunLoopExit = (1UL << ), kCFRunLoopAllActivities = 0x0FFFFFFFU };
// 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);
二 、实际应用
- 只在NSRUnloopDefaultModes 下显示图片
上面再举例NSTimer中已经阐述其中原理了,在此不再重复举例了。
2. 常驻线程
NSThread * thread = [NSThread alloc ]initWithTarget selector
[thread start];
通常执行完方法后线程就销毁了,那么现在有这样的需求,需要一条子线程一直存在,等待处理任务,与主线程之间互不干扰 (可以类比主线程存在原理,即添加消息循环Runloop)
// 通过添加port 或者timer [[NSRunLoop currentRunLoop] addPort:[NSPort port] forMode:NSDefaultRunLoopMode]; [[NSRunLoop currentRunLoop] run];
Ps:Runloop运行首先判断Mode是否为空,如果为空则退出循环,还可以通过removePort来移除端口。本例用添加port来实现,其他方法请读者自己多尝试。:)
3. 关于自动释放池
关于自动释放池,子线程开启runloop时要开启针对当前线程的autoreleasepool,在每次NSRunloop休眠前清理自动释放池。
关于自动释放池的具体用法本文暂时不进行描述,待日后在整理修改本帖。
参考资料:https://home.cnblogs.com/blog/
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