# Runloop

# 1.Runloop 和线程的关系?

  • 一个线程对应一个 Runloop。

  • 主线程的默认就有了 Runloop。

  • 子线程的 Runloop 以懒加载的形式创建。

  • Runloop 存储在一个全局的可变字典里,线程是 key ,Runloop 是 value。

# 2.RunLoop的运行模式

  • RunLoop的运行模式共有5种,RunLoop只会运行在一个模式下,要切换模式,就要暂停当前模式,重写启动一个运行模式

    - kCFRunLoopDefaultMode, App的默认运行模式,通常主线程是在这个运行模式下运行
    - UITrackingRunLoopMode, 跟踪用户交互事件(用于 ScrollView 追踪触摸滑动,保证界面滑动时不受其他Mode影响)
    - kCFRunLoopCommonModes, 伪模式,不是一种真正的运行模式
    - 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:接受系统内部事件,通常用不到
    

# 3.runloop内部逻辑?

  • 实际上 RunLoop 就是这样一个函数,其内部是一个 do-while 循环。当你调用 CFRunLoopRun() 时,线程就会一直停留在这个循环里;直到超时或被手动停止,该函数才会返回。

    RunLoop

  • 内部逻辑:

    1. 通知 Observer 已经进入了 RunLoop

    2. 通知 Observer 即将处理 Timer

    3. 通知 Observer 即将处理非基于端口的输入源(即将处理 Source0)

    4. 处理那些准备好的非基于端口的输入源(处理 Source0)

    5. 如果基于端口的输入源准备就绪并等待处理,请立刻处理该事件。转到第 9 步(处理 Source1)

    6. 通知 Observer 线程即将休眠

    7. 将线程置于休眠状态,直到发生以下事件之一

      • 事件到达基于端口的输入源(port-based input sources)(也就是 Source0)

      • Timer 到时间执行

      • 外部手动唤醒

      • 为 RunLoop 设定的时间超时

    8. 通知 Observer 线程刚被唤醒(还没处理事件)

    9. 处理待处理事件

      • 如果是 Timer 事件,处理 Timer 并重新启动循环,跳到第 2 步

      • 如果输入源被触发,处理该事件(文档上是 deliver the event)

      • 如果 RunLoop 被手动唤醒但尚未超时,重新启动循环,跳到第 2 步

# 4.autoreleasePool 在何时被释放?

  • App启动后,苹果在主线程 RunLoop 里注册了两个 Observer,其回调都是 _wrapRunLoopWithAutoreleasePoolHandler()。

  • 第一个 Observer 监视的事件是 Entry(即将进入Loop),其回调内会调用 _objc_autoreleasePoolPush() 创建自动释放池。其 order 是 -2147483647,优先级最高,保证创建释放池发生在其他所有回调之前。

  • 第二个 Observer 监视了两个事件: BeforeWaiting(准备进入休眠) 时调用_objc_autoreleasePoolPop() 和 _objc_autoreleasePoolPush() 释放旧的池并创建新池;Exit(即将退出Loop) 时调用 _objc_autoreleasePoolPop() 来释放自动释放池。这个 Observer 的 order 是 2147483647,优先级最低,保证其释放池子发生在其他所有回调之后。

  • 在主线程执行的代码,通常是写在诸如事件回调、Timer回调内的。这些回调会被 RunLoop 创建好的 AutoreleasePool 环绕着,所以不会出现内存泄漏,开发者也不必显示创建 Pool 了。

# 5.GCD 在Runloop中的使用?

  • GCD由 子线程 返回到 主线程,只有在这种情况下才会触发 RunLoop。会触发 RunLoop 的 Source 1 事件。

# 6.AFNetworking 中如何运用 Runloop?

  • AFURLConnectionOperation 这个类是基于 NSURLConnection 构建的,其希望能在后台线程接收 Delegate 回调。为此 AFNetworking 单独创建了一个线程,并在这个线程中启动了一个 RunLoop:

    + (void)networkRequestThreadEntryPoint:(id)__unused object {
        @autoreleasepool {
            [[NSThread currentThread] setName:@"AFNetworking"];
            NSRunLoop *runLoop = [NSRunLoop currentRunLoop];
            [runLoop addPort:[NSMachPort port] forMode:NSDefaultRunLoopMode];
            [runLoop run];
        }
    }
    
    + (NSThread *)networkRequestThread {
        static NSThread *_networkRequestThread = nil;
        static dispatch_once_t oncePredicate;
        dispatch_once(&oncePredicate, ^{
            _networkRequestThread = [[NSThread alloc] initWithTarget:self selector:@selector(networkRequestThreadEntryPoint:) object:nil];
            [_networkRequestThread start];
        });
        return _networkRequestThread;
    }
    
  • RunLoop 启动前内部必须要有至少一个 Timer/Observer/Source,所以 AFNetworking 在 [runLoop run] 之前先创建了一个新的 NSMachPort 添加进去了。通常情况下,调用者需要持有这个 NSMachPort (mach_port) 并在外部线程通过这个 port 发送消息到 loop 内;但此处添加 port 只是为了让 RunLoop 不至于退出,并没有用于实际的发送消息。

    - (void)start {
        [self.lock lock];
        if ([self isCancelled]) {
            [self performSelector:@selector(cancelConnection) onThread:[[self class] networkRequestThread] withObject:nil waitUntilDone:NO modes:[self.runLoopModes allObjects]];
        } else if ([self isReady]) {
            self.state = AFOperationExecutingState;
            [self performSelector:@selector(operationDidStart) onThread:[[self class] networkRequestThread] withObject:nil waitUntilDone:NO modes:[self.runLoopModes allObjects]];
        }
        [self.lock unlock];
    }
    
  • 当需要这个后台线程执行任务时,AFNetworking 通过调用 [NSObject performSelector:onThread:..] 将这个任务扔到了后台线程的 RunLoop 中。

# 7.PerformSelector 的实现原理?

  • 当调用 NSObject 的 performSelecter:afterDelay: 后,实际上其内部会创建一个 Timer 并添加到当前线程的 RunLoop 中。所以如果当前线程没有 RunLoop,则这个方法会失效。

  • 当调用 performSelector:onThread: 时,实际上其会创建一个 Timer 加到对应的线程去,同样的,如果对应线程没有 RunLoop 该方法也会失效。

# 8.PerformSelector:afterDelay:这个方法在子线程中是否起作用?

  • 不起作用,子线程默认没有 Runloop,也就没有 Timer。可以使用 GCD的dispatch_after来实现

# 9.事件响应的过程?

  • 苹果注册了一个 Source1 (基于 mach port 的) 用来接收系统事件,其回调函数为 __IOHIDEventSystemClientQueueCallback()。

  • 当一个硬件事件(触摸/锁屏/摇晃等)发生后,首先由 IOKit.framework 生成一个 IOHIDEvent 事件并由 SpringBoard 接收。这个过程的详细情况可以参考这里。SpringBoard 只接收按键(锁屏/静音等),触摸,加速,接近传感器等几种 Event,随后用 mach port 转发给需要的 App 进程。随后苹果注册的那个 Source1 就会触发回调,并调用 _UIApplicationHandleEventQueue() 进行应用内部的分发。

  • _UIApplicationHandleEventQueue() 会把 IOHIDEvent 处理并包装成 UIEvent 进行处理或分发,其中包括识别 UIGesture/处理屏幕旋转/发送给 UIWindow 等。通常事件比如 UIButton 点击、touchesBegin/Move/End/Cancel 事件都是在这个回调中完成的。

# 10.手势识别的过程?

  • 当 _UIApplicationHandleEventQueue() 识别了一个手势时,其首先会调用 Cancel 将当前的 touchesBegin/Move/End 系列回调打断。随后系统将对应的 UIGestureRecognizer 标记为待处理。

  • 苹果注册了一个 Observer 监测 BeforeWaiting (Loop即将进入休眠) 事件,这个 Observer 的回调函数是 _UIGestureRecognizerUpdateObserver(),其内部会获取所有刚被标记为待处理的 GestureRecognizer,并执行GestureRecognizer 的回调。

  • 当有 UIGestureRecognizer 的变化(创建/销毁/状态改变)时,这个回调都会进行相应处理。

# 11.CADispalyTimer和Timer哪个更精确

CADisplayLink 更精确

  • iOS设备的屏幕刷新频率是固定的,CADisplayLink在正常情况下会在每次刷新结束都被调用,精确度相当高。

  • NSTimer的精确度就显得低了点,比如NSTimer的触发时间到的时候,runloop如果在阻塞状态,触发时间就会推迟到下一个runloop周期。并且 NSTimer新增了tolerance属性,让用户可以设置可以容忍的触发的时间的延迟范围。

  • CADisplayLink使用场合相对专一,适合做UI的不停重绘,比如自定义动画引擎或者视频播放的渲染。NSTimer的使用范围要广泛的多,各种需要单次或者循环定时处理的任务都可以使用。在UI相关的动画或者显示内容使用 CADisplayLink比起用NSTimer的好处就是我们不需要在格外关心屏幕的刷新频率了,因为它本身就是跟屏幕刷新同步的。

# 12.NStimer准吗?谈谈你的看法?如果不准该怎样实现一个精确的NSTimer?

1.不准

2.不准的原因如下:

1、NSTimer加在main runloop中,模式是NSDefaultRunLoopMode,main负责所有主线程事件,例如UI界面的操作,复杂的运算,这样在同一个runloop中timer就会产生阻塞。

2、模式的改变。主线程的 RunLoop 里有两个预置的 Mode:kCFRunLoopDefaultMode 和 UITrackingRunLoopMode。

当你创建一个 Timer 并加到 DefaultMode 时,Timer 会得到重复回调,但此时滑动一个ScrollView时,RunLoop 会将 mode 切换为 TrackingRunLoopMode,这时 Timer 就不会被回调,并且也不会影响到滑动操作。所以就会影响到NSTimer不准的情况。

PS:DefaultMode 是 App 平时所处的状态,rackingRunLoopMode 是追踪 ScrollView 滑动时的状态。

方法一:

1、在主线程中进行NSTimer操作,但是将NSTimer实例加到main runloop的特定mode(模式)中。避免被复杂运算操作或者UI界面刷新所干扰。

self.timer = [NSTimer timerWithTimeInterval:1 target:self selector:@selector(showTime) userInfo:nil repeats:YES];

[[NSRunLoop currentRunLoop] addTimer:self.timer forMode:NSRunLoopCommonModes];

2、在子线程中进行NSTimer的操作,再在主线程中修改UI界面显示操作结果;

- (void)timerMethod2 {
NSThread *thread = [[NSThread alloc] initWithTarget:self selector:@selector(newThread) object:nil];
[thread start];
}
- (void)newThread
{
@autoreleasepool
{
[NSTimer scheduledTimerWithTimeInterval:1.0 target:self selector:@selector(showTime) userInfo:nil repeats:YES];
[[NSRunLoop currentRunLoop] run];
}
}复制代码

总结:

一开始的时候系统就为我们将主线程的main runloop隐式的启动了。

在创建线程的时候,可以主动获取当前线程的runloop。每个子线程对应一个runloop

方法二:

使用示例

使用mach内核级的函数可以使用mach_absolute_time()获取到CPU的tickcount的计数值,可以通过”mach_timebase_info”函数获取到纳秒级的精确度 。然后使用mach_wait_until(uint64_t deadline)函数,直到指定的时间之后,就可以执行指定任务了。

关于数据结构mach_timebase_info的定义如下:

struct mach_timebase_info {uint32_t numer;uint32_t denom;};
#include
#include
static const uint64_t NANOS_PER_USEC = 1000ULL;
static const uint64_t NANOS_PER_MILLISEC = 1000ULL * NANOS_PER_USEC;
static const uint64_t NANOS_PER_SEC = 1000ULL * NANOS_PER_MILLISEC;
static mach_timebase_info_data_t timebase_info;
static uint64_t nanos_to_abs(uint64_t nanos) {
return nanos * timebase_info.denom / timebase_info.numer;
}
void example_mach_wait_until(int seconds)
{
mach_timebase_info(&timebase_info);
uint64_t time_to_wait = nanos_to_abs(seconds * NANOS_PER_SEC);
uint64_t now = mach_absolute_time();
mach_wait_until(now + time_to_wait);
}复制代码

方法三:直接使用GCD替代

1.使用dispatch_after做延时

使用dispatch_after,系统会帮我们处理线程级的逻辑,这样也我们更易于享受系统对线程所做的优化。除此之外,我们不用关心runloop的问题。并且调用的对象也不会被强行持有,这样上述的内存问题也不复存在。当然,需要注意block会持有其传入的对象,但这可以通过weakself解决。所以在这种延迟操作方案中,使用dispatch_after更佳。

dispatch_after有个致命的弱点:dispatch_after一旦执行后,就不能撤销了。而performSelector可以使用cancelPreviousPerformRequestsWithTarget方法撤销,NSTimer也可以调用invalidate进行撤销。(注意:撤销任务与创建timer任务必须在同一个线程,即同一个runloop)

2.GCD 替代 NSTimer

//创建一个 time 并放到队列中
    dispatch_source_t timer = dispatch_source_create(DISPATCH_SOURCE_TYPE_TIMER, 0, 0, dispatch_get_main_queue());
    //需要强引用否则 time会销毁,无法继续执行
    self.timer = timer;
    //首次执行时间 间隔时间 时间精度
    dispatch_source_set_timer(timer, DISPATCH_TIME_NOW, 1 * NSEC_PER_SEC, 0 * NSEC_PER_SEC);
    dispatch_source_set_event_handler(timer, ^{
        NSLog(@"----");
    });
    //激活 timer
    dispatch_resume(timer);
Last Updated: 4/6/2020, 12:15:30 PM