RunLoop底层原理

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一、RunLoop介绍

1.1概念：（关键字：运循内维事循对事/消管对象）

运行循环，程序运行过程中循环做一些事情。通过内部维护的事件循环对事件/消息进行管理的一个对象。

1.1.2RunLoop休眠实现原理（关键字：等消息无线休有唤醒用户态->内核态）

等待消息，没有消息就让线程休眠，用户态到内核态切换；

有消息就唤醒线程，处理事件，内核态到用户态切换。

1.1.3main函数作为启动入口，顺着执行体代码以此执行，最后main函数退出，程序退出。main为什么能保持不退出？正常执行体退出main就退出，而我们的main一直是活跃状态 main函数当中UIApplicationMain( )函数,内部启动RunLoop运行循环，接收消息，如滑动列表，网络请求的返回，然后处理。处理完成后主线程处于休眠状态，继续等待，不是死循环，不是简单for或while，而是有用户态到内核态的状态的切换，避免资源占用。若此时点击屏幕产生machPort,最终转成source1，可以把主线程唤醒，运行，然后处理事件。当程序杀死时，就会发送通知即将退出RunLoop，然后RunLoop退出，线程销毁掉。

1.1.4点击应用图标

1.2应用：（关键字：定 GAMQ 事手界网 A）

定时器NSTimer、PerformSelector

GCD Async Main Queue

事件响应、手势识别、界面刷新

网络请求

AutoreleasePool

实际项目中应用：（关键字：线活解NSTimer 监卡性优）

控制线程生命周期（保证线程活跃）

解决滑动时NSTimer生效问题

监控应用卡顿

性能优化

1.3作用:(关键字：持运处事节CPU提性能）

保持程序持续运行

处理各种事件如触摸、定时器等

节省CPU、提高性能，适时做事或休息

1.4两套访问和使用RunLoop的API

Fundation: NSRunLoop是对CFRunLoopRef的OC封装，提供了面向对象的API

CoreFoundation: CFRunLoopRef开源https://opensource.apple.com/tarballs/CF/

1.5获取方法获当线current 获主线main

[NSRunLoop currentRunLoop]; CFRunLoopGetCurrent( );

[NSRunLoop mainRunLoop]; CFRunLoopGetMain( );

二、数据结构(关键字：CFRunLoopRef, Mode, Source, Timer, Observer)

CFRunLoopRef

typedef struct __CFRunLoop *CFRunLoopRef;

struct __CFRunLoop{

pthread_t pthread;//一一对应（RunLoop与多线程的关系）

CFRunLoopModeRef _currentMode;

CFMutableSetRef _modes;//CFRunLoopMode集合

CFMutableSetRef _commonModes;//NSString类型的集合

CFMutableSetRef _commonModeItems;//包含多个Source/Timer/Observer

}

CFRunLoopModeRef(关键字：运模一对多Mode，一Mode对多Source0/Source1/Timer/Observer Loop启只选一currentMode 切换退重选无Source0/Source1/Timer/Observer，Loop即退)

typedef__CFRunLoopMode *CFRunLoopModeRef;

struct __CFRunLoopMode{

CFString _name;

CFMutableSetRef _sources0;

CFMutableSetRef _sources1;

CFMutableArrayRef _observers;

CFMutableArrayRef _timers;

}

CFRunLoopSource

source0需要手动唤醒线程 source1具备唤醒线程的能力

CFRunLoopTimer基于事件的定时器

与NSTimer是toll_free bridged可免费桥转换

CFRunLoopObserver观测时间点进入即将处理Timer Source 即将休眠刚从休眠中唤醒退出

KCFRunLoopEntry/BeforeTimes/BeforeSources/BeforeWaiting/AfterWaiting/Exit

RunLoop的运行模式

各数据结构间关系：一个RunLoop有若干Mode，一个Mode有若干Source0/Source1/Timer/Observer

RunLoop启动只选择一个Mode作为currentMode

若要切换Mode只能退出当前Mode，再重选Mode进入

若Mode没有任何Source0/Source1/Timer/Observer，RunLoop会立马退出当RunLoop运行在某个Mode上，如Mode1，此时另一个Mode如2中某个observer或timer回调了，此时无法接收到Mode2中回调过来的Observer以及timer事件，这就是RunLoop有多个Mode的原因，起到了屏蔽的效果，当运行在Mode1中只能接收和处理Mode1中的Sources、Observers、Timers

NSRunLoopCommonModes不是实际存在的Mode 是同步Source/Timer/Observer到多个Mode中的一种技术方案

常见2种Mode（Default默主运或 UITracking踪滑不受其他影响）

KCFRunLoopDefaultMode(NSDefaultRunLoopMode)默认Mode，主线程在该Mode下运行

UITrackingRunLoopMode跟踪触摸滑动，保证界面滑动是不受其他Mode影响

CFRunLoopObserverRef（关键字：Entry BeforeTimers BeforeSources BeforeWaiting AferWaiting Exit AllActivities）

typedef CF_OPTIONS(CFOptionFlags,CFRunLoopActivity){

kCFRunLoopEntry = (1UL <<0),

0X0FFFFFFFU

}

三、RunLoop运行逻辑/事件循环机制

（关键字：1/2/3/7/8/11通知Observer 1.进Loop 2.将处理Timer 3.Sources 4.处理Blocks 5.Source0可能再Blocks 6.若存Source1结束休眠 7.无则休 8.结束休眠处理Timer、GAMQ Source1 9.处理Blocks 10.据之前执行结果决定如何操作回2或退出Loop 11.退出RunLoop）

无论调用NSRunLoop还是CFRunLoopRef的run最终都会调用void RunLoopRun( )

1.通知Observer：进入Loop 即将处理Timer 即将处理Sources

2.处理blocks Source0可能还会处理blocks 若有Sounces1结束休眠

3.通知Observer：若无Sounces1则休眠有Source1/Timer事件回调/外部手动唤醒等被唤醒结束休眠，处理Timer GCD Async Main Queue

4.处理Blocks 根据之前执行结果决定如何操作：回2或退出RunLoop

5.通知Observer：退出RunLoop

四、RunLoop与NSTimer

滑动tableView时我们的定时器不生效了？怎么解决呢？默认运行在KCFRunLoopDefaultMode，当滑动时发生Mode切换，切换到UITrackingRunLoopMode 可通过CFRunLoopAddTimer函数把timer添加到commonMode（不是实际的mode只是把一些mode打上common标记，然后可以把事件源比如timer同步到多个mode）中

CFRunLoopAddTimer(runLoop, timer,commonMode)函数具体实现：若当前模式名称是commonModes会提取runloop的commonModes,是一堆字符串元素，然后判断其对应的commonModeItems是否为空，若为空，会重新创建集合。然后timer添加到commonModeItems集合，然后把runloop和timer封装到context，之后对集合中每一个元素都调用_CFRunLoopAddItemToCommonModes函数，该函数参数集合中对象元素和context。

CFRunLoopAddItemToCommonModes

Timer如果想同时加入两个Mode应该怎么处理？