目錄

概念

RunLoop與線程的關系

Runloop對外的接口

CFRunLoopSourceRef

Source0

Source1

CFRunLoopTimer

CFRunLoopObserver

RunLoop的Mode

應用場景

Runloop的內部邏輯

Runloop應用

tableView延遲加載圖片，保證流暢

Timer不被ScrollView的滑動影響

AFNetworking

?編輯

PerformSelecter

---

概念

一般來講線程一次只能執行一個任務，執行完后就會退出，我們現在想實現一個功能：線程一直在處理事件并且不會退出，這就是我們Runloop的作用。其實很像runloop的名字所表示的，繞著一個圈圈一直跑。

要實現runloop這種模型一個關鍵點就是怎么樣去管理事件/消息，讓線程在沒有處理消息時休眠以避免資源占用、在有消息到來時立刻被喚醒

runloop就是一個可以管理需要處理的消息與事件的一個對象，CFRunLoopRef 可以理解為在 CoreFoundation 框架內的NSRunLoop，它提供了純 C 函數的 API，但是它的API都是線程安全的，而NSRunLoop卻不是線程安全的

RunLoop與線程的關系

基本上所有的線程操作的底層都是對pthread_t的封裝

而關于RunLoop和線程，蘋果不允許直接創建Runloop，它只提供了兩個自動獲取的函數：CFRunLoopGetMain() 和 CFRunLoopGetCurrent()

CFRunLoopGetMain的實現如下：

這當中用到了函數_CFRunLoopGet0，其實現如下：

CF_EXPORT CFRunLoopRef _CFRunLoopGet0(pthread_t t) {//如果t不存在，則標記為主線程（即默認情況，默認是主線程）if (pthread_equal(t, kNilPthreadT)) {t = pthread_main_thread_np();}__CFLock(&loopsLock);if (!__CFRunLoops) {__CFUnlock(&loopsLock);//創建全局字典，標記為kCFAllocatorSystemDefaultCFMutableDictionaryRef dict = CFDictionaryCreateMutable(kCFAllocatorSystemDefault, 0, NULL, &kCFTypeDictionaryValueCallBacks);//通過主線程 創建主運行循環CFRunLoopRef mainLoop = __CFRunLoopCreate(pthread_main_thread_np());//利用dict，進行key-value綁定操作，即可以說明，線程和runloop是一一對應的// dict : key valueCFDictionarySetValue(dict, pthreadPointer(pthread_main_thread_np()), mainLoop);if (!OSAtomicCompareAndSwapPtrBarrier(NULL, dict, (void * volatile *)&__CFRunLoops)) {CFRelease(dict);}CFRelease(mainLoop);__CFLock(&loopsLock);}//通過其他線程獲取runloopCFRunLoopRef loop = (CFRunLoopRef)CFDictionaryGetValue(__CFRunLoops, pthreadPointer(t));__CFUnlock(&loopsLock);if (!loop) {//如果沒有獲取到，則新建一個運行循環CFRunLoopRef newLoop = __CFRunLoopCreate(t);__CFLock(&loopsLock);loop = (CFRunLoopRef)CFDictionaryGetValue(__CFRunLoops, pthreadPointer(t));if (!loop) {//將新建的runloop 與 線程進行key-value綁定CFDictionarySetValue(__CFRunLoops, pthreadPointer(t), newLoop);loop = newLoop;}// don't release run loops inside the loopsLock, because CFRunLoopDeallocate may end up taking it__CFUnlock(&loopsLock);CFRelease(newLoop);}if (pthread_equal(t, pthread_self())) {_CFSetTSD(__CFTSDKeyRunLoop, (void *)loop, NULL);if (0 == _CFGetTSD(__CFTSDKeyRunLoopCntr)) {_CFSetTSD(__CFTSDKeyRunLoopCntr, (void *)(PTHREAD_DESTRUCTOR_ITERATIONS-1), (void (*)(void *))__CFFinalizeRunLoop);}}return loop;
}

從上面的代碼可以看出，線程和 RunLoop 之間是一一對應的，其關系是保存在一個全局的 Dictionary 里 線程剛創建時并沒有runloop，我們需要主動獲取，系統才會自動幫我們創建runloop并加到字典中

Runloop對外的接口

通過前兩個函數我們可以分別獲得當前線程的CFRunLoop對象和主線程的CFRunLoop對象，但是只是獲得了，如果想要讓Runloop運行起來，就還需要一些別的操作。首先先看一下runloop的一些具體結構

在CoreFoundation里面關于RunLoop有5個類：

• CFRunLoopRef

• CFRunLoopModeRef

• CFRunLoopSourceRef

• CFRunLoopTimerRef

• CFRunLoopObserverRef

一個Runloop可以包含多個Mode，CFRunLoopModeRef類沒有對外暴露，只是通過CFRunLoopRef 的接口進行了封裝，他們的關系如下：

可以看到每個model中包含了Source/Timer/Observer的集合，每次調用RunLoop的主函數時，只能指定其中一個Mode，這個Mode被稱作CurrentMode，如果要切換Mode，必須退出Loop，再重新指定一個Mode進入，這樣做可以分隔開不同組的Source/TImer/Observer，避免互相影響

接下來我們分別來看看Source/Timer/Observer這三種結構，首先是Source

CFRunLoopSourceRef

CFRunLoopSourceRef 是事件產生的地方。Source有兩個版本：Source0 和 Source1。兩個的區別主要是RunLoop事件源的不同：

• Source0：處理非基于端口的事件（如程序內部自定義的事件）

• Source1：處理基于端口的事件（如來自內核的Mach端口信息）

Source0 需要手動標記（CFRunLoopSourceSignal）并喚醒 RunLoop 才能觸發，而 Source1 會自動喚醒 RunLoop。

需要明確一個概念，RunLoop主要用來處理異步事件，如用戶輸入、定時器觸發、網絡響應等，這些事件通常被封裝成事件源，然后由RunLoop在適當的時機調度和處理。

Source0

Source0 只包含了一個回調（函數指針），它并不能主動觸發事件

使用時，先調用CFRunLoopSourceSignal(source0)將 Source 標記為待處理，然后手動調用 CFRunLoopWakeUp(runloop) 來喚醒 RunLoop，讓其處理這個事件

// 假設有一個方法，用于處理按鈕點擊
- (void)buttonClicked {// 手動觸發RunLoop的Source0CFRunLoopSourceSignal(source0);CFRunLoopWakeUp(CFRunLoopGetCurrent()); // 喚醒RunLoop來處理事件
}
?
// 配置Source0
- (void)setupSource0 {CFRunLoopSourceContext context = {0, (__bridge void *)(self), NULL, NULL, NULL, NULL, NULL, NULL, NULL, &callout};source0 = CFRunLoopSourceCreate(kCFAllocatorDefault, 0, &context);CFRunLoopAddSource(CFRunLoopGetCurrent(), source0, kCFRunLoopDefaultMode);
}
?
// Source0的回調函數
void callout(void *info) {NSLog(@"Source0 event triggered.");
}

Source1

Source1 包含了一個 mach_port 和一個回調（函數指針），被用于通過內核和其他線程相互發送消息。這種 Source 能主動喚醒 RunLoop 的線程。

// 配置Source1
- (void)setupSource1 {CFRunLoopSourceContext1 context = {0, (__bridge void *)(self), NULL, NULL, NULL, NULL, NULL, &perform, NULL};CFMessagePortRef localPort = CFMessagePortCreateLocal(kCFAllocatorDefault, CFSTR("com.example.app.port"), &callback, &context, false);CFRunLoopSourceRef source1 = CFMessagePortCreateRunLoopSource(kCFAllocatorDefault, localPort, 0);CFRunLoopAddSource(CFRunLoopGetCurrent(), source1, kCFRunLoopCommonModes);
}
?
// Source1的回調函數
CFDataRef callback(CFMessagePortRef local, SInt32 msgid, CFDataRef data, void *info) {NSLog(@"Received message: %d", msgid);return NULL;
}
?
// Source1的事件執行
void perform(void *info) {NSLog(@"Performing work in response to external event.");
}

使用場景： ? 處理來自其他進程的數據或信號。 ? 監聽系統級事件或網絡事件。

CFRunLoopTimer

這是一個基于時間的觸發器，包含一個時間長度和一個回調，當其加入到 RunLoop 時，RunLoop會注冊對應的時間點，當時間點到時，RunLoop會被喚醒以執行那個回調。

CFRunLoopObserver

這是用來監視和相應RunLoop的特定活動的一種對象，通過 CFRunLoopObserver，開發者可以在 RunLoop 的不同階段插入自定義的代碼來執行特定的任務

可以觀測的時間點有以下幾個：

我們在上面講的 Source/Timer/Observer 被統稱為 mode item，一個item被重復添加到同一個mode時不會多次執行，但是如果一個mode中一個item都沒有，runloop會自動退出，不會進出循環

RunLoop的Mode

剛才在上文講了mode item，modeitem是被加到mode中的，我們現在講一下Runloop的Mode

這里有個概念叫CommonModes，一個Mode可以把自己標記成”Common”屬性（通過將其 ModeName 添加到 RunLoop 的 “commonModes” 中），每當Runloop的內容發生變化時，RunLoop 都會自動將 _commonModeItems 里的 Source/Observer/Timer 同步到具有 Common標記的所有Mode里。

應用場景

比如說之前寫項目時經常遇到的那個滑動時計數器停止計時的問題，用這個點就可以回答：

主線程的Runloop中有兩個預置的Mode:

kCFRunLoopDefaultMode 和 UITrackingRunLoopMode

DefalutMode是App平時所處的狀態，TrackingMode是當滑動時所處的狀態，當我們創建NSTimer添加到DefalutMode中，Timer會得到重復回調，但是當我們滾動我們的TableView時，Runloop會切換Mode，由DefalutMode切換為TrackingMode，此時Timer會停止同時不會進行回調，也不會影響到滑動的操作

這時想讓滑動時NSTimer可以繼續運作的話，有兩個方法：

• 一種方法就是將Timer分別加入到兩個Mode

• 另一種方法就是將NSTimer加到最頂層的RunLoop 的 commonModeItems，加入后的ModeItems類型會被Runloop加到具有common屬性的Mode中去，也就是直接將Timer同時加到defaultMode與TrackMode中去

iOS中有5種Mode：

蘋果公開的三種有：

• NSDefaultRunLoopMode(kCFRunloopDefaultMode):默認狀態，app通常在這個mode下運行

• UITrackingRunLoopMode:界面跟蹤mode（例如滑動scrollview時不被其他mode影響）

• NSRunLoopCommonModes(kCFRunLoopCommonModes):是 前兩個mode的集合，可以把自定義mode用CFRunLoopAddCommonMode函數加入到集合中

還有兩種只需了解：

• GSEventReceiveRunLoopMode:接收系統內部mode，通常用不到

• UIInitializationRunLoopMode:私有，只在app啟動時使用，使用完就不在集合中了

Runloop的內部邏輯

Runloop的邏輯有一張非常經典的圖：

Runloop應用

tableView延遲加載圖片，保證流暢

在快速滑動tableView時，滑動過的圖片會一直加載，但滑動過的圖片都不是我們想要呈現的圖片，如果加載就浪費CPU資源，用RunLoop就可以避免滑動時加載圖片

給ImgaeView的加載圖片的方法指定只有在DefalutMode下才能加載，滑動時不加載圖片

[self.imageView performSelector:@selector(setImage:) withObject:[UIImage imageNamed:@"imgName.png"] afterDelay:0 inModes:@[NSDefaultRunLoopMode]];

Timer不被ScrollView的滑動影響

上面其實已經講過這個問題了，除了剛才提到的兩個方法，還有一種方法：

用GCD創建定時器，它不會受到RunLoop影響

AFNetworking

在多線程中，線程執行完任務就會退出，那么如果需要反復執行任務的話，就會頻繁地創建與銷毀線程，這樣不僅效率低下，還增加了系統的開銷，因此如果有一個常駐線程來處理這些任務就可以避免這種情況。

一個RunLoop中如果沒有Observer/Timer/Source等items，Runloop會自動退出，因此我們創建一個空的port發送消息給Runloop，以至于Runloop不會退出而是一直常駐

PerformSelecter

當調用 NSObject 的 performSelecter:afterDelay: 后，其內部會自動創建一個Timer加到Runloop中，當時間到了執行回調，如果當前線程沒有Runloop，此方法也會失效