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iOS底层 -- RunLoop之底层结构

iOS底层 -- RunLoop之底层结构

作者: happy神悦 | 来源:发表于2020-09-16 21:28 被阅读0次

什么是RunLoop

  • 运行循环
  • 在程序运行过程中循环做一些事情

应用范畴

  • 定时器(Timer)、PerformSelector
  • GCD Async Main Queue
  • 事件响应、手势识别、界面刷新
  • 网络请求
  • AutoreleasePool

RunLoop的基本作用

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

iOS中有2套API来访问和使用RunLoop

  • Foundation:NSRunLoop
  • Core Foundation:CFRunLoopRef

NSRunLoopCFRunLoopRef都代表着RunLoop对象

  • NSRunLoop是基于CFRunLoopRef的一层OC包装
  • CFRunLoopRef 是开源的
二、RunLoop与线程
  • 每条线程都有唯一的一个与之对应的RunLoop对象
  • RunLoop保存在一个全局的Dictionary里,线程作为key,RunLoop作为value
  • 线程刚创建时并没有RunLoop对象,RunLoop会在第一次获取它时创建
  • RunLoop会在线程结束时销毁
  • 主线程的RunLoop已经自动获取(创建),子线程默认没有开启RunLoop
三、获取RunLoop对象
  • Foundation
[NSRunLoop currentRunLoop];  // 获得当前线程的RunLoop对象
[NSRunLoop mainRunLoop];  // 获得主线程的RunLoop对象
  • Core Foundation
CFRunLoopGetCurrent();  // 获得当前线程的RunLoop对象
CFRunLoopGetMain();  // 获得主线程的RunLoop对象
四、RunLoop相关的类

Core Foundation中关于RunLoop的5个类

  • CFRunLoopRef
  • CFRunLoopModeRef
  • CFRunLoopSourceRef
  • CFRunLoopTimerRef
  • CFRunLoopObserverRef

下图是这几种类的关系

4.1 CFRunLoopModeRef
  • 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Source0/Source1/Timer/Observer
  • RunLoop启动时只能选择其中一个Mode,作为currentMode
  • 如果需要切换Mode,只能退出当前Loop,再重新选择一个Mode进入
    • 为什么要先退出再进入
    • 不同组的Source0/Source1/Timer/Observer能分隔开来,互不影响
  • 如果Mode里没有任何Source0/Source1/Timer/Observer,RunLoop会立马退出
4.2 CFRunLoopModeRef

常见的2种Mode

  • kCFRunLoopDefaultMode(NSDefaultRunLoopMode):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
  • kCFRunLoopCommonModeskCFRunLoopCommonModes默认包括kCFRunLoopDefaultMode、UITrackingRunLoopMode

NSDefaultRunLoopModeUITrackingRunLoopMode才是真正存在的模式
NSRunLoopCommonModes并不是一个真的模式,它只是一个标记

通过打印当前主线程的runloop可以查看所有信息

NSLog(@"%@",[NSRunLoop mainRunLoop]);

五、RunLoop的运行逻辑
  • Source0

    • 触摸事件处理
    • performSelector:onThread:
  • Source1

    • 基于Port的线程间通信
    • 系统事件捕捉
  • Timers

    • NSTimer
    • performSelector:withObject:afterDelay:
  • Observers

    • 用于监听RunLoop的状态
    • UI刷新(BeforeWaiting)
    • Autorelease pool(BeforeWaiting)

代码例子佐证如下

- (void)touchesBegan:(NSSet<UITouch *> *)touches withEvent:(UIEvent *)event {
    // 函数调用栈
    NSLog(@"111111");
}

打印结果

六、RunLoop的运行逻辑
  • CFRunLoopObserverRef
01、通知Observers:进入Loop
02、通知Observers:即将处理Timers
03、通知Observers:即将处理Sources
04、处理Blocks
05、处理Source0(可能会再次处理Blocks)
06、如果存在Source1,就跳转到第8步
07、通知Observers:开始休眠(等待消息唤醒)
08、通知Observers:结束休眠(被某个消息唤醒)
  01> 处理Timer
  02> 处理GCD Async To Main Queue
  03> 处理Source1
09、处理Blocks
10、根据前面的执行结果,决定如何操作
  01> 回到第02步
  02> 退出Loop
11、通知Observers:退出Loop
6.1 添加Observer监听RunLoop的所有状态

代码如下

// 监听runloop状态的变化
void observeRunLoopActicities(CFRunLoopObserverRef observer, CFRunLoopActivity activity, void *info) {
    switch (activity) {
        case kCFRunLoopEntry:
            NSLog(@"kCFRunLoopEntry");
            break;
        case kCFRunLoopBeforeTimers:
            NSLog(@"kCFRunLoopBeforeTimers");
            break;
        case kCFRunLoopBeforeSources:
            NSLog(@"kCFRunLoopBeforeSources");
            break;
        case kCFRunLoopBeforeWaiting:
            NSLog(@"kCFRunLoopBeforeWaiting");
            break;
        case kCFRunLoopAfterWaiting:
            NSLog(@"kCFRunLoopAfterWaiting");
            break;
        case kCFRunLoopExit:
            NSLog(@"kCFRunLoopExit");
            break;
        default:
            break;
    }
}

// 监听runloop
- (void)observeRunloop {
    // kCFRunLoopCommonModes默认包括kCFRunLoopDefaultMode、UITrackingRunLoopMode
    // 创建Observer
    CFRunLoopObserverRef observer = CFRunLoopObserverCreate(kCFAllocatorDefault, kCFRunLoopAllActivities, YES, 0, observeRunLoopActicities, NULL);
    // 添加Observer到RunLoop中
    CFRunLoopAddObserver(CFRunLoopGetMain(), observer, kCFRunLoopCommonModes);
    // 释放
    CFRelease(observer);
}

// 验证触摸事件为source0
- (void)touchesBegan:(NSSet<UITouch *> *)touches withEvent:(UIEvent *)event {
    NSLog(@"开始触摸操作");
    dispatch_after(dispatch_time(DISPATCH_TIME_NOW, (int64_t)(2.0 * NSEC_PER_SEC)), dispatch_get_main_queue(), ^{
        NSLog(@"开始定时器操作");
    });
}

运行结果如下

6.2 监听runloop的运行

拖拽一个textView至界面中

- (void)observeRunloopModeChagne {
    // 创建Observer
    CFRunLoopObserverRef observer = CFRunLoopObserverCreateWithHandler(kCFAllocatorDefault, kCFRunLoopAllActivities, YES, 0, ^(CFRunLoopObserverRef observer, CFRunLoopActivity activity) {
        switch (activity) {
            case kCFRunLoopEntry: {
                CFRunLoopMode mode = CFRunLoopCopyCurrentMode(CFRunLoopGetCurrent());
                NSLog(@"kCFRunLoopEntry - %@", mode);
                CFRelease(mode);
                break;
            }

            case kCFRunLoopExit: {
                CFRunLoopMode mode = CFRunLoopCopyCurrentMode(CFRunLoopGetCurrent());
                NSLog(@"kCFRunLoopExit - %@", mode);
                CFRelease(mode);
                break;
            }

            default:
                break;
        }
    });
    // 添加Observer到RunLoop中
    CFRunLoopAddObserver(CFRunLoopGetMain(), observer, kCFRunLoopCommonModes);
    // 释放
    CFRelease(observer);
}

然后开始拖拽textView视图,打印结果如下

由结果可知,当拖拽时为UITrackingRunLoopMode模式,否则为kCFRunLoopDefaultMode模式

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