IOS开发入门之iOS 开发runLoop 机制详解-职坐标

IOS开发入门之iOS 开发runLoop 机制详解

白羽 2018-11-26 来源：网络阅读 805 评论 0

摘要：本文将带你了解IOS开发入门iOS 开发runLoop 机制详解，希望本文对大家学IOS有所帮助。

本文将带你了解IOS开发入门iOS 开发runLoop 机制详解，希望本文对大家学IOS有所帮助。

NSRunLoop机制

对于iOS开发，runLoop机制还是很有必要了解一下的，最近在做一个广告图的功能正好需要了解下runtime机制问题，在查看了官方文档API以及论坛贴吧博客各位大牛的文章后，整理下关于我自己的理解和总结.

首先说介绍下NSRunLoop

OSX/iOS 系统中，提供了两个这样的对象：NSRunLoop 和 CFRunLoopRef。
CFRunLoopRef 是在 CoreFoundation 框架内的，它提供了纯 C 函数的 API，所有这些 API 都是线程安全的。
NSRunLoop 是基于 CFRunLoopRef 的封装，提供了面向对象的 API，但是这些 API 不是线程安全的。

NSRunLoop 与线程的关系

其实runLoop就是一个do … while()函数，每个runLoop对应一个线程他们是一一对应的关系，关系保存在一个全局的Dictionary里边，线程刚创建时没有RunLoop,如果不主动获取，是不会有的，RunLoop的创建发生在第一次获取时，RunLoop的销毁发生在线程结束，只能在一个线程的内部获取它的RunLoop(主线程除外)主线程默认有个RunLoop.

Thread包含一个CFRunLoop，一个CFRunLoop包含一种CFRunLoopMode，mode包含CFRunLoopSource，CFRunLoopTimer和CFRunLoopObserver。

RunLoop只能运行在一种mode下，如果要换mode当前的loop也需要停下重启成新的。利用这个机制，ScrollView过程中NSDefaultRunLoopMode的mode会切换UITrackingRunLoopMode来保证ScrollView的流畅滑动不受只能在NSDefaultRunLoopMode时处理的事件影响滑动。同时mode还是可定制的。

NSDefaultRunLoopMode：默认，空闲状态
UITrackingRunLoopMode：ScrollView滑动时
UIInitializationRunLoopMode：启动时
NSRunLoopCommonModes：Mode集合 Timer计时会被scrollView的滑动影响的问题可以通过将timer添加到NSRunLoopCommonModes来解决

//然后再添加到NSRunLoopCommonModes里

NSTimer *timer = [NSTimer timerWithTimeInterval:1.0

target:self

selector:@selector(timerTick:)

userInfo:nil

repeats:YES];

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

/// 全局的Dictionary，key 是 pthread_t， value 是 CFRunLoopRef

static CFMutableDictionaryRef loopsDic;

/// 访问 loopsDic 时的锁

static CFSpinLock_t loopsLock;

/// 获取一个 pthread 对应的 RunLoop。

CFRunLoopRef _CFRunLoopGet(pthread_t thread) {

OSSpinLockLock(&loopsLock);

if (!loopsDic) {

// 第一次进入时，初始化全局Dic，并先为主线程创建一个 RunLoop。

loopsDic = CFDictionaryCreateMutable();

CFRunLoopRef mainLoop = _CFRunLoopCreate();

CFDictionarySetValue(loopsDic, pthread_main_thread_np(), mainLoop);

}

/// 直接从 Dictionary 里获取。

CFRunLoopRef loop = CFDictionaryGetValue(loopsDic, thread));

if (!loop) {

/// 取不到时，创建一个

loop = _CFRunLoopCreate();

CFDictionarySetValue(loopsDic, thread, loop);

/// 注册一个回调，当线程销毁时，顺便也销毁其对应的 RunLoop。

_CFSetTSD(..., thread, loop, __CFFinalizeRunLoop);

}

OSSpinLockUnLock(&loopsLock);

return loop;

}

CFRunLoopRef CFRunLoopGetMain() {

return _CFRunLoopGet(pthread_main_thread_np());

}

CFRunLoopRef CFRunLoopGetCurrent() {

return _CFRunLoopGet(pthread_self());

}

介绍完线程和RunLoop的关系后，主要看下RunLoop和RunLoopModel,
RunLooprunLoop 在CoreFoundation对外一共有五大类最为对外的接口：

RunLoop

CFRunLoopRef
CFRunLoopModeRef
CFRunLoopSourceRef
CFRunLoopTimerRef
CFRunLoopObserverRef

1.其中 CFRunLoopModeRef 类并没有对外暴露，只是通过 CFRunLoopRef 的接口进行了封装

一个 RunLoZ喎?"/kf/ware/vc/" target="_blank" class="keylink">vcCCw/LqsyPS4ybj2IE1vZGWjrMO/uPYgTW9kZSDT1rD8uqzI9LjJuPYgU291cmNlL1RpbWVyL09ic2VydmVyoaPDv7TOtffTwyBSdW5Mb29wILXE1ve6r8r9yrGjrNa7xNzWuLaoxuTW0NK7uPYgTW9kZaOs1eK49k1vZGWxu7PG1/cgQ3VycmVudE1vZGWho8jnufvQ6NKqx9C7uyBNb2Rlo6zWu8Tczcuz9iBMb29wo6zU2dbY0MLWuLao0ru49iBNb2RlIL34yOuho9Xi0fnX9tb30qrKx86qwcu31rj0v6qyu82s1+m1xCBTb3VyY2UvVGltZXIvT2JzZXJ2ZXKjrMjDxuS7pbK707DP7KGjPC9wPg0KPGg0IGlkPQ=="2-cfrunloopsourceref">2. CFRunLoopSourceRef

是事件产生的地方，Source包含了两个部分：Source0 和 Source1。
source0：处理如UIEvent，CFSocket这样的事件
source1：Mach port驱动，CFMachport，CFMessagePort

Source0 只包含了一个回调（函数指针），它并不能主动触发事件。使用时，你需要先调用 CFRunLoopSourceSignal(source)，将这个 Source 标记为待处理，然后手动调用 CFRunLoopWakeUp(runloop) 来唤醒 RunLoop，让其处理这个事件。

Source1 包含了一个 mach_port 和一个回调（函数指针），被用于和通过内核和其他 mach_port 相互发送消息。这种 Source 能主动唤醒 RunLoop 的线程，其原理在下面会讲到。

3. CFRunLoopTimerRef

NSTimer是对RunLoopTimer的封装
是基于时间的触发器，它和 NSTimer 是toll-free bridge 的。其包含一个时间长度和一个回调（函数指针）。当其加入到 RunLoop 时，RunLoop会注册对应的时间点，当时间点到时，RunLoop会被唤醒以执行那个回调

4. CFRunLoopObserverRef

Cocoa框架中很多机制比如CAAnimation等都是由RunLoopObserver触发的。observer到当前状态的变化进行通知

观察者，每个 Ovserver 都包含了一个回调（函数指针），当 RunLoop 的状态发生变化时，观察者就能通过回调接受到这个变化。可以观测的时间点有以下几个：

typedef CF_OPTIONS(CFOptionFlags, CFRunLoopActivity) {

kCFRunLoopEntry = (1UL << 0), // 即将进入Loop

kCFRunLoopBeforeTimers = (1UL << 1), // 即将处理 Timer

kCFRunLoopBeforeSources = (1UL << 2), // 即将处理 Source

kCFRunLoopBeforeWaiting = (1UL << 5), // 即将进入休眠

kCFRunLoopAfterWaiting = (1UL << 6), // 刚从休眠中唤醒

kCFRunLoopExit = (1UL << 7), // 即将退出Loop

};

RunLoopModel

CFRunLoopMode 和 CFRunLoop 的结构大致如下：

struct __CFRunLoopMode {

CFStringRef _name; // Mode Name, 例如 @"kCFRunLoopDefaultMode"

CFMutableSetRef _sources0; // Set

CFMutableSetRef _sources1; // Set

CFMutableArrayRef _observers; // Array

CFMutableArrayRef _timers; // Array

...

};

struct __CFRunLoop {

CFMutableSetRef _commonModes; // Set

CFMutableSetRef _commonModeItems; // Set

CFRunLoopModeRef _currentMode; // Current Runloop Mode

CFMutableSetRef _modes; // Set

...

};

这里有个概念叫 “CommonModes”：一个 Mode 可以将自己标记为”Common”属性（通过将其 ModeName 添加到 RunLoop 的 “commonModes” 中）。RunLoop 会自动将 _commonModeItems 加入到具有 “Common” 标记的所有Mode里。

应用场景举例：主线程的 RunLoop 里有两个预置的 Mode：kCFRunLoopDefaultMode 和 UITrackingRunLoopMode。这两个 Mode 都已经被标记为”Common”属性。DefaultMode 是 App 平时所处的状态，TrackingRunLoopMode 是追踪 ScrollView 滑动时的状态。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TableView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。

有时你需要一个 Timer，在两个 Mode 中都能得到回调，一种办法就是将这个 Timer 分别加入这两个 Mode。还有一种方式，就是将 Timer 加入到顶层的 RunLoop 的 “commonModeItems” 中。”commonModeItems” 被 RunLoop 自动更新到所有具有”Common”属性的 Mode 里去。

RunLoop底层实现

从上面代码可以看到，RunLoop的核心是基于 mach port 的，其进入休眠时调用的函数是 mach_msg()。为了解释这几个概念，下面稍微介绍一下OSX/iOS的系统架构。

苹果官方将整个系统大致划分为上述4个层次：

应用层包括用户能接触到的图形应用，例如 Spotlight、Aqua、SpringBoard等。

应用框架层即开发人员接触到的 Cocoa 等框架。

核心框架层包括各种核心框架、OpenGL 等内容。

Darwin 即操作系统的核心，包括系统内核、驱动、Shell 等内容，这一层是开源的，其所有源码都可以在opensource.apple.com里找到。

CFRunLoop {

current mode = kCFRunLoopDefaultMode

common modes = {

UITrackingRunLoopMode

kCFRunLoopDefaultMode