Runloop¶

runloop使用的时候结合多线程。

UI模式只能被触摸事件唤醒。

线程不是对象，而是底层的机制，程序员管理不了，是CPU管理的。线程一旦没有任务就over了，线程执行不完就可以一直存在，保住线程。

runloop死循环能够保住线程。

RunLoop与线程

RunLoop和线程的关系：一个RunLoop对应着一条唯一的线程
如何让子线程不死

给这条子线程开启一个RunLoop

RunLoop的创建：主线程RunLoop已经创建好了，子线程的runloop需要手动创建
RunLoop的生命周期：在第一次获取时创建，在线程结束时销毁

作用¶

runloop是一个运行循环，保证程序持续运行不退出！

main函数中的RunLoop，在UIApplication函数内部就启动了一个RunLoop 该函数返回一个int类型的值。这个默认启动的RunLoop是跟主线程相关联的

首先我们通过Xcode创建一个Command Line Tool project。发现Xcode给我们自动生成了main.m,包含如下代码：

#import <Foundation/Foundation.h>
int main(int argc, const char * argv[]) {
    @autoreleasepool {
        // insert code here...
        NSLog(@"Hello, World!");
    }
    return 0;
}

运行后，控制台输出Hello,World!然后程序就退出了。

然而，我们在创建的iOS程序，main.m中包含的代码如下：

int main(int argc, char * argv[]) {
    @autoreleasepool {
        return UIApplicationMain(argc, argv, nil, NSStringFromClass([AppDelegate class]));
    }
}

运行后，程序并不会退出，而是一直处于运行状态，等待用户响应。当我们把main函数稍作修改，如下：

int main(int argc, char * argv[]) {
    @autoreleasepool {
        int i = UIApplicationMain(argc, argv, nil, NSStringFromClass([AppDelegate class]));
        return i;
    }
}

给return i;这一行加上断点。发现并不会被断点断住。说明并没有执行到这一步，即上一步还没有结束。为什么会这样呢，那就引出了今天的主角：RunLoop！因为UIApplicationMain函数内部帮我创建了一个RunLoop “运行循环”，来保证线程不会退出，能随时处理事件和消息。

负责监听事件: 触摸(UI界面的交互)事件，定时器事件（timer），selector事件（选择器performSelector），网络事件.
NSDefaultRunLoopMode -- 时钟,网络事件
NSRunLoopCommonModes -- 用户交互(UI事件处理)
节省cpu资源，提升程序的性能：该做事就做事，该休息就休息。

runloop大致的代码逻辑：

function loop() {
    initialize();
    do {
        var message = get_next_message();
        process_message(message);
    } while (message != quit);
}

会有一个do while循环来等待message，并处理message，只有当while条件不满足时（比如传入 quit 的消息），才会退出循环，让函数返回。而RunLoop内对其进行了进一步的优化：它能很好的管理事件和消息，并且让线程在没有处理消息时休眠以避免资源占用、在有消息到来时立刻被唤醒。

runloop和while(true)的区别
1. while(true)要一直检测条件是否满足，消耗CPU性能。这是死循环。
2. runloop有任务的时候干活没任务的时候休眠。通过线程节约资源。占用CPU很少。
3. 无任务的时候谁休眠：线程休眠。
4. runloop有状态：退出，进入前台，进入后台，聚焦等等。
负责渲染屏幕上的所有UI(一次RunLoop循环需要渲染屏幕上所有UI变化的点!)

RunLoop相关类¶

五个相关的类

CFRunLoopRef
CFRunLoopModeRef【RunLoop的运行模式】
CFRunLoopSourceRef【RunLoop要处理的事件源】
CFRunLoopTimerRef【Timer事件】
CFRunLoopObserverRef【RunLoop的观察者（监听者）】

RunLoop要想跑起来，它的内部必须要有一个mode，这个mode里面必须有source\observer\timer，至少要有其中的一个。

运行原理图

runloop的item¶

block应用：__CFRUNLOOP_IS_CALLING_OUT_TO_A_BLOCK__
调用timer：__CFRUNLOOP_IS_CALLING_OUT_TO_A_TIMER_CALLBACK_FUNCTION__
响应source0：__CFRUNLOOP_IS_CALLING_OUT_TO_A_SOURCE0_PERFORM_FUNCTION__
响应source1：__CFRUNLOOP_IS_CALLING_OUT_TO_A_SOURCE1_PERFORM_FUNCTION__
GCD主队列：__CFRUNLOOP_IS_SERVICING_THE_MAIN_DISPATCH_QUEUE__
observer源：__CFRUNLOOP_IS_CALLING_OUT_TO_AN_OBSERVER_CALLBACK_FUNCTION__

Port事件，自定义perform事件，timer事件，GCD，通知事件，用户交互的UI事件都会牵扯runloop。

主线程runloop默认创建，子线程runloop需要手动创建和开启。

Runloop 执行方式（三种）¶

[[NSRunLoop currentRunLoop] run];//不可取，会让线程进入永久循环，不能退出。失控。底层无限去调用第三种方式。
[[NSRunLoop currentRunLoop] runUntilDate:[NSDate distantFuture]];//超时时间，runloop处理完之后或者到了指定时间，就会结束，用的时候还需要手动开启。底层也是调用第三种方式，只是加了一个时间限制。
[[NSRunLoop currentRunLoop] runMode:NSDefaultRunLoopMode beforeDate:[NSDate distantFuture]];//单次调用

这三种最底层调用的是同一个api。

runloop内部执行过程¶

CFRunloopRun¶

do-while循环。如果不是完成或者结束状态，则一直循环run，监听CFRunLoopRunSpecific返回结果。

void CFRunLoopRun(void) {    /* DOES CALLOUT */
    int32_t result;//结果，控制是否循环
    do {
        result = CFRunLoopRunSpecific(CFRunLoopGetCurrent(), kCFRunLoopDefaultMode, 1.0e10, false);
        CHECK_FOR_FORK();
    } while (kCFRunLoopRunStopped != result && kCFRunLoopRunFinished != result);
}

CFRunLoopRunSpecific状态¶

SInt32 CFRunLoopRunSpecific(CFRunLoopRef rl, CFStringRef modeName, CFTimeInterval seconds, Boolean returnAfterSourceHandled) {     /* DOES CALLOUT */
    CHECK_FOR_FORK();
    if (__CFRunLoopIsDeallocating(rl)) return kCFRunLoopRunFinished;
    __CFRunLoopLock(rl);

    /// 首先根据modeName找到对应mode
    CFRunLoopModeRef currentMode = __CFRunLoopFindMode(rl, modeName, false);

    /// 通知 Observers: RunLoop 即将进入 loop。
    __CFRunLoopDoObservers(rl, currentMode, kCFRunLoopEntry);

    /// 内部函数，进入loop
    result = __CFRunLoopRun(rl, currentMode, seconds, returnAfterSourceHandled, previousMode);

    /// 通知 Observers: RunLoop 即将退出。
    __CFRunLoopDoObservers(rl, currentMode, kCFRunLoopExit);

    return result;
}

所有item事务的处理依赖于mode在runloop中run。

__CFRunLoopRun¶

/* rl, rlm are locked on entrance and exit */
/**
 *  运行run loop
 *
 *  @param rl              运行的RunLoop对象
 *  @param rlm             运行的mode
 *  @param seconds         run loop超时时间
 *  @param stopAfterHandle true:run loop处理完事件就退出  false:一直运行直到超时或者被手动终止
 *  @param previousMode    上一次运行的mode
 *
 *  @return 返回4种状态
 */

static int32_t __CFRunLoopRun(CFRunLoopRef rl, CFRunLoopModeRef rlm, CFTimeInterval seconds, Boolean stopAfterHandle, CFRunLoopModeRef previousMode) {

    int32_t retVal = 0;

    do {  // itmes do

        /// 通知 Observers: 即将处理timer事件
        __CFRunLoopDoObservers(rl, rlm, kCFRunLoopBeforeTimers);

        /// 通知 Observers: 即将处理Source事件
        __CFRunLoopDoObservers(rl, rlm, kCFRunLoopBeforeSources)

        /// 处理Blocks
        __CFRunLoopDoBlocks(rl, rlm);

        /// 处理sources0
        Boolean sourceHandledThisLoop = __CFRunLoopDoSources0(rl, rlm, stopAfterHandle);

        /// 处理sources0返回为YES
        if (sourceHandledThisLoop) {
            /// 处理Blocks
            __CFRunLoopDoBlocks(rl, rlm);
        }


        /// 判断有无端口消息(Source1)
        if (__CFRunLoopServiceMachPort(dispatchPort, &msg, sizeof(msg_buffer), &livePort, 0, &voucherState, NULL)) {
            /// 处理消息
            goto handle_msg;
        }

        /// 通知 Observers: 即将进入休眠
        __CFRunLoopDoObservers(rl, rlm, kCFRunLoopBeforeWaiting);
        __CFRunLoopSetSleeping(rl);

        /// 等待被唤醒
        __CFRunLoopServiceMachPort(waitSet, &msg, sizeof(msg_buffer), &livePort, poll ? 0 : TIMEOUT_INFINITY, &voucherState, &voucherCopy);


        // user callouts now OK again
        __CFRunLoopUnsetSleeping(rl);

        /// 通知 Observers: 被唤醒，结束休眠
        __CFRunLoopDoObservers(rl, rlm, kCFRunLoopAfterWaiting);

    handle_msg:
        if (被Timer唤醒) {
            /// 处理Timers
            __CFRunLoopDoTimers(rl, rlm, mach_absolute_time())；
        } else if (被GCD唤醒) {
            /// 处理gcd
            __CFRUNLOOP_IS_SERVICING_THE_MAIN_DISPATCH_QUEUE__(msg);
        } else if (被Source1唤醒) {
            /// 被Source1唤醒，处理Source1
            __CFRunLoopDoSource1(rl, rlm, rls, msg, msg->msgh_size, &reply)
        }

        /// 处理block
        __CFRunLoopDoBlocks(rl, rlm);


        if (sourceHandledThisLoop && stopAfterHandle) {
            retVal = kCFRunLoopRunHandledSource;
        } else if (timeout_context->termTSR < mach_absolute_time()) {
            retVal = kCFRunLoopRunTimedOut;
        } else if (__CFRunLoopIsStopped(rl)) {
            __CFRunLoopUnsetStopped(rl);
            retVal = kCFRunLoopRunStopped;
        } else if (rlm->_stopped) {
            rlm->_stopped = false;
            retVal = kCFRunLoopRunStopped;
        } else if (__CFRunLoopModeIsEmpty(rl, rlm, previousMode)) {
            retVal = kCFRunLoopRunFinished;
        }

    } while (0 == retVal);

    return retVal;
}

先判断runloop是否停止了，然后判断时间限制。时间默认是遥远的未来。

runloop也有超时时间，超时了就取消。

Runloop 循环¶

1、Mach IPC¶

基于Mach内核实现进程间通讯（一个app向另一个app做分享的时候就是跨进程通讯）

Mach IPC被抽象三种操作：messages、ports 、port sets。

2、Mach Port¶

跨线程通讯

runloop进入休眠状态本质是被Mach端口阻塞住了，需要其它的给它发送消息，RunLoopWakeUp中调用__CFSendTrivialMachMessage，__CFSendTrivialMachMessage方法中有MACH_SEND_MSG发送消息。

RunLoopWakeUp通过端口唤醒线程。

machPort是最基础的api，socket是基于它实现的

[[NSRunLoop currentRunLoop] addPort:[NSPort port] forMode:NSRunLoopCommonModes];在底层会自动的创建source1。

唤醒runloop4种方式¶

Timer fire
Source 1
手动wake up
处于超时状态

runloop应用¶

NSTimer¶

RunLoop性能优化¶

TableView的Cell 中的内容加载如何做性能优化，ImageView显示：控制方法在特定的模式下可用。

网络加载图片 -- 子线程 (因为耗时所以丢在子线程)

更新UI 放在主线程

如果更新UI 也是一个耗时操作!! 怎么办??

问题: tableview的Cell 中如何做性能优化 --> 加载图片的性能优化!!! 如果加载本地图片是一个耗时的操作!怎么办??

思想

添加一个监听者CFRunLoopObserverRef
获取当前RunLoop
创建一个CFRunLoopObserverRef观察者，回调方法是遍历任务数组，取出任务，执行任务，加载耗时操作数据。
1. 执行一个任务就从数组中删除该任务
2. 执行完一个任务就会回调更新UI。
当前RunLoop在kCFRunLoopDefaultMode添加观察者。
在cell的代理方法中添加task任务，并且有任务执行的回调，添加图片。
如果任务大于一屏或者规定的某个最大数时，数组中移除最先添加的任务，任务数不会大于最大值。

扩展

定义两个任务数组

可以在kCFRunLoopDefaultMode中处理耗时任务

在kCFRunLoopCommonModes中处理不耗时的任务

获取用户点击事件¶

主线程没有操作的时候进入休眠，休眠的本质是阻塞当前线程。

屏幕的点击事件：阻塞之后还能点击，因为另一个线程唤醒了主线程。

找到点击事件的端口，就可以拦截用户的点击，所以就获取用户点击触摸行为数据。

PerformSelector¶

objective-c [self performSelector:@selector(test) withObject:nil];

和runloop没有任何关系，与当前runloop开不开启没有任何关系，都会执行test。是NSObject方法，底层调用objc_msgSend来查找方法执行借助NSInvocation执行。

objective-c [self performSelector:@selector(test) onThread:[NSThread currentThread] withObject:nil waitUntilDone:YES];

//NO代表当前runloop没有退出是否需要一直等

//是NO的时候就像runloop注册了source事件源。NO不会退出runloop，YES的话就会退出runloop。

//YES直接执行在当前线程

run方法没有执行完，调用[self performSelector:@selector(test) onThread:self.thread withObject:nil waitUntilDone:YES modes:@[NSDefaultRunLoopMode]]; 方法时新线程还在，把YES换NO,像这样：[self performSelector:@selector(test) onThread:self.thread withObject:nil waitUntilDone:NO modes:@[NSDefaultRunLoopMode]];就不执行了。

```objective-c //在没有获取RunLoop的子线程进行测试验证
(void)performSelectorTest { NSThread *thread = [[NSThread alloc] initWithTarget:self selector:@selector(run) object:nil]; self.thread = thread; [thread start]; }
(void)run { // [self performSelector:@selector(test) onThread:self.thread withObject:nil waitUntilDone:YES modes:@[NSDefaultRunLoopMode]];

[self performSelector:@selector(test) withObject:nil afterDelay:0]; [[NSRunLoop currentRunLoop] run];

//和runloop有关系有delay -- timer 注册定时器满足延时的需要。注册timer事件在当前runloop中，想要test执行，必须得打开runloop。

//afterDelay为0的时候等同于下面这句是一次性任务执行完成之后就没有事件源输入源保证runloop有任务去做。
```
  [NSTimer scheduledTimerWithTimeInterval:1.0f repeats:NO block:^(NSTimer * _Nonnull timer) {
       [self test];
  }];
```
} ```

常驻线程：在子线程中开启一个runloop¶

自动释放池¶

第一次创建：进入runloop的时候

最后一次释放：runloop退出的时候

其它创建和释放：当runloop即将休眠的时候会把之前的自动释放池释放，然后重新创建一个新的释放池