iOS多线程-RunLoop简介

• 什么是RunLoop?

  • 从字面上来看是运行循环的意思.

  • 内部就是一个do{}while循环,在这个循环里内部不断的处理各种任务(比如:source/timer/Observer)

  • RunLoop的存在其实就是为线程而存在的.线程的作用就是执行一个特定的任务,但是默认情况下线程执行完任务后就不能再次执行任务,这是因为默认情况下线程是没有开启RunLoop的.如果开启RunLoop之后,线程执行完任务之后,会一直等待,直到再次接受到任务,接续执行任务.线程销毁前,会先释放这个线程所对应的RunLoop.

• RunLoop基本作用

  • 保持程序的持续运行,保持线程的持续运行.

  • 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

• RunLoop对象

  • ios中有2套API来访问和使用RunLoop

  • 一套是Fundation(纯OC的)框架中的

    • NSRunLoop

      // 获得当前线程的RunLoop对象
      [NSRunLoop currentRunLoop];
      // 获得主线程的RunLoop对象
      [NSRunLoop mainRunLoop];

  • 一套是Core Fundation(纯C语言的)框架中的

    • CFRunLoopRef

      // 获得当前线程的RunLoop对象
      CFRunLoopGetCurrent();
      // 获得主线程的RunLoop对象
      CFRunLoopGetMain();

  • NSRunLoo和CFRunLoopRef都代表着RunLoop对象.NSRunLoop是基于CFRunLoopRef的一层OC包装

• 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系统已经自动创建好了,子线程的RunLoop需要手动创建

  • RunLoop在第一次获取时由系统自动创建,在线程结束时销毁

  • 如果想给子线程创建RunLoop,不能直接alloc&init,只要调用获取当前线程RunLoop方法即可,系统会自动放回当前线程的RunLoop,如果当前线程没有RunLoop,系统会自动创建.

• RunLoop相关类

• Core Fundation中关于RunLoop的5个类

  • CFRunLoopRef: RunLoop对象

  • CFRunLoopModeRef: RunLoop运行模式.

  • CFRunLoopSoruceRef: 事件源(输入源)

  • CFRunLoopTimerRef:基于时间的触发器.

  • CFRunLoopObserverRef: 观察者,能够监听RunLoop的状态改变

• CFRunLoopModeRef

• CFRunLoopModeRef代表RunLoop运行模式

• 一个RunLoop对象包含若干个Mode(模式),每个Mode又包含若干个 source/Timer/Observer

• RunLoop运行时,只能指定一个Mode, 这个Mode又称之为CurrentMode,然后RunLoo就执行CurrentMode中的source/Timer/Observer

• 如果需要切换Mode,只能退出RunLoop,再重新指定一个Mode进入,这样做是为了分隔开不同组的Source/Timer/Observer,让其不受影响

• 系统默认注册了5个Mode:

  • NSDefaultRunLoopMode: App的默认Mode,通常主线程实在这个模式下运行

  • UITrackingRunLoopMode:界面跟踪Mode,用于界面控件(ScrollView,tableView等等)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是进入的第一个Mode,启动完成后就不再使用

  • GSEventReceiveRunLoopMode:接收系统事件的内部Mode,通常用不到

  • NSRunLoopCommonMode:这是一个占位的Mode,不是一种真正的Mode,(可以看成模式组,默认情况下包括了NSDefaultRunLoopMode,UITrackingRunLoopMode)两种模式.

• CFRunLoopTimerRef

  • CFRunLoopTimerRef是基于时间的触发器

  • CFRunLoopTimerRef基本上说的就是NSTimer,它受RunLoop的Mode影响

    -(void)touchesBegan:(NSSet<UITouch *> *)touches withEvent:(UIEvent *)event{
    
    //创建一个NSTimer定时器,默认情况下NSTimer是不会执行的,只有把NSTimer添加到RunLoop中,由RunLoop管理执行
    NSTimer * timer = [NSTimer timerWithTimeInterval:1 target:self selector:@selector(show) userInfo:nil repeats:YES];
    
    // 在当前线程中RunLoop添加一个timer, 并告诉runLoop, 这个timer只能在NSDefaultRunLoopMode模式下才能触发
    // runLoop会找到NSDefaultRunLoopMode,然后把timer添加NSDefaultRunLoopMode中的Timer数组中
    [[NSRunLoop currentRunLoop] addTimer:timer forMode:NSDefaultRunLoopMode];
    
    //在当前线程中RunLoop添加一个timer, 并告诉runLoop, 这个timer只能在NSRunLoopCommonModes模式下才能触发
    //runLoop会找到NSDefaultRunLoopMode和UITrackingRunLoopMode
    //然后把timer添加NSDefaultRunLoopMode和UITrackingRunLoopMode中的Timer数组中
    [[NSRunLoop currentRunLoop] addTimer:timer forMode:NSRunLoopCommonModes];
    
    //利用此方法创建的NSTimer, 系统会自动放入当前线程中的currentRunLoop中,并且只能在NSDefaultRunLoop模式下才能触发
    NSTimer * timer1 = [NSTimer scheduledTimerWithTimeInterval:1.0 target:self selector:@selector(show) userInfo:nil repeats:YES];
    //虽然通过类方法scheduledTimerWithTimeInterval创建NSTimer,会自动添加到NSDefaultRunLoopMode模式中
    //但我们还是可以修改它的模式
    [[NSRunLoop currentRunLoop] addTimer:timer forMode:NSRunLoopCommonModes];
    }

• CFRunLoopSoruceRef

  • 按照官方文档,source的分类:

    • Port-Based Sources:基于端口的事件源:监听程序响应的端口,基于端口事件是由系统内核自动发送的.

    • Custom Input Sources: 自定义输入源:监听自定义事件源,而自定义的输入源是需要人工从其他线程发送

    • Cocoa Perfrom Selector Source: selector事件源

  • 按照源码函数调用栈,source的分类:

    • Source0:非基于Prot(端口)的,是用户主动触发的事件

    • Source1:基于Prot(端口)的,通过内核和其他线程相互发送消息

• CFRunLoopObserverRef

  • CFRunLoopObserverRef:观察者对象,可以监听RunLoop的状态

  • RunLoop状态:

    • kCFRunLoopEntry 即将进入runLoop

    • kCFRunLoopBeforeTimers 即将处理Timer

    • kCFRunLoopBeforeSources 即将处理source(事件源)

    • kCFRunLoopBeforeWaiting 即将进入休眠

    • kCFRunLoopAfterWaiting 即将从休眠中醒来

    • kCFRunLoopExit 即将退出runLoop

    -(void)touchesBegan:(NSSet<UITouch *> *)touches withEvent:(UIEvent *)event{
      //创建一个CFRunLoopObserverRef
    /*
    第一个参数: CFRunLoopObserverRef(观察者)分配内存空间方式
    第二个参数: 监听那些状态 kCFRunLoopAllActivities(监听所有状态)
    第三个参数: 是否每次都要监听
    第四个参数: 优先级
    第五个参数: 回调函数
    */
    CFRunLoopObserverRef observer = CFRunLoopObserverCreateWithHandler(CFAllocatorGetDefault(), kCFRunLoopAllActivities, YES,0, ^(CFRunLoopObserverRef observer, CFRunLoopActivity activity) {
          // observer监听对象
          //activity Runloop当前状态
    });
    /*
    第一个参数: 为那个线程下的RunLoop添加CFRunLoopObserverRef(观察者)
    第二个参数: 需要添加的CFRunLoopObserverRef(观察者)
    第三个参数: 把监听添加到RunLoop那个模式中
    */
    CFRunLoopAddObserver(CFRunLoopGetCurrent(), observer, kCFRunLoopDefaultMode);
    
    //记得内存管理,因为Core Foundation不在ARC管理范围内
    //带有Create、Copy、Retain等字眼的函数，创建出来的对象，都需要在最后做一次release
    //销毁对象函数:CFRelease对象
    CFRelease(observer);
    }

• RunLoop处理逻辑

• 如果RunLoop中没有Timer或source,RunLoop就会立刻退出

• 每次运行RunLoop,RunLoop会自动处理之前未处理的消息,并通知相关观察者.具体顺序如下:

  • 1.通知观察者RunLoop已经启动

  • 2.通知观察者即将开始启动定时器

  • 3.通知观察者即将启动非基于端口的事件源

  • 4.启动任何准备好的非基于端口的事件源

  • 5.如果基于端口的事件源准备好并处于等待得状态,立即启动.并进入步骤9

  • 6.通知观察者线程进入休眠

  • 7.将线程置于休眠直到任意下面的事件发生:

    • 某一事件到达基于端口的源

    • 定时器启动

    • RunLoop设置的时间已经超时.(系统底层会给RunLoop设置一个超时时间,源码中设置的是:9999999999.0)

    • RunLoop被手动唤醒

  • 8.通知观察者线程将被唤醒.

  • 9.处理未处理的事件

    • 如果用户定义的定时器启动,处理定时器事件并重启RunLoop.进入步骤2

    • 如果事件源启动,传递相应的消息

    • 如果RunLooop被显示唤醒而且时间还没超时,重启RunLoop.进入步骤2

  • 10.通知观察者RunLoop结束.

• 如何让子线程成为常驻线程(让一个子线程不进入消亡状态，等待其他线程发来消息，处理其他事件)

//
//  ViewControllerRunLoop.m
//
//  Created by yuxuan on 16/2/17.
//  Copyright © 2016年 apple. All rights reserved.
//

#import "ViewControllerRunLoop.h"

@interface ViewControllerRunLoop ()

@property(nonatomic,strong)NSThread * thread;

@end
@implementation ViewControllerRunLoop

-(void)viewDidLoad{

    //创建子线程执行任务
    self.thread = [[NSThread alloc] initWithTarget:self selector:@selector(run) object:nil];

    [self.thread start];

}

-(void)run{
    NSLog(@"跑起来");
    //默认情况下,子线程是不会常驻的
    //只有子线程中runloop启动,并且runloop中有source或timer,才会常驻
    //只有常驻线程才能再次执行任务,因为线程中有runloop来处理事件了
    //子线程的runloop是需要手动创建的, 并且需要手动启动
    NSRunLoop * rl =  [NSRunLoop currentRunLoop];

    //如果子线程的runloop没有 source / timer 的话, 哪么子线程的runloop会立即关闭
    //在runLoop中添加一个timer
    [NSTimer scheduledTimerWithTimeInterval:2 target:self selector:@selector(timerRun) userInfo:nil repeats:YES];

    //启动runloop
    [rl run];

    //如果线程成为了常驻线程,你会发现,不会执行到这行代码
    //也就是说这个方法不会执行完,
    NSLog(@"end");
}

-(void)timerRun{
    NSLog(@"%s",__func__);
}

-(void)touchesBegan:(NSSet<UITouch *> *)touches withEvent:(UIEvent *)event{

    // 让子线程再次执行任务
    [self performSelector:@selector(againRun) onThread:self.thread withObject:nil waitUntilDone:NO];
}

-(void)againRun{

    NSLog(@"再次跑起来");
}

@end

原文链接：http://www.jianshu.com/p/94d61de9e139