iOS RunLoop分析-白红宇

RunLoop是一个对象，用于处理程序运行中出现的各种事件（触摸事件、定时器、Selector）,从而保证程序的持续运行；特点是没有事件处理的时候，会让线程进入休眠模式，从而节约CPU资源，提好程序性能。

// defaultMode启动void CFRunLoopRun(void) {     int32_t result;    do {        result = CFRunLoopRunSpecific(CFRunLoopGetCurrent(), kCFRunLoopDefaultMode, 1.0e10, false);        CHECK_FOR_FORK();    } while (kCFRunLoopRunStopped != result && kCFRunLoopRunFinished != result);}复制代码

从上面代码中可以看出runloop本质上就是do...while的循环，通过阀值kCFRunLoopRunStopped != result && kCFRunLoopRunFinished != result控制代码的运行。

1.线程与runloop的关系

主线程默认开启线程RunLoop，获取方法CFRunLoopGetMain();

苹果不允许直接创建线程RunLoop,在子线程中可以使用CFRunLoopGetCurrent 获取子线程的RunLoop对象；

线程与RunLoop关系是一一对应的，其关系保存在一个全局的字典中，子线程的RunLoop的创建是第一次获取时，销毁是在线程结束时。

CFRunLoopGetCurrent 调用时，会先看一下字典里有没有存子线程相对用的RunLoop，如果有则直接返回RunLoop，如果没有则会创建一个，并将与之对应的子线程存入字典中。

主线程CFRunLoopRef相关源码：

// 创建字典 CFMutableDictionaryRef dict = CFDictionaryCreateMutable(kCFAllocatorSystemDefault, 0, NULL, &kCFTypeDictionaryValueCallBacks);// 创建主线程 根据传入的主线程创建主线程对应的RunLoop CFRunLoopRef mainLoop = __CFRunLoopCreate(pthread_main_thread_np());// 保存主线程 将主线程-key和RunLoop-Value保存到字典中 CFDictionarySetValue(dict, pthreadPointer(pthread_main_thread_np()), mainLoop);复制代码

子线程CFRunLoopRef相关源码：

// 全局的Dictionary，key 是 pthread_t， value 是 CFRunLoopRefstatic 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) {    // 加锁    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());}复制代码

2. CFRunLoopMode类型

kCFRunLoopDefaultMode: 默认mode, 主线程一般在这个mode下运行

UITrackingRunLoopMode: scrollView追踪触摸滑动，保证界面滑动中不受其他mode影响

UIInitializationRunLoopMode: App启动时进入的第一个mode，后面用不到

GSEventReceiveRunLoopMode: 系统内部时间mode

kCFRunLoopCommonModes: 占位mode，标记kCFRunLoopDefaultMode和UITrackingRunLoopMode，不是真正的mode

3. CFRunLoopMode和CFRunLoop关系

CFRunLoopMode源码：

struct __CFRunLoopMode {    CFStringRef _name;            // Mode Name, 例如 @"kCFRunLoopDefaultMode"    CFMutableSetRef _sources0;    // Set     CFMutableSetRef _sources1;    // Set     CFMutableArrayRef _observers; // Array     CFMutableArrayRef _timers;    // Array     ...};复制代码

CFRunLoop源码：

struct __CFRunLoop {    CFMutableSetRef _commonModes;     // Set     CFMutableSetRef _commonModeItems; // Set     CFRunLoopModeRef _currentMode;    // Current Runloop Mode    CFMutableSetRef _modes;           // Set     ...};复制代码

CFRunLoopSourceRef

是事件产生的地方。Source有两个版本：Source0 和 Source1。

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），被用于通过内核和其他线程相互发送消息。这种 Source 能主动唤醒 RunLoop 的线程.

CFRunLoopTimerRef

基于时间触发器，可以和NSTimer混用。包含一个时间长度和一个函数指针（用于回调）。将其加入RunLoop时，RunLoop会注册这个时间点。时间点到时，RunLoop会被唤醒执行回调函数。

CFRunLoopObserverRef

观察者(观察RunLoop的状态)，每个Observer都包含一个函数指针（用于回调），当RunLoop的状态发生改变时，观察者可以通过回调接收这个变化。

观察的时间点：

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};复制代码

流程如图：

一个RunLoop包含若干mode，每个mode又包含observer\timer\source，调用RunLoop的主函数是，只能指定一种mode即CurrentMode。如果切换mode，只能先退出Loop，重新指定一个mode，目的是分隔不同组的observer\timer\source,让其不互相影响。

Source/Timer/Observer 被统称为 mode item，一个 item 可以被同时加入多个 mode。但一个 item 被重复加入同一个 mode 时是不会有效果的。如果一个 mode 中一个 item 都没有，则 RunLoop 会直接退出，不进入循环。

CFRunLoop对外暴露的管理 Mode 接口：

CFRunLoopAddCommonMode(CFRunLoopRef runloop, CFStringRef modeName);CFRunLoopRunInMode(CFStringRef modeName, ...);复制代码

Mode 暴露的管理 mode item 的接口:

CFRunLoopAddSource(CFRunLoopRef rl, CFRunLoopSourceRef source, CFStringRef modeName);CFRunLoopAddObserver(CFRunLoopRef rl, CFRunLoopObserverRef observer, CFStringRef modeName);CFRunLoopAddTimer(CFRunLoopRef rl, CFRunLoopTimerRef timer, CFStringRef mode);CFRunLoopRemoveSource(CFRunLoopRef rl, CFRunLoopSourceRef source, CFStringRef modeName);CFRunLoopRemoveObserver(CFRunLoopRef rl, CFRunLoopObserverRef observer, CFStringRef modeName);CFRunLoopRemoveTimer(CFRunLoopRef rl, CFRunLoopTimerRef timer, CFStringRef mode);复制代码