Objective-C三种定时器CADisplayLink / NSTimer / GCD的使用

OC中的三种定时器：CADisplayLink、NSTimer、GCD

我们先来看看CADiskplayLink, 点进头文件里面看看， 用注释来说明下

@interface CADisplayLink : NSObject
{
@private
  void *_impl;　　//指针
}

+ (CADisplayLink *)displayLinkWithTarget:(id)target selector:(SEL)sel;
//唯一一个初始化方法

- (void)addToRunLoop:(NSRunLoop *)runloop forMode:(NSRunLoopMode)mode;
//将创建好点实例添加到RunLoop中

- (void)removeFromRunLoop:(NSRunLoop *)runloop forMode:(NSRunLoopMode)mode;
//从RunLoop中移除
- (void)invalidate;
//销毁实例

@property(readonly, nonatomic) CFTimeInterval timestamp;　　 //上一次Selector被调用到时间， 只读
@property(readonly, nonatomic) CFTimeInterval duration;　　　//屏幕刷新时间间隔， 目前iOS刷新频率是60HZ, 所以刷新时间间隔是16.7ms

@property(readonly, nonatomic) CFTimeInterval targetTimestamp CA_AVAILABLE_IOS_STARTING(10.0, 10.0, 3.0);
//下一次被调用到时间
@property(getter=isPaused, nonatomic) BOOL paused;　　//设置为YES的时候会暂停事件的触发

@property(nonatomic) NSInteger frameInterval　　　　　　
  CA_AVAILABLE_BUT_DEPRECATED_IOS (3.1, 10.0, 9.0, 10.0, 2.0, 3.0, "use preferredFramesPerSecond");

//事件触发间隔。是指两次selector触发之间间隔几次屏幕刷新，默认值为1，也就是说屏幕每刷新一次，执行一次selector，这个也可以间接用来控制动画速度

@property(nonatomic) NSInteger preferredFramesPerSecond CA_AVAILABLE_IOS_STARTING(10.0, 10.0, 3.0); 
//每秒现实多少帧

@end

从头文件来看CADisplayLink的使用还是挺简单的， 下面上代码：

- (void)viewDidLoad {

    [super viewDidLoad];

    self.displayLink = [CADisplayLink displayLinkWithTarget:self
                                                   selector:@selector(logCount)];

    self.displayLink.frameInterval  = ;    //屏幕刷新2次调用一次Selector

    [self.displayLink addToRunLoop:[NSRunLoop currentRunLoop] forMode:NSRunLoopCommonModes];

}

- (void)logCount {

    self.count ++;
    NSLog(@"Count = %ld", self.count);

    if (self.count > ) {

        self.count = ;
        [self.displayLink invalidate]; //直接销毁
    }
}

代码很简单就不做说明了

需要注意的是CADisplayLink必须要添加到可以执行的RunLoop中才会执行， 当添加到某一个RunLoop后如果该RunLoop暂停或者该RunLoop的Model改变了， 计时器也会暂停

比如我们给TableView添加计时器到当前RunLoop的NSDefaultRunLoopMode model中， 当屏幕一半显示时计时器可以正常调用， 但当我们用手滑动TableView时， 计时器就会暂停。

因为当滑动时, RunLoop会进入到UITrackingRunLoopMode

所以当我们发现计时器没有运行时， 可以检查下是否有加入到正确的mode中

那我们来说一下runloop的几种mode：

• Default模式

定义：NSDefaultRunLoopMode (Cocoa) kCFRunLoopDefaultMode (Core Foundation)

描述：默认模式中几乎包含了所有输入源(NSConnection除外),一般情况下应使用此模式。

• Connection模式

定义：NSConnectionReplyMode(Cocoa)

描述：处理NSConnection对象相关事件，系统内部使用，用户基本不会使用。

• Modal模式

定义：NSModalPanelRunLoopMode(Cocoa)

描述：处理modal panels事件。

• Event tracking模式

定义：UITrackingRunLoopMode(iOS)
NSEventTrackingRunLoopMode(cocoa)

描述：在拖动loop或其他user interface tracking loops时处于此种模式下，在此模式下会限制输入事件的处理。例如，当手指按住UITableView拖动时就会处于此模式。

• Common模式

定义：NSRunLoopCommonModes (Cocoa) kCFRunLoopCommonModes (Core Foundation)

描述：这是一个伪模式，其为一组run loop mode的集合，将输入源加入此模式意味着在Common Modes中包含的所有模式下都可以处理。在Cocoa应用程序中，默认情况下Common Modes包含default modes,modal modes,event Tracking modes.可使用CFRunLoopAddCommonMode方法向Common Modes中添加自定义modes。

注：iOS中仅NSDefaultRunLoopMode，UITrackingRunLoopMode，NSRunLoopCommonModes三种可用mode。

CADisplayLink

基本用法刚刚介绍过。

优势：依托于设备屏幕刷新频率触发事件，所以其触发时间上是最准确的。也是最适合做UI不断刷新的事件，过渡相对流畅，无卡顿感。

缺点：

• 由于依托于屏幕刷新频率，若果CPU不堪重负而影响了屏幕刷新，那么我们的触发事件也会受到相应影响。
• selector触发的时间间隔只能是duration的整倍数。
• selector事件如果大于其触发间隔就会造成掉帧现象。
• CADisplayLink不能被继承。

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下面说说NSTImer, 一样我们直接看头文件并用注释说明

@interface NSTimer : NSObject

+ (NSTimer *)timerWithTimeInterval:(NSTimeInterval)ti invocation:(NSInvocation *)invocation repeats:(BOOL)yesOrNo;
//实例化方法， 响应事件用的NSInvocation, 需要手动添加到RunLoop中才会生效
+ (NSTimer *)scheduledTimerWithTimeInterval:(NSTimeInterval)ti invocation:(NSInvocation *)invocation repeats:(BOOL)yesOrNo;
//实例化方法， 响应事件用的NSIvocation, 系统为自动帮你将timer添加到currentRunLoop中，defaultMode
+ (NSTimer *)timerWithTimeInterval:(NSTimeInterval)ti target:(id)aTarget selector:(SEL)aSelector userInfo:(nullable id)userInfo repeats:(BOOL)yesOrNo;
//实例化方法, 响应事件用的PerformanceSelector, userInfo中可以用来传参数，需要手动添加到RunLoop中
+ (NSTimer *)scheduledTimerWithTimeInterval:(NSTimeInterval)ti target:(id)aTarget selector:(SEL)aSelector userInfo:(nullable id)userInfo repeats:(BOOL)yesOrNo;
//实例化方法，响应事件用的PerformanceSelector, userInfo可以用来传递参数， 系统会自动帮你将timer添加到currentRunLoop中, defaultMode

+ (NSTimer *)timerWithTimeInterval:(NSTimeInterval)interval repeats:(BOOL)repeats block:(void (^)(NSTimer *timer))block API_AVAILABLE(macosx(10.12), ios(10.0), watchos(3.0), tvos(10.0));
//实例化方法, 以block的方式传入要执行的内容, 需要手动添加到RunLoop中

+ (NSTimer *)scheduledTimerWithTimeInterval:(NSTimeInterval)interval repeats:(BOOL)repeats block:(void (^)(NSTimer *timer))block API_AVAILABLE(macosx(10.12), ios(10.0), watchos(3.0), tvos(10.0));
//实例化方法， 以block的方式传入要执行的内容，系统会自动帮你将timer添加到currentRunLoop中，defaultMode

- (instancetype)initWithFireDate:(NSDate *)date interval:(NSTimeInterval)interval repeats:(BOOL)repeats block:(void (^)(NSTimer *timer))block API_AVAILABLE(macosx(10.12), ios(10.0), watchos(3.0), tvos(10.0));
//跟上面类似， 只是多指定了一个开始时间
- (instancetype)initWithFireDate:(NSDate *)date interval:(NSTimeInterval)ti target:(id)t selector:(SEL)s userInfo:(nullable id)ui repeats:(BOOL)rep NS_DESIGNATED_INITIALIZER;
//跟上面类似， 只是多指定了一个开始时间
- (void)fire;　　//立即执行一次定时器方法， 注意不是立即开启定时器

@property (copy) NSDate *fireDate;　　//当前事件的触发事件， 一般用来做暂停和恢复
@property (readonly) NSTimeInterval timeInterval;　　//只读属性， 获取当前timer的触发间隔

@property NSTimeInterval tolerance NS_AVAILABLE(10_9, 7_0);  //允许的误差值

- (void)invalidate; //立即销毁timer
@property (readonly, getter=isValid) BOOL valid;  //只读属性， 获取当前timer是否有效

@property (nullable, readonly, retain) id userInfo; //只读属性， 初始化时传入的用户参数

@end

NSTimer的内容相对多一些但也更加灵活， 有一个地方需要注意的是timer开头的实例化方法需要手动添加到RunLoop, Schedule开头的会由系统帮你添加到RunLoop

• fireDate，设置当前timer的事件的触发时间。通常我们使用这个属性来做计时器的暂停与恢复。

///暂停计时器
self.timer.fireDate = [NSDate distantFuture];
///恢复计时器
self.timer.fireDate = [NSDate distantPast];

• tolerance，允许误差时间。我们知道NSTimer事件的触发事件是不准确的，完全取决于当前runloop处理的时间。如果当前runloop在处理复杂运算，则timer执行时间将会被推迟，直到复杂运算结束后立即执行触发事件，之后再按照初始设置的节奏去执行。当设置tolerance之后在允许范围内的延迟可以触发事件，超过的则不触发。默认是时间间隔的1/10

网上很多人对fire方法的解释其实并不正确。fire并不是立即激活定时器，而是立即执行一次定时器方法。

当加入到runloop中timer不需要激活即可按照设定的时间触发事件。fire只是相当于手动让timer触发一次事件。

如果timer设置的repeat为NO，则fire之后timer立即销毁。

如果timer的repeat为YES，则到了之前设置的时间他依旧会按部就班的触发事件。

fire只是单独触发了一次事件，并不影响原timer的节奏。

• 关于invalid方法

我们知道NSTimer使用的时候如果不注意的话，是会造成内存泄漏的。原因是我们生成实例的时候，会对控制器retain一下。如果不对其进行管理则VC的永远不会引用计数为零，进而造成内存泄漏。

所以，当我们不需要的timer的时候，请如下操作：

[self.timer invalid];
self.timer = nil;

这样Timer会对VC进行一次release。所以一定不要忘记调用invalid方法。

顺便提一句，如果生成timer实例的时候repeat为NO，那当触发事件结束后，系统也会自动调用invalid一次。

NSTimer的优势：使用相对灵活，应用广泛

劣势：受runloop影响严重，同时易造成内存泄漏（调用invalid方法解决）

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下面说说GCD计时器：dispatch_source_t

其实dispatch_source_t说为计时器不完全正确， 它实际上是GCD给我们用的一个源对象

还是先直接上代码:

#import "ViewController.h"

@interface ViewController ()

@property (nonatomic, assign)   NSInteger count;
@property (nonatomic, strong)   dispatch_source_t tTimer;  //GCD计时器一定要设置为成员变量， 否则会立即释放

@end

@implementation ViewController

@synthesize tTimer;

- (void)viewDidLoad {

    [super viewDidLoad];

    //创建GCD timer资源， 第一个参数为源类型， 第二个参数是资源要加入的队列
    self.tTimer = \
    dispatch_source_create(DISPATCH_SOURCE_TYPE_TIMER, , , dispatch_get_main_queue());

    //设置timer信息， 第一个参数是我们的timer对象， 第二个是timer首次触发延迟时间， 第三个参数是触发时间间隔， 最后一个是是timer触发允许的延迟值， 建议值是十分之一
    dispatch_source_set_timer(self.tTimer,
                              dispatch_walltime(NULL,  * NSEC_PER_SEC),
                              0.32 * NSEC_PER_SEC,
                              );

    //设置timer的触发事件
    dispatch_source_set_event_handler(self.tTimer, ^{

        [self logCount];
    });

    //激活timer对象
    dispatch_resume(self.tTimer);
}

- (void)logCount {

    self.count ++;
    NSLog(@"Count = %ld", self.count);

    if (self.count > ) {

        self.count = ;
        //暂停timer对象
        dispatch_suspend(self.tTimer);

        //销毁timer, 注意暂停的timer资源不能直接销毁， 需要先resume再cancel， 否则会造成内存泄漏
        //dispatch_source_cancel(self.tTimer);
    }
}

注释已经很清楚了， 就不再逐条解释(上面代码会呦循环引用的问题， 大家自己改下)

需要注意的是， GCD timer资源必须设定为成员变量， 否则会在创建完毕后立即释放

suspend挂起或暂停后的timer要先resume才能cancel， 挂起的timer直接cancel会造成内存泄漏

GCDTimer的优势：不受当前runloopMode的影响。
劣势：虽然说不受runloopMode的影响，但是其计时效应仍不是百分之百准确的。

另外，他的触发事件也有可能被阻塞，当GCD内部管理的所有线程都被占用时，其触发事件将被延迟。

好吧GCD我也没用玩转， 只说这些。 后面会找时间专门研究下