CFRunLoopObserverRef¶
runloop有source timer observer，Observer用来监听RunLoop状态变化的。
通过CFRunLoopObserverCreateWithHandler函数来创建一个观察者（函数会有一个block回调），对RunLoop进行观察，当RunLoop状态变化时，会触发block回调，回调会返回对应的状态，在回调里做相应操作。
//创建一个runloop监听者
CFRunLoopObserverRef observer = CFRunLoopObserverCreateWithHandler(CFAllocatorGetDefault(),kCFRunLoopAllActivities, YES, 0, ^(CFRunLoopObserverRef observer, CFRunLoopActivity activity) {
NSLog(@"监听runloop状态改变---%zd",activity);
});
//为runloop添加一个监听者
CFRunLoopAddObserver(CFRunLoopGetCurrent(), observer, kCFRunLoopDefaultMode);
//释放Observer
CFRelease(observer);
RunLoop状态与唤醒机制¶
在 iOS/macOS 开发中，RunLoop 的核心状态是由 Core Foundation 框架定义的 CFRunLoopActivity 枚举来表示的。
整个事务的执行状况。
/* Run Loop Observer Activities */
typedef CF_OPTIONS(CFOptionFlags, CFRunLoopActivity) {
kCFRunLoopEntry = (1UL << 0), //1 即将进入RunLoop
kCFRunLoopBeforeTimers = (1UL << 1), //2 即将处理NSTimer
kCFRunLoopBeforeSources = (1UL << 2), //4 即将处理Sources
kCFRunLoopBeforeWaiting = (1UL << 5), //32 即将进入休眠，休眠之前
kCFRunLoopAfterWaiting = (1UL << 6), //64 唤醒之前
kCFRunLoopExit = (1UL << 7), //128 即将退出runloop
kCFRunLoopAllActivities = 0x0FFFFFFFU //所有状态改变
};
这些状态描述了 RunLoop 在单个循环中所处的不同阶段。理解这些状态对于理解 RunLoop 何时工作、何时休眠以及如何被唤醒至关重要。
RunLoop 的六种主要状态 (CFRunLoopActivity):
-
kCFRunLoopEntry(进入循环):- 表示 RunLoop 即将开始执行一个循环。
- 状态性质: 活动状态 (RunLoop 正在工作)
- 任务执行: 不直接执行用户任务，但这是循环开始的信号。注册的 Observers 可以在这个点执行回调。
-
kCFRunLoopBeforeTimers(即将处理 Timers):- 表示 RunLoop 即将检查是否有基于 Timer 的源需要触发。
- 状态性质: 活动状态 (RunLoop 正在工作)
- 任务执行: 不直接执行 Timer 回调，但这是 RunLoop 准备处理 Timer 源的标志。注册的 Observers 可以在这个点执行回调。如果此时有到期的 Timer，RunLoop 会在后续阶段处理它。
-
kCFRunLoopBeforeSources(即将处理 Sources):- 表示 RunLoop 即将检查是否有非 Timer 的源（主要是 Input Sources，如基于端口的源
CFSocketRef,CFMachPortRef或自定义源CFRunLoopSourceRef）有事件需要处理。 - 状态性质: 活动状态 (RunLoop 正在工作)
- 任务执行: 不直接执行 Source 回调，但这是 RunLoop 准备处理非 Timer 源的标志。注册的 Observers 可以在这个点执行回调。如果此时有准备好的 Source，RunLoop 会在后续阶段处理它。
- 表示 RunLoop 即将检查是否有非 Timer 的源（主要是 Input Sources，如基于端口的源
-
kCFRunLoopBeforeWaiting(即将休眠):- 表示 RunLoop 已经检查了所有源（Timers 和 Sources），没有发现任何需要立即处理的事件。RunLoop 即将进入休眠状态。
- 状态性质: 活动状态 (RunLoop 正在做休眠前的最后工作) -> 即将转变为休眠状态。
- 任务执行: RunLoop 在这个状态本身不执行用户任务（Timer/Source 回调），但它会执行注册的 Observer 回调。这是进入休眠前的最后一个活动点。
-
kCFRunLoopAfterWaiting(刚从休眠中唤醒):- 表示 RunLoop 刚刚被某个事件唤醒。这个事件可能是：
- 一个 Timer 到时间了。
- 一个基于端口的 Input Source 收到了消息（例如：用户触摸屏幕、网络数据到达、其他线程通过端口发送消息）。
- 一个手动唤醒的调用（如
CFRunLoopWakeUp）。 - 一个
performSelector:onThread:...请求被调度到该 RunLoop。
- 状态性质: 活动状态 (RunLoop 被唤醒，即将开始处理触发唤醒的事件)
- 任务执行: 这是 RunLoop 被唤醒后进入的第一个状态。注册的 Observers 可以在这个点执行回调。紧接着，RunLoop 会根据唤醒原因跳转到处理相应事件的状态（如处理 Timer 或 Source），并执行对应的回调函数（真正的用户任务会在处理 Source 或 Timer 时执行）。
- 表示 RunLoop 刚刚被某个事件唤醒。这个事件可能是：
-
kCFRunLoopExit(退出循环):- 表示 RunLoop 即将退出整个循环。这通常发生在：
- 给 RunLoop 设置了超时时间并且超时了。
- 使用
CFRunLoopStop显式停止了 RunLoop。 - RunLoop 管理的所有 Sources 和 Timers 都被移除了。
- 状态性质: 活动状态 (RunLoop 正在结束工作)
- 任务执行: 不执行用户任务（Timer/Source 回调），但注册的 Observers 可以在这个点执行回调。RunLoop 退出后，如果其运行模式中还有事件需要处理，它可能会在将来再次被启动（对于主线程 RunLoop 来说，它几乎不会真正退出）。
- 表示 RunLoop 即将退出整个循环。这通常发生在：
关键问题解答：
-
什么状态表示 RunLoop 在休眠？
- 严格来说，
CFRunLoopActivity枚举中没有直接表示“休眠中”的状态。 - 休眠发生在
kCFRunLoopBeforeWaiting和kCFRunLoopAfterWaiting之间。 当 RunLoop 进入kCFRunLoopBeforeWaiting状态，执行完相关的 Observer 回调后，如果确实没有事件需要处理，它会调用底层的mach_msg()函数。这个函数会使当前线程在内核态挂起（睡眠），此时线程不消耗 CPU 时间，这就是休眠的本质。
- 严格来说，
-
什么状态表示 RunLoop 被唤醒执行任务？
kCFRunLoopAfterWaiting是 RunLoop 被唤醒后进入的第一个状态。 它标志着休眠的结束。- 唤醒的原因（Timer 到期、端口消息到达等）决定了 RunLoop 接下来要处理什么。
- 唤醒后，RunLoop 会从
kCFRunLoopAfterWaiting状态开始，根据唤醒源的类型，跳转到对应的处理阶段：- 如果是 Timer 唤醒，接下来会进入
kCFRunLoopBeforeTimers状态，然后处理到期的 Timer 回调（执行任务）。 - 如果是 Source (如端口事件) 唤醒，接下来会进入
kCFRunLoopBeforeSources状态，然后处理有事件的 Source 回调（执行任务）。 - 如果是手动唤醒 (
CFRunLoopWakeUp) 或performSelector:，处理逻辑类似 Source 唤醒。
- 如果是 Timer 唤醒，接下来会进入
- 因此，虽然任务回调本身不是直接在
kCFRunLoopAfterWaiting状态执行的，但这个状态是唤醒发生的明确信号，并且紧跟着唤醒事件的处理（任务执行）就开始了。
总结状态流转与休眠/唤醒的关系：
- 活动 (处理事件/准备):
Entry->BeforeTimers(可能处理Timer) ->BeforeSources(可能处理Source) -> ... 如果期间有事件处理完且暂无新事件... - 准备休眠: 进入
BeforeWaiting(执行Observer回调) -> 调用mach_msg()线程挂起 -> 休眠 (线程挂起，不消耗CPU)。 - 唤醒: 被事件 (Timer到期/端口消息/手动唤醒) 中断休眠 -> 线程恢复执行 -> 进入
AfterWaiting(执行Observer回调) -> 根据唤醒原因跳转 (BeforeTimers或BeforeSources) -> 处理事件 (执行Timer/Source回调，即执行任务) -> ... 处理完可能再次进入BeforeWaiting休眠或进入Exit。 - 退出: 进入
Exit(执行Observer回调)。
简单记忆：
kCFRunLoopBeforeWaiting： 是 RunLoop 准备去睡觉 的信号。kCFRunLoopAfterWaiting： 是 RunLoop 刚被叫醒 的信号。醒来后马上就要根据谁叫醒它（Timer 还是 Source）去干活了。- 真正的休眠： 发生在
BeforeWaiting(调用了mach_msg()) 之后，AfterWaiting之前，这个等待期间线程在内核挂起。
理解这些状态及其转换对于调试 RunLoop 相关问题（如任务不执行、卡顿、线程保活）、优化性能（避免唤醒过于频繁，列表要加载大量数据、图片、处理耗时操作等）以及实现高级的线程间通信机制都至关重要。你可以通过添加 CFRunLoopObserver 来观察这些状态的实时变化。
在休眠时唤醒它去处理这些任务。
点击CFRunLoopRef到API中发现定义了Observer的相关声明CFRunLoopObserverRef：
typedef struct CF_BRIDGED_MUTABLE_TYPE(id) __CFRunLoop * CFRunLoopRef;
typedef struct CF_BRIDGED_MUTABLE_TYPE(id) __CFRunLoopSource * CFRunLoopSourceRef;
typedef struct CF_BRIDGED_MUTABLE_TYPE(id) __CFRunLoopObserver * CFRunLoopObserverRef;
typedef struct CF_BRIDGED_MUTABLE_TYPE(NSTimer) __CFRunLoopTimer * CFRunLoopTimerRef;
创建Observer，在API中找到如下函数声明:
// 它需要的参数:
// CFAllocatorRef allocator
// CFOptionFlags activities 表示要监听RunLoop的变化的状态(kCFRunLoopAfterWaiting等)
// Boolean repeats 表示是否重复监听
// CFIndex order 这个传0即可暂时没研究
// CFRunLoopObserverCallBack callout 表示监听的回调方法(C语言的方法)
// CFRunLoopObserverContext *context 表示上下文环境,用于C语言的方法与OC的互传传值
CF_EXPORT CFRunLoopObserverRef CFRunLoopObserverCreate(CFAllocatorRef allocator, CFOptionFlags activities, Boolean repeats, CFIndex order, CFRunLoopObserverCallBack callout, CFRunLoopObserverContext *context);
既然如此现在来创建一个CFRunLoopObserverContext,在API中也找到一个CFRunLoopObserverContext的声明
typedef struct {
CFIndex version; //暂时传0不研究
void * info; //重要就是C语言要与OC传递数据的引用.void *表示可以传递任何类型的数据
const void *(*retain)(const void *info);//引用
void (*release)(const void *info);//回收
CFStringRef (*copyDescription)(const void *info);//描述,暂时没用
} CFRunLoopObserverContext;
CFRunLoopObserverContext¶
CFRunLoopObserverContext context = {
0,
(__bridge void *)(self),//OC对象传递过去
&CFRetain,
&CFRelease,
NULL
};
CFRunLoopObserverCallBack¶
点击上面的CFRunLoopObserverCallBack是API跳到这样的一个声明,即告诉我们监听的回调方法的参数怎么定义
typedef void (*CFRunLoopObserverCallBack)(CFRunLoopObserverRef observer, CFRunLoopActivity activity, void *info);
接下来新建一个C语言用于回调方法
static void runLoopOserverCallBack(CFRunLoopObserverRef observer, CFRunLoopActivity activity, void *info){
//void *info正是我们要用来与OC传值的,这边可以转成OC对象,前面我们传进来的时候是self
}
CFRunLoopObserverRef¶
//创建一个监听
static CFRunLoopObserverRef observer;
observer = CFRunLoopObserverCreate(NULL, kCFRunLoopAfterWaiting, YES, 0, &runLoopOserverCallBack,&context);
//注册监听
CFRunLoopAddObserver(runLoopRef, observer, kCFRunLoopCommonModes);
//销毁
CFRelease(observer);
完整代码¶
添加了一个NSTimer，timer什么都没做，只是为了让RunLoop一直工作。
@interface ViewController ()
@property (nonatomic, strong)NSTimer *runLoopObServerTimer;
@property (nonatomic, copy)NSString *name;
@end
@implementation ViewController
- (void)viewDidLoad {
[super viewDidLoad];
[self addRunLoopObserver];
[self initData];
}
- (void)initData{
//默认会添加到当前的runLoop中去,不做任何事情,为了让runLoop一直处理任务而不去睡眠
_runLoopObServerTimer = [NSTimer scheduledTimerWithTimeInterval:0.001 target:self selector:@selector(timerMethod) userInfo:nil repeats:YES];
}
- (void)addRunLoopObserver{
//获取当前的CFRunLoopRef
CFRunLoopRef runLoopRef = CFRunLoopGetCurrent();
//创建上下文,用于控制器数据的获取
CFRunLoopObserverContext context = {
0,
(__bridge void *)(self),//self传递过去
&CFRetain,
&CFRelease,
NULL
};
//创建一个监听
static CFRunLoopObserverRef observer;
observer = CFRunLoopObserverCreate(NULL, kCFRunLoopBeforeWaiting, YES, 0, &runLoopOserverCallBack,&context);
//注册监听
CFRunLoopAddObserver(runLoopRef, observer, kCFRunLoopCommonModes);
//销毁
CFRelease(observer);
}
//监听CFRunLoopRef回调函数
static void runLoopOserverCallBack(CFRunLoopObserverRef observer, CFRunLoopActivity activity, void *info){
ViewController *viewController = (__bridge ViewController *)(info);//void *info即是我们前面传递的self(ViewController)
NSLog(@"runLoopOserverCallBack -> name = %@",viewController.name);
}
- (void)timerMethod{
//不做任何事情,为了让runLoop一直处理任务而不去睡眠
}
@end
至此当前的RunLoop一当进入休眠后都会被监听到并且调用runLoopOserverCallBack回调方法