iOS-RunLoop
简单的说run loop是事件驱动的一个大循环，如下代码所示
int main(int argc, char * argv[]) {
//程序一直运行状态
while (AppIsRunning) {
//睡眠状态，等待唤醒事件
id whoWakesMe = SleepForWakingUp();
//得到唤醒事件
id event = GetEvent(whoWakesMe);
//开始处理事件
HandleEvent(event);
}
return 0;
}
Cocoa会涉及到Run Loops的
系统级：GCD，mach kernel，block，pthread
应用层：NSTimer，UIEvent，Autorelease，NSObject(NSDelayedPerforming)，
NSObject(NSThreadPerformAddition)，CADisplayLink，CATransition，CAAnimation，dispatch_get_main_queue()（GCD中dispatch到main queue的block会被dispatch到main RunLoop执行），NSPort，NSURLConnection，AFNetworking(这个第三方网络请求框架使用在开启新线程中添加自己的run loop监听事件)
RunLoop原理（执行顺序的伪代码）
SetupThisRunLoopRunTimeoutTimer(); // by GCD timer
do {
__CFRunLoopDoObservers(kCFRunLoopBeforeTimers);
__CFRunLoopDoObservers(kCFRunLoopBeforeSources);
__CFRunLoopDoBlocks();
__CFRunLoopDoSource0();
CheckIfExistMessagesInMainDispatchQueue(); // GCD
__CFRunLoopDoObservers(kCFRunLoopBeforeWaiting);
var wakeUpPort = SleepAndWaitForWakingUpPorts();
// mach_msg_trap
// Zzz...
// Received mach_msg, wake up
__CFRunLoopDoObservers(kCFRunLoopAfterWaiting);
// Handle msgs
if (wakeUpPort == timerPort) {
__CFRunLoopDoTimers();
} else if (wakeUpPort == mainDispatchQueuePort) {
// GCD
__CFRUNLOOP_IS_SERVICING_THE_MAIN_DISPATCH_QUEUE__()
} else {
__CFRunLoopDoSource1();
}
__CFRunLoopDoBlocks();
} while (!stop && !timeout);
构成
Thread包含一个CFRunLoop，一个CFRunLoop包含一种CFRunLoopMode，mode包含CFRunLoopSource，CFRunLoopTimer和CFRunLoopObserver。
CFRunLoopMode
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
//将timer添加到NSDefaultRunLoopMode中
[NSTimer scheduledTimerWithTimeInterval:1.0
target:self
selector:@selector(timerTick:)
userInfo:nil
repeats:YES];
//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];
CFRunLoopTimer
NSTimer是对RunLoopTimer的封装
+ (NSTimer *)timerWithTimeInterval:(NSTimeInterval)ti invocation:(NSInvocation *)invocation repeats:(BOOL)yesOrNo;
+ (NSTimer *)scheduledTimerWithTimeInterval:(NSTimeInterval)ti invocation:(NSInvocation *)invocation repeats:(BOOL)yesOrNo;
- (void)performSelector:(SEL)aSelector withObject:(id)anArgument afterDelay:(NSTimeInterval)delay inModes:(NSArray *)modes;
+ (CADisplayLink *)displayLinkWithTarget:(id)target selector:(SEL)sel;
- (void)addToRunLoop:(NSRunLoop *)runloop forMode:(NSString *)mode;
CFRunLoopSource
- source0：处理如UIEvent，CFSocket这样的事件
- source1：Mach port驱动，CFMachport，CFMessagePort
CFRunLoopObserver
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。
typedef CF_OPTIONS(CFOptionFlags, CFRunLoopActivity) {
kCFRunLoopEntry = (1UL << 0),
kCFRunLoopBeforeTimers = (1UL << 1),
kCFRunLoopBeforeSources = (1UL << 2),
kCFRunLoopBeforeWaiting = (1UL << 5),
kCFRunLoopAfterWaiting = (1UL << 6),
kCFRunLoopExit = (1UL << 7),
kCFRunLoopAllActivities = 0x0FFFFFFFU
};
使用RunLoop的案例
AFNetworking
使用NSOperation+NSURLConnection并发模型都会面临NSURLConnection下载完成前线程退出导致NSOperation对象接收不到回调的问题。AFNetWorking解决这个问题的方法是按照官方的guidhttps://developer.apple.com/library/mac/documentation/Cocoa/Reference/Foundation/Classes/NSURLConnection_Class/Reference/Reference.html#//apple_ref/occ/instm/NSURLConnection/initWithRequest:delegate:startImmediately:上写的NSURLConnection的delegate方法需要在connection发起的线程runloop中调用，于是AFNetWorking直接借鉴了Apple自己的一个Demohttps://developer.apple.com/LIBRARY/IOS/samplecode/MVCNetworking/Introduction/Intro.html的实现方法单独起一个global thread，内置一个runloop，所有的connection都由这个runloop发起，回调也是它接收，不占用主线程，也不耗CPU资源。
+ (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;
}
类似的可以用这个方法创建一个常驻服务的线程。
TableView中实现平滑滚动延迟加载图片
利用CFRunLoopMode的特性，可以将图片的加载放到NSDefaultRunLoopMode的mode里，这样在滚动UITrackingRunLoopMode这个mode时不会被加载而影响到。
UIImage *downloadedImage = ...;
[self.avatarImageView performSelector:@selector(setImage:)
withObject:downloadedImage
afterDelay:0
inModes:@[NSDefaultRunLoopMode]];
接到程序崩溃时的信号进行自主处理例如弹出提示等
CFRunLoopRef runLoop = CFRunLoopGetCurrent();
NSArray *allModes = CFBridgingRelease(CFRunLoopCopyAllModes(runLoop));
while (1) {
for (NSString *mode in allModes) {
CFRunLoopRunInMode((CFStringRef)mode, 0.001, false);
}
}
异步测试
- (BOOL)runUntilBlock:(BOOL(^)())block timeout:(NSTimeInterval)timeout
{
__block Boolean fulfilled = NO;
void (^beforeWaiting) (CFRunLoopObserverRef observer, CFRunLoopActivity activity) =
^(CFRunLoopObserverRef observer, CFRunLoopActivity activity) {
fulfilled = block();
if (fulfilled) {
CFRunLoopStop(CFRunLoopGetCurrent());
}
};
CFRunLoopObserverRef observer = CFRunLoopObserverCreateWithHandler(NULL, kCFRunLoopBeforeWaiting, true, 0, beforeWaiting);
CFRunLoopAddObserver(CFRunLoopGetCurrent(), observer, kCFRunLoopDefaultMode);
// Run!
CFRunLoopRunInMode(kCFRunLoopDefaultMode, timeout, false);
CFRunLoopRemoveObserver(CFRunLoopGetCurrent(), observer, kCFRunLoopDefaultMode);
CFRelease(observer);
return fulfilled;
}
//NSRunLoop与NSTimer的联系
在Windows时代，大家肯定对SendMessage，PostMessage，GetMessage有所了解，这些都是windows中的消息处理函数，那对应在ios中是什么呢，其实就是NSRunloop这个东西。在ios中，所有消息都会被添加到NSRunloop中，分为‘input source’跟'timer source'种，并在循环中检查是不是有事件需要发生，如果需要那么就调用相应的函数处理。
我们在使用NSTimer的时候，可能会接触到runloop的概念，下面是一个简单的例子：
1 - (void)viewDidLoad
2 {
3 [super viewDidLoad];
4 // Do any additional setup after loading the view, typically from a nib.
5 NSTimer * timer = [NSTimer scheduledTimerWithTimeInterval:1
6 target:self
7 selector:@selector(printMessage:)
8 userInfo:nil
9 repeats:YES];
10 }
这个时候如果我们在界面上滚动一个scrollview，那么我们会发现在停止滚动前，控制台不会有任何输出，就好像scrollView在滚动的时候将timer暂停了一样，在查看相应文档后发现，这其实就是runloop的mode在做怪。
runloop可以理解为cocoa下的一种消息循环机制，用来处理各种消息事件，我们在开发的时候并不需要手动去创建一个runloop，因为框架为我们创建了一个默认的runloop,通过[NSRunloop currentRunloop]我们可以得到一个当前线程下面对应的runloop对象，不过我们需要注意的是不同的runloop之间消息的通知方式。
接着上面的话题，在开启一个NSTimer实质上是在当前的runloop中注册了一个新的事件源，而当scrollView滚动的时候，当前的MainRunLoop是处于UITrackingRunLoopMode的模式下，在这个模式下，是不会处理NSDefaultRunLoopMode的消息(因为RunLoop Mode不一样)，要想在scrollView滚动的同时也接受其它runloop的消息，我们需要改变两者之间的runloopmode.
1 [[NSRunLoop currentRunLoop] addTimer:timer forMode:NSRunLoopCommonModes];
简单的说就是NSTimer不会开启新的进程，只是在Runloop里注册了一下，Runloop每次loop时都会检测这个timer，看是否可以触发。当Runloop在A mode，而timer注册在B mode时就无法去检测这个timer，所以需要把NSTimer也注册到A mode，这样就可以被检测到。
说到这里，在http异步通信的模块中也有可能碰到这样的问题，就是在向服务器异步获取图片数据通知主线程刷新tableView中的图片时，在tableView滚动没有停止或用户手指停留在屏幕上的时候，图片一直不会出来，可能背后也是这个runloop的mode在做怪，嘿嘿。
