iOS开发——多线程篇——RunLoop

一、简介

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1、什么是RunLoop
从字面意思看
运行循环
跑圈

基本作用
保持程序的持续运行
处理App中的各种事件（比如触摸事件、定时器事件、Selector事件）
节省CPU资源，提高程序性能：该做事时做事，该休息时休息
......

2、如果没有RunLoop

 int main(int argc, char * argv[]) {
 NSLog(@"execute main function");
 return ;
 }

没有RunLoop的情况下
第3行后程序就结束了

3、如果有了RunLoop

有RunLoop的情况下
由于main函数里面启动了个RunLoop，所以程序并不会马上退出，保持持续运行状态

4、main函数中的RunLoop

第14行代码的UIApplicationMain函数内部就启动了一个RunLoop
所以UIApplicationMain函数一直没有返回，保持了程序的持续运行
这个默认启动的RunLoop是跟主线程相关联的

验证：

可以看到----------不会打印，一直在执行UIApplicationMain

5、模拟RunLoop内部实现
+ 其实它内部就是do-while循环，在这个循环内部不断地处理各种任务（比如Source、Timer、Observer）

void message(int num)
{
    printf("执行第%i个任务", num);
}
int main(int argc, const char * argv[]) {
    do {
        printf("有事吗? 没事我睡了");
        int number;
        scanf("%i", &number);
        message(number);
    } while ();
    return ;
}

二、RunLoop对象

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1、RunLoop
iOS中有2套API来访问和使用RunLoop
Foundation
NSRunLoop

Core Foundation
CFRunLoopRef

NSRunLoop和CFRunLoopRef都代表着RunLoop对象

NSRunLoop是基于CFRunLoopRef的一层OC包装，所以要了解RunLoop内部结构，需要多研究CFRunLoopRef层面的API（Core Foundation层面）

2、RunLoop资料
苹果官方文档
https://developer.apple.com/library/mac/documentation/Cocoa/Conceptual/Multithreading/RunLoopManagement/RunLoopManagement.html

CFRunLoopRef是开源的
http://opensource.apple.com/source/CF/CF-1151.16/

3、RunLoop与线程
每条线程都有唯一的一个与之对应的RunLoop对象

主线程的RunLoop已经自动创建好了，子线程的RunLoop需要主动创建

RunLoop在第一次获取时创建，在线程结束时销毁

4、如何获得RunLoop对象
4.1 Foundation（oc语言）
如果是在子线程中调用currentRunLoop, 那么系统首先会查看, 当前子线程是否有对应的NSRunLoop, 如果没有就创建一个
注意: 如果想给子线程添加一个与之对应的NSRunLoop, 不能通过alloc/init  需要通过currentRunLoop
如果是在子线程中调用了currentRunLoop, 那么拿到的就是子线程的NSRunLoop（在什么线程内调用就是这个线程的NSRunLoop对象）
[NSRunLoop currentRunLoop]; // 获得当前线程的RunLoop对象
[NSRunLoop mainRunLoop]; // 获得主线程的RunLoop对象

4.2 Core Foundation（c语言）
CFRunLoopGetCurrent(); // 获得当前线程的RunLoop对象
CFRunLoopGetMain(); // 获得主线程的RunLoop对象

三、RunLoop相关类

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1、RunLoop相关类
Core Foundation中关于RunLoop的5个类
CFRunLoopRef
CFRunLoopModeRef
CFRunLoopSourceRef
CFRunLoopTimerRef
CFRunLoopObserverRef

2、CFRunLoopModeRef
2.1 CFRunLoopModeRef代表RunLoop的运行模式
一个 RunLoop 包含若干个 Mode，每个Mode又包含若干个Source/Timer/Observer

每次RunLoop启动时，只能指定其中一个 Mode，这个Mode被称作 CurrentMode

如果需要切换Mode，只能退出Loop，再重新指定一个Mode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

2.2 系统默认注册了5个Mode:
kCFRunLoopDefaultMode：App的默认Mode，通常主线程是在这个Mode下运行

UITrackingRunLoopMode：界面跟踪 Mode，用于 ScrollView 追踪触摸滑动，保证界面滑动时不受其他 Mode 影响

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

kCFRunLoopCommonModes: 这是一个占位用的Mode，不是一种真正的Mode

3、CFRunLoopSourceRef
CFRunLoopSourceRef是事件源（输入源）

以前的分法
Port-Based Sources
Custom Input Sources
Cocoa Perform Selector Sources

现在的分法
Source0：非基于Port的
Source1：基于Port的

4、CFRunLoopTimerRef
CFRunLoopTimerRef是基于时间的触发器

基本上说的就是NSTimer

5、CFRunLoopObserverRef
CFRunLoopObserverRef是观察者，能够监听RunLoop的状态改变

可以监听的时间点有以下几个

// 1.创建Observer
    // 第一个参数:用于分配该observer对象的内存
    // 第二个参数:用以设置该observer所要关注的的事件
    // 第三个参数:用于标识该observer是在第一次进入run loop时执行, 还是每次进入run loop处理时均执行
    // 第四个参数:用于设置该observer的优先级
    // 第五个参数: observer监听到事件时的回调block
    CFRunLoopObserverRef observer = CFRunLoopObserverCreateWithHandler(CFAllocatorGetDefault(), kCFRunLoopAllActivities, YES, , ^(CFRunLoopObserverRef observer, CFRunLoopActivity activity) {
        switch(activity)
        {
            case kCFRunLoopEntry:
                NSLog(@"即将进入loop");
                break;
            case kCFRunLoopBeforeTimers:
                NSLog(@"即将处理timers");
                break;
            case kCFRunLoopBeforeSources:
                NSLog(@"即将处理sources");
                break;
            case kCFRunLoopBeforeWaiting:
                NSLog(@"即将进入休眠");
                break;
            case kCFRunLoopAfterWaiting:
                NSLog(@"刚从休眠中唤醒");
                break;
            case kCFRunLoopExit:
                NSLog(@"即将退出loop");
                break;
            default:
                break;
        }
    });

    // 2.添加监听
    /*
     第一个参数: 给哪个RunLoop添加监听
     第二个参数: 需要添加的Observer对象
     第三个参数: 在哪种模式下监听
     */
    CFRunLoopAddObserver(CFRunLoopGetMain(), observer, kCFRunLoopDefaultMode);

    // 3,释放observer
    CFRelease(observer);

四、RunLoop处理逻辑

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1、官方版-RunLoop处理逻辑

五、RunLoop应用

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1、NSTimer 只能在指定的model下运行

// 创建一个NSTimer之后, 必须将NSTimer添加到RunLoop中, 才能执行
    NSTimer *timer = [NSTimer timerWithTimeInterval:2.0 target:self selector:@selector(demo) userInfo:nil repeats:YES];

    // 将NSTimer添加到当前线程NSRunLoop的默认模式下, 只有当前线程NSRunLoop当前是默认模式才会执行timer
//    [[NSRunLoop currentRunLoop] addTimer:timer forMode:NSDefaultRunLoopMode];

    // 将NSTimer添加到当前线程NSRunLoop的追踪模式,只有当前线程NSRunLoop当前是追踪模式才会执行timer
//    [[NSRunLoop currentRunLoop] addTimer:timer forMode:UITrackingRunLoopMode];

    // 这是一个占位用的Mode，不是一种真正的Mode
    // 其实Common是一个标识, 它是将NSDefaultRunLoopMode和UITrackingRunLoopMode标记为了Common
    // 所以, 只要将timer添加到Common占位模式下,timer就可以在NSDefaultRunLoopMode和UITrackingRunLoopMode模式下都能运行
    [[NSRunLoop currentRunLoop] addTimer:timer forMode:NSRunLoopCommonModes];

// 如果通过scheduled方法创建NSTimer, 系统会默认添加到当前线程的默认模式下
    NSTimer *timer = [NSTimer scheduledTimerWithTimeInterval:2.0 target:self selector:@selector(demo) userInfo:nil repeats:YES];

2、GCD定时器

// 1.创建tiemr
    // queue: 代表定时器将来回调的方法在哪个线程中执行
//    dispatch_queue_t queue = dispatch_get_main_queue();
    dispatch_queue_t queue = dispatch_get_global_queue(, );
    dispatch_source_t timer = dispatch_source_create(DISPATCH_SOURCE_TYPE_TIMER, , , queue);
    self.timer = timer;
    // 2.设置timer
    /*
     第一个参数: 需要设置哪个timer
     第二个参数: 指定定时器开始的时间
     第三个参数: 指定间隔时间
     第四个参数: 定时器的精准度, 如果传0代表要求非常精准(系统会让定时器执行的时间变得更加准确) 如果传入一个大于0的值, 就代表我们允许的误差
     // 例如传入60, 就代表允许误差有60秒
     */

    // 定时器开始时间
//    dispatch_time_t startTime = DISPATCH_TIME_NOW;
    dispatch_time_t startTime = dispatch_time(DISPATCH_TIME_NOW, (int64_t)(2.0 * NSEC_PER_SEC));

    // 定时器间隔的时间
    uint64_t timerInterval = 2.0 * NSEC_PER_SEC;
    dispatch_source_set_timer(timer, startTime, timerInterval,  * NSEC_PER_SEC);

    // 3.设置timer的回调
    dispatch_source_set_event_handler(timer, ^{
        NSLog(@"我被调用了  %@", [NSThread currentThread]);
    });

    // 4.开始执行定时器
    dispatch_resume(timer);

3、imageView

- ImageView显示
+ 只能在指定的model下设置图片
- PerformSelector
+ 只能在指定的model下调用

[self.imageView performSelectorOnMainThread:@selector(setImage:) withObject:[UIImage imageNamed:@"lnj"] waitUntilDone:YES modes:@[NSDefaultRunLoopMode]];

4、常驻线程
给子线程添加一个RunLoop
// 注意:
+ 必须调用run才会执行死循环
+ NSRunLoop的model中必须有source/timer,死循环才不会退出
NSRunLoop *runloop = [NSRunLoop currentRunLoop];
[runloop addPort:[NSMachPort port] forMode:NSDefaultRunLoopMode];
[runloop run]

5、自动释放池
activities = 0x1 = 1
1: 即将进入RunLoop : 创建一个自动释放池
activities = 0xa0 = 160 = 128 + 32
32:即将休眠 : 释放上一次的自动释放池, 创建一个新的自动释放池
128:即将退出RunLoop : 释放自动释放池