RunLoop

RunLoopMode
Source
状态
执行流程
实际应用

RunLoop 与线程一一对应，系统会有一个全局字典来存储 RunLoop，以线程为 key， RunLoop 为 value，会在第一次获取 RunLoop 时创建 RunLoop

CF-1153.18 源码中 __CFRunLoop 的定义

struct __CFRunLoop {
    CFRuntimeBase _base;
    pthread_mutex_t _lock;			/* locked for accessing mode list */
    __CFPort _wakeUpPort;			// used for CFRunLoopWakeUp 
    Boolean _unused;
    volatile _per_run_data *_perRunData;              // reset for runs of the run loop
    pthread_t _pthread;
    uint32_t _winthread;
    CFMutableSetRef _commonModes;
    CFMutableSetRef _commonModeItems;
    
    // 重点 ----->
    CFRunLoopModeRef _currentMode;  // `struct __CFRunLoopMode *` 类型指针
    CFMutableSetRef _modes;         // 一个 `Mode` 集合
    // <----- 重点

    struct _block_item *_blocks_head;
    struct _block_item *_blocks_tail;
    CFAbsoluteTime _runTime;
    CFAbsoluteTime _sleepTime;
    CFTypeRef _counterpart;
};

typedef struct __CFRunLoopMode *CFRunLoopModeRef;

struct __CFRunLoopMode {
    CFRuntimeBase _base;
    pthread_mutex_t _lock;	/* must have the run loop locked before locking this */
    CFStringRef _name;
    Boolean _stopped;
    char _padding[3];

    // 四种 `Mode` 集合
    CFMutableSetRef _sources0;
    CFMutableSetRef _sources1;
    CFMutableArrayRef _observers;
    CFMutableArrayRef _timers;

    CFMutableDictionaryRef _portToV1SourceMap;
    __CFPortSet _portSet;
    CFIndex _observerMask;
#if USE_DISPATCH_SOURCE_FOR_TIMERS
    dispatch_source_t _timerSource;
    dispatch_queue_t _queue;
    Boolean _timerFired; // set to true by the source when a timer has fired
    Boolean _dispatchTimerArmed;
#endif
#if USE_MK_TIMER_TOO
    mach_port_t _timerPort;
    Boolean _mkTimerArmed;
#endif
#if DEPLOYMENT_TARGET_WINDOWS
    DWORD _msgQMask;
    void (*_msgPump)(void);
#endif
    uint64_t _timerSoftDeadline; /* TSR */
    uint64_t _timerHardDeadline; /* TSR */
};

runloop 源码下载地址

RunLoopMode

CFRunLoopModeRef 代表着 RunLoop 的运行模式
一个 RunLoop 包含若干个 Mode，每个 Mode 又包含若干个 _sources0、_sources1、_observer、_timer
- 不同组的 _sources0、_sources1、_observer、_timer 能分隔开来，互不影响
- 每一个 _sources0、_sources1、_observer、_timer 都是一个集合，可以添加多个 source
RunLoop 启动时只能选择其中一种 Mode，作为 curentMode
如果要切换 Mode 只能退出当前 Loop，再重选择一个 Mode 进入 (切换 Mode 不会造成 App 退出)
如果 Mode 里没有任何 _sources0、_sources1、_observer、_timer， RunLoop 会立马退出

Source

Source0
- 触摸事件处理，比如常规的 touchBegan
- Foundation的 performSelector:onThread: 都是 Source0
Source1
- 基于 port 通信
- 系统捕捉事件，默认触摸事件就是先由Source1捕捉，在分发到Source0处理
Timers
- NSTimer
- performSelector:withObject:afterDelay:
Observers
- 用于监听 RunLoop 的状态
- UI 界面的刷新 BeforeWaiting
- autoRelease pool

状态

RunLoop Observer 可以监听到的几种状态

/* Run Loop Observer Activities */
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
    kCFRunLoopAllActivities = 0x0FFFFFFFU   // 以上所有状态
};

可以通过 CoreFoundation 提供的 api 监听 RunLoop 的状态

执行流程

RunLoop 执行流程

    01. 通知 Observers: 进入 Loop                       --> __CFRunLoopDoObservers(rl, currentMode, kCFRunLoopEntry)
┏━> 02. 通知 Observers: 即将处理 Timers
┃   03. 通知 Observers: 即将处理 Sources
┃   04. 处理 Blocks
┃   05. 处理 Source0 （可能会再次处理 Blocks）
┃   06. 如果存在 Source1， 就跳转到 `第8步`       ━━━━┓
┃   07. 通知 Observers，开始休眠（等待消息唤醒)        ┃
┃   08. 通知 Observers，结束休眠(被某个消息唤醒)       ┃   __CFRunLoopRun(rl, currentMode, seconds, returnAfterSourceHandled, previousMode)
┃      1. 处理 Timer                               ┃
┃      2. 处理 GCD Async To Main Queue             ┃
┃      3. 处理 Source1                          <━━┛
┃   09. 处理 Blocks
┃   10. 根据前面的执行结果，决定如何操作  
┗━     1. 回到 `第2步`
       2. 退出 Loop                           ━━━━┓
    11. 通知 Observers: 退出 Loop              ＜━━┛    --> __CFRunLoopDoObservers(rl, currentMode, kCFRunLoopExit

RunLoop 调用细节
- __CFRunLoopDoObservers 函数内最终会通过调用 __CFRUNLOOP_IS_CALLING_OUT_TO_AN_OBSERVER_CALLBACK_FUNCTION__ 函数完成通知
- __CFRunLoopDoBlocks 函数内最终会通过调用 __CFRUNLOOP_IS_CALLING_OUT_TO_A_BLOCK__ 函数处理 blocks
- __CFRunLoopDoTimers 函数内最终会通过调用 __CFRUNLOOP_IS_CALLING_OUT_TO_A_TIMER_CALLBACK_FUNCTION__ 函数执行定时器逻辑
- __CFRunLoopDoSources0 函数内最终会通过调用 __CFRUNLOOP_IS_CALLING_OUT_TO_A_SOURCE0_PERFORM_FUNCTION__ 函数执行 source0 逻辑
- __CFRunLoopDoSource1 函数内最终会通过调用 __CFRUNLOOP_IS_CALLING_OUT_TO_A_SOURCE1_PERFORM_FUNCTION__ 函数执行 source1 逻辑
- 通过 __CFRUNLOOP_IS_SERVICING_THE_MAIN_DISPATCH_QUEUE__ 函数处理 GCD Async To Main Queue
  - GCD 只有这种特殊情况交给 RunLoop 处理，GCD 有自己的处理逻辑，不依赖于 RunLoop
  - e.g. > > oc > dispatch_async(dispatch_get_global_queue(0,0), ^{ > // 这里子线程的任务并不是 RunLoop 来处理的 > dispatch_async(dispatch_get_main_queue(), ^{ > // 返回主线程做一些任务，这时是 RunLoop 来处理的 > }); > }); >

实际应用

RunLoop 在开发中的实际应用场景
1. 控制线程生命周期（线程保活）
2. 解决 NSTimer 在滑动时停止工作的问题
3. 监控应用卡顿
4. 性能优化
线程保活在使用时的注意点
- 如果保活的线程并非持续存在，有一定的生命周期
  1. 通过 NSThread 的 block 方式添加 Source，相对比 target ，不会造成对 target 的一层强持有
  2. 保证 Thread 的销毁，停止掉保活线程的 RunLoop (CFRunLoopStop(CFRunLoopGetCurrent()))
  3. [[NSRunLoop currentRunLoop] run] 默认开启一个无限循环，重复调用 runMode:beforeDate:，可以根据自己的标识调用 runMode:beforeDate: 方法
    - e.g.
      while(weakSelf && !weakSelf.isStop) { [[NSRunLoop currentRunLoop] runMode: NSDefaultRunLoopMode beforeDate: [NSDate distantFuture]]; }
  4. 取消 NSThread 的强引用: self.thread = nil，停止 runloop 后即便 Thread 还存在没有被销毁，也不再能继续执行任务，再次添加任务就会 crash，所以在停止 RunLoop 后及时将 thread 置为 nil，向线程中添加任务前进行判断
  5. 为了保证 RunLoop 被正常的停止, 并且 thread和 self（比如当前控制器）正常的销毁，停止 RunLoop 函数在执行时 performSelector:onThread:withObject:waitUntilDone: 最后的参数一定要传 YES, 等待 stop 执行完毕再向下执行，不要让 self 销毁过早产生 crash 的同时，在 run 的判断条件中一定要检查 self != nil
  如果使用 CFRunLoop 来启动 RunLoop 会使控制逻辑更加的简单 CFRunLoopRunInMode(kCFRunLoopDefaultMode, 1.0e10, false) (最后一个参数 false 可以保证执行完一次任务后不退出 RunLoop ，这样就不需要 注意点3 中那层 while循环和条件判断 )

runloop - ShenYj/ShenYj.github.io GitHub Wiki

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