iOS：RunLoop底层结构与线程保活

大家好，我是OB! 今天来聊聊RunLoop！

一、RunLoop 本质

RunLoop就是一个运行循环，在每次循环中接受消息，处理消息，然后休眠或者进入下一次循环。

RunLoop底层就是一个while循环；

官网的解释是：在2-9之间循环

休眠：该线程会释放占用的所有资源（从CPU任务队列里移除），系统会把该线程放入“等待池”中。进入这个状态后，是不能自动唤醒的，必须依靠其他线程或者系统才能被唤醒。

什么是source0和source1？

source0基本就是应用层事件，source1基本就是系统事件；

Source1 :基于mach_Port的,来自系统内核或者其他进程或线程的事件，可以主动唤醒休眠中的RunLoop（iOS里进程间通信开发过程中我们一般不主动使用）。mach_port大家就理解成进程间相互发送消息的一种机制就好。

Source0 ：非基于Port的 处理事件，什么叫非基于Port的呢？就是说你这个消息不是其他进程或者内核直接发送给你的。

用户手指点击了一下APP界面，会发生怎么样的过程？

我们触摸屏幕,先摸到硬件(屏幕)，屏幕会把改事件会先包装成Event, Event先告诉source1（mach_port），由source1唤醒RunLoop，然后将事件Event分发给source0,然后由source0来处理。

二、RunLoop底层结构

RunLoop也是一个对象，底层也是一个结构体struct __CFRunLoop（如下图）。

具有以下特征：

1、一个RunLoop包含一个或者多个Mode，每个Mode又包含Source0/Source1/Timer/Observer

2、开启RunLoop时，只能从Modes集合CFMutableSetRef中选择一个Mode作为当前的currentMode启动，如果遇到切换Mode(例如页面滑动，活动停止时)，要退出当前Loop，再重新选择一个Mode进入

3、如果Mode里没有任何Source0/Source1/Timer/Observer，RunLoop会立马退出

runloop 部分源码

SInt32 CFRunLoopRunSpecific(CFRunLoopRef rl, CFStringRef modeName, CFTimeInterval seconds, Boolean returnAfterSourceHandled) { //通知Observer进入runloop __CFRunLoopDoObservers(rl, currentMode, kCFRunLoopEntry); //处理事件 result = __CFRunLoopRun(rl, currentMode, seconds, returnAfterSourceHandled, previousMode); //通知Observer 退出runloop __CFRunLoopDoObservers(rl, currentMode, kCFRunLoopExit); return result; }

通过源码可以窥探一二

static int32_t __CFRunLoopRun(CFRunLoopRef rl, CFRunLoopModeRef rlm...) { __CFRunLoopDoObservers(rl, rlm, kCFRunLoopBeforeTimers); __CFRunLoopDoObservers(rl, rlm, kCFRunLoopBeforeSources); __CFRunLoopDoBlocks(rl, rlm); __CFRunLoopDoSources0(rl, rlm, stopAfterHandle); __CFRunLoopDoBlocks(rl, rlm); __CFRunLoopDoObservers(rl, rlm, kCFRunLoopBeforeWaiting); __CFRunLoopSetSleeping(rl); do { __CFRunLoopServiceMachPort(...); if (....) { break;} } while (1); __CFRunLoopDoBlocks(rl, rlm); retVal = kCFRunLoopRunStopped; } while (0 == retVal); return retVal; }

三、线程与RunLoop

线程中没有RunLoop，那么该线程执行完任务就会销毁。

如下代码，观察执行结果：

dispatch_async(dispatch_get_global_queue(0, 0), ^{ [NSTimer scheduledTimerWithTimeInterval:1 repeats:YES block:^(NSTimer * _Nonnull t) { NSLog(@"---------%@",[[NSRunLoop currentRunLoop] currentMode]); }]; NSLog(@"-----end----"); });

打印如下

Test_06_Runloop[96546:11552658] -----end----

发现根本不会执行timer中的任务，因为线程已经销毁了。而NSTimer的使用官方也说了，必须依赖RunLoop（NSTimer底层就是通过RunLoop实现）。 所以这时必须要让线程中的RunLoop 运行run起来才能执行timer中的任务

注意：NSTimer可以自动添加到RunLoop中，所以[loop addTimer: forMode:]可以省略，但是[loop run]或者[loop runMode:beforeDate:]必须执行才能让RunLoop运行起来

换成如下代码

dispatch_async(dispatch_get_global_queue(0, 0), ^{ //不能写在timer创建之前，不然RunLoop运行时，其中没有事件源，也会立马退出 //[[NSRunLoop currentRunLoop] run]; NSTimer*timer = [NSTimer scheduledTimerWithTimeInterval:1 repeats:YES block:^(NSTimer * _Nonnull t) { NSLog(@"---------%@",[[NSRunLoop currentRunLoop] currentMode]); }]; //可写可不写，因为timer自动添加到RunLoop，如果RunLoop存在 [[NSRunLoop currentRunLoop] addTimer:timer forMode:NSDefaultRunLoopMode]; //[[NSRunLoop currentRunLoop] run]不能退出，后面会说到，不急 //可以控制RunLoop是否退出， while (!_stop) { [[NSRunLoop currentRunLoop] runMode:NSDefaultRunLoopMode beforeDate:[NSDate distantFuture]]; } NSLog(@"-----end----"); });

打印如下：线程没有退出，timer正常执行

Test_06_Runloop[97491:11937784] ---------kCFRunLoopDefaultMode Test_06_Runloop[97491:11937784] ---------kCFRunLoopDefaultMode Test_06_Runloop[97491:11937784] ---------kCFRunLoopDefaultMode Test_06_Runloop[97491:11937784] ---------kCFRunLoopDefaultMode

四、线程保活

开启RunLoop的几种方法

- (void)run; - (BOOL)runMode:(NSRunLoopMode)mode beforeDate:(NSDate *)limitDate;

说明一下，run方法内部其实大概就是不断调用：runMode:beforeDate:

while (condition) { [[NSRunLoop currentRunLoop] runMode:NSDefaultRunLoopMode beforeDate:[NSDate distantFuture]]; }

线程start时，在线程内部添加一个RunLoop，并且保证添加的RunLoop有source/timer/observer其中的一种，不然RunLoop会立马退出。要想控制线程的生命周期，不能用run方法，要用runMode:beforeDate:方法，因为官方说的：run()方法一旦开启RunLoop，那么将不会被打断（If you want the run loop to terminate, you shouldn’t use this method. ），贴心的官方还给出示例：

BOOL shouldKeepRunning = YES; // global NSRunLoop *theRL = [NSRunLoop currentRunLoop]; while (shouldKeepRunning && [theRL runMode:NSDefaultRunLoopMode beforeDate:[NSDate distantFuture]]);

以下代码可以让线程休眠，不退出。

self.thread =[[NSThread alloc] initWithBlock:^{ _shouldKeepRunning = YES;// global NSRunLoop *theRL = [NSRunLoop currentRunLoop]; while (_shouldKeepRunning){ [theRL runMode:NSDefaultRunLoopMode beforeDate:[NSDate distantFuture]]; }; }]; [self.thread start];

需要用子线程执行任务时，可以调用

[self performSelector:@selector(doSomethingInSubThread:) onThread:self.thread withObject:@"sdf" waitUntilDone:NO];

想要线程停止，需要先关闭RunLoop，

注意： CFRunLoopStop()方法是停止当前那一次循环，想要彻底停止，那么需要添加标志位_shouldKeepRunning 去判断

- (void)stopSubThread { CFRunLoopStop(CFRunLoopGetCurrent()); } - (void)dealloc { _shouldKeepRunning = NO; [self performSelector:@selector(stopSubThread) onThread:self.thread withObject:nil waitUntilDone:NO]; }

五、监测observer的状态

observer可以监测到RunLoop的mode的切换， 比如页面滑动时先kCFRunLoopExit 当前的NSDefaultRunLoopMode，然后再kCFRunLoopEntry一个新的UITrackingRunLoopMode

CFRunLoopObserverRef runloopObsever=CFRunLoopObserverCreateWithHandler(kCFAllocatorDefault, kCFRunLoopAllActivities, YES, 0, ^(CFRunLoopObserverRef observer, CFRunLoopActivity activity) { CFRunLoopMode mode = CFRunLoopCopyCurrentMode(CFRunLoopGetCurrent()); switch (activity) { case kCFRunLoopEntry: NSLog(@"kCFRunLoopEntry - %@",mode); break; case kCFRunLoopBeforeTimers: NSLog(@"kCFRunLoopBeforeTimers - %@",mode); break; case kCFRunLoopBeforeSources: NSLog(@"kCFRunLoopBeforeSources - %@",mode); break; case kCFRunLoopBeforeWaiting: NSLog(@"kCFRunLoopBeforeWaiting - %@",mode); break; case kCFRunLoopAfterWaiting: NSLog(@"kCFRunLoopAfterWaiting - %@",mode); break; case kCFRunLoopExit: NSLog(@"kCFRunLoopExit - %@",mode); break; default: break; } CFRelease(mode); }); CFRunLoopAddObserver(CFRunLoopGetCurrent(), runloopObsever, kCFRunLoopCommonModes); CFRelease(runloopObsever);

其中部分打印

Test_06_Runloop[97611:11941654] kCFRunLoopAfterWaiting - kCFRunLoopDefaultMode //唤醒 Test_06_Runloop[97611:11941654] kCFRunLoopBeforeTimers - kCFRunLoopDefaultMode //处理timer Test_06_Runloop[97611:11941654] kCFRunLoopBeforeSources - kCFRunLoopDefaultMode //处理source Test_06_Runloop[97611:11941654] kCFRunLoopBeforeWaiting - kCFRunLoopDefaultMode //没事可做了，处理完当前任务后休眠

今天先到这里，下期见！欢迎留言！