iOS--RunLoop知识点总结(1)
RunLoop是多线程的难点. 在实际开发中我们如何使用RunLoop呢?
先浏览一下RunLoop知识点的大致框架, 这也是本文即将要说明的:
RunLoop知识点的大致框架
RunLoop的概念和作用
RunLoop被称为运行循环, 你可以把RunLoop理解为一个死循环, 看一下CFRunLoop的源码就知道了:
void CFRunLoopRun(void) { /* DOES CALLOUT */ int32_t result; do { result = CFRunLoopRunSpecific(CFRunLoopGetCurrent(), kCFRunLoopDefaultMode, 1.0e10, false); CHECK_FOR_FORK(); } while (kCFRunLoopRunStopped != result && kCFRunLoopRunFinished != result); }
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它的基本作用是:
保持程序的持续运行(保证程序不退出)
处理App中的各种事件(触摸事件, 定时器事件, Selector事件)
但这个死循环是一个很特殊的死循环, 它能够在该做事情的时候做事情, 没事情做的时候休息待命, 以节省CPU资源, 提高程序性能.
在应用程序的入口main函数中, 如下所示
int main(int argc, char * argv[]) { @autoreleasepool { return UIApplicationMain(argc, argv, nil, NSStringFromClass([AppDelegate class])); } }
有一个UIApplicationMain(,,_,_)函数, 这个函数内部就启动了一个RunLoop运行循环
UIApplicationMain(,,_,_)函数是有一个int类型的返回值的, 但是一直不会返回,保持程序的持续运行, 这个默认启动的RunLoop运行循环是跟主线程相关联的.
获取RunLoop对象
苹果官方文档告诉我们:
Both Cocoa and Core Foundation provide run loop objects to help you configure and manage your thread’s run loop
Cocoa框架:
NSRunLoop
Core Foundation框架:
CFRunLoopRef
NSRunLoop的底层其实还是调用的CFRunLoopRef的API, 是对其进行了OC层面上的封装
线程和RunLoop的关系
一条线程对应一个RunLoop,是一一对应的关系
主线程的RunLoop是默认存在的,已经创建好了, 子线程的RunLoop需要手动创建
RunLoop的生命周期: 在第一次获取得时候创建, 线程结束时销毁
获取RunLoop对象
Cocoa框架:
[NSRunLoop currentRunLoop]
(获得当前线程的RunLoop对象)[NSRunLoop mainRunLoop]
(获得主线程的RunLoop对象)Core Foundation框架:
CFRunLoopGetCurrent()
(获得当前线程的RunLoop对象)CFRunLoopGetMain()
(获得主线程的RunLoop对象)
我们来看一下CFRunLoop的源码:
CF_EXPORT CFRunLoopRef _CFRunLoopGet0(pthread_t t) { if (pthread_equal(t, kNilPthreadT)) { t = pthread_main_thread_np(); } __CFLock(&loopsLock); if (!__CFRunLoops) { __CFUnlock(&loopsLock); CFMutableDictionaryRef dict = CFDictionaryCreateMutable(kCFAllocatorSystemDefault, 0, NULL, &kCFTypeDictionaryValueCallBacks); CFRunLoopRef mainLoop = __CFRunLoopCreate(pthread_main_thread_np()); CFDictionarySetValue(dict, pthreadPointer(pthread_main_thread_np()), mainLoop); if (!OSAtomicCompareAndSwapPtrBarrier(NULL, dict, (void * volatile *)&__CFRunLoops)) { CFRelease(dict); } CFRelease(mainLoop); __CFLock(&loopsLock); } CFRunLoopRef loop = (CFRunLoopRef)CFDictionaryGetValue(__CFRunLoops, pthreadPointer(t)); __CFUnlock(&loopsLock); if (!loop) { CFRunLoopRef newLoop = __CFRunLoopCreate(t); __CFLock(&loopsLock); loop = (CFRunLoopRef)CFDictionaryGetValue(__CFRunLoops, pthreadPointer(t)); if (!loop) { 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; }
上面的代码告诉我们: 线程和RunLoop是一一对应的关系, 当线程是主线程时,会创建一个mainRunLoop,然后保存在字典中:
CFRunLoopRef mainLoop = __CFRunLoopCreate(pthread_main_thread_np());CFDictionarySetValue(dict, pthreadPointer(pthread_main_thread_np()), mainLoop);
当线程是子线程时, 会先看一下当前线程为key的对应的Value中有没有RunLoop,如果没有, 会先创建一个RunLoop, 然后再将其保存在字典中:
CFRunLoopRef loop = (CFRunLoopRef)CFDictionaryGetValue(__CFRunLoops, pthreadPointer(t)); __CFUnlock(&loopsLock); if (!loop) { CFRunLoopRef newLoop = __CFRunLoopCreate(t); __CFLock(&loopsLock); loop = (CFRunLoopRef)CFDictionaryGetValue(__CFRunLoops, pthreadPointer(t)); if (!loop) { CFDictionarySetValue(__CFRunLoops, pthreadPointer(t), newLoop); loop = newLoop; }
RunLoop的相关类
Core Foundation中关于RunLoop的关键类
CFRunLoopRef
CFRunLoopModeRef
CFRunLoopSourceRef
CFRunLoopTimerRef
CFRunLoopObserverRef
这5个类之间的关系可以用下图来表示:
RunLoop的相关类之间的关系
这个关系图其实就是说: 在一个RunLoop中可以存在两个或者两个以上的模式,但RunLoop每次只能选择一个模式运行, 就像空调有制冷和制热模式, 但是运行的时候只能选择制冷或者制热模式, 要保证运行循环RunLoop不退出, 每个模式里面至少存在一个Source或者 一个Timer,Observer可以有也可以没有, 只是监听RunLoop的运行状态.
RunLoop运行模式(一共有5种)
Default
NSDefaultRunLoopMode
(Cocoa)kCFRunLoopDefaultMode
(Core Foundation)Event tracking
NSEventTrackingRunLoopMode
(Cocoa)Common modes
NSRunLoopCommonModes
(Cocoa)kCFRunLoopCommonModes
(Core Foundation)Connection
NSConnectionReplyMode
(Cocoa)Modal
NSModalPanelRunLoopMode
(Cocoa)
后面两种运行模式就不做过多解读了, 我们需要关注的是前面三种模式
默认模式
- (void)timer1 { NSTimer *timer = [NSTimer timerWithTimeInterval:1 repeats:YES block:^(NSTimer * _Nonnull timer) { NSLog(@"run1----------%@",[NSRunLoop currentRunLoop].currentMode); }]; [[NSRunLoop currentRunLoop] addTimer:timer forMode:NSDefaultRunLoopMode]; }
当定时器以默认模式被添加到运行循环中时, 如果发生例如scrollView拖拽事件等, 运行循环将有默认模式自动切换到事件追踪模式, 这时候, 默认模式中的定时器就暂时不工作了, 当拖拽事件结束之后, 运行循环中的运行模式又由追踪模式切换到默认模式.
事件追踪模式
- (void)timer2 { NSTimer *timer = [NSTimer timerWithTimeInterval:1 repeats:YES block:^(NSTimer * _Nonnull timer) { NSLog(@"run2----------%@",[NSRunLoop currentRunLoop].currentMode); }]; [[NSRunLoop currentRunLoop] addTimer:timer forMode:UITrackingRunLoopMode]; }
跟上面的模式刚好相反, 如果发生例如scrollView拖拽事件等, 事件追踪模式中的定时器就开始工作, 当拖拽事件结束之后, 运行循环中的运行模式又由事件追踪模式切换到默认模式, 那么在事件追踪模式中的定时器就不工作了.
那么问题来了, 如果需要定时器不管添加到哪种模式下都正常工作应该怎么做呢? 有一种方法是, 同时把定时器添加到两种运行模式中, 不过这种方法太笨了, 正确的做法是:
通用模式
- (void)timer3 { NSTimer *timer = [NSTimer timerWithTimeInterval:1 repeats:YES block:^(NSTimer * _Nonnull timer) { NSLog(@"run3----------%@",[NSRunLoop currentRunLoop].currentMode); }]; [[NSRunLoop currentRunLoop] addTimer:timer forMode:NSRunLoopCommonModes]; }
这种模式其实不是真正的一种运行模式, 而是将两种模式都打上CommonModes的标签,那么就相当于timer可以在只要是带有CommonModes标签的运行模式下工作.
+ (NSTimer *)scheduledTimerWithTimeInterval:(NSTimeInterval)interval repeats:(BOOL)repeats block:(void (^)(NSTimer *timer))block
类似于这种scheduledTimer开头的方法, 是自动将定时器添加到默认的运行循环模式了, 如果要添加到事件追踪模式和通用模式, 还是需要手动添加.
如果我在子线程创建了定时器, 那么需要创建子线程中的runLoop对象, 然后把timer添加到子线程的runLoop中:
- (void)touchesBegan:(NSSet<UITouch *> *)touches withEvent:(UIEvent *)event { [NSThread detachNewThreadWithBlock:^{ NSTimer *timer = [NSTimer timerWithTimeInterval:1 repeats:YES block:^(NSTimer * _Nonnull timer) { NSLog(@"run2----------%@",[NSRunLoop currentRunLoop].currentMode); }]; NSLog(@"%@",[NSThread currentThread]); NSRunLoop *currentRunLoop = [NSRunLoop currentRunLoop]; [currentRunLoop addTimer:timer forMode:NSRunLoopCommonModes]; [currentRunLoop run]; }]; }
需要记住的是:
创建子线程的RunLoop直接调用
[NSRunLoop currentRunLoop];
, 这个方法是懒加载的一定要让子线程的runLoop跑起来, 不然的话, 子线程一结束, 运行循环立马销毁, 即时添加了定时器也没个X用.
[currentRunLoop run];
这句代码不能少!