iOS常用的定时器NSTimer, CADisplayLink, GCD, NSThread(performSelector:afterDelay:)

前言

在开发的过程中，我们经常会用到定时器，比如登录时的验证码重新发送的倒计时，商城类应用中支付倒计时等等，iOS为我们提供了多种定时器，包括NSTimer, CADisplayLink, GCD, NSThread(performSelector:afterDelay:)，其本质都是通过RunLoop来实现的，本文是根据平常使用和其他的文档中内容，整理总结的，如果有错误和缺失的地方，欢迎大家批评指正。

NSTimer

NSTimer是最基本也是最常用的定时器，基本上在初学是都会有介绍，也是坑最多的，所以面试时也基本是必问的问题，所以介绍它的相关文章也比较多，我在这里抛砖引玉，欢迎大家补充。

创建

构造方法基本分成两种，自启动和手动启动的，手动启动的构造方法需要我们在创建后手动启动它

自动启动有两个方法：

+ (NSTimer *)scheduledTimerWithTimeInterval:(NSTimeInterval)ti invocation:(NSInvocation *)invocation repeats:(BOOL)yesOrNo;
和
+ (NSTimer *)scheduledTimerWithTimeInterval:(NSTimeInterval)ti target:(id)aTarget selector:(SEL)aSelector userInfo:(nullable id)userInfo repeats:(BOOL)yesOrNo;

相对应的手动启动的方法也有个：

+ (NSTimer *)timerWithTimeInterval:(NSTimeInterval)ti invocation:(NSInvocation *)invocation repeats:(BOOL)yesOrNo;
+ (NSTimer *)timerWithTimeInterval:(NSTimeInterval)ti target:(id)aTarget selector:(SEL)aSelector userInfo:(nullable id)userInfo repeats:(BOOL)yesOrNo;

注意：上面这两个方法中有两个方法需要使用invocation对象，invocation对象的创建方式是：

NSMethodSignature  *signature = [[self class] instanceMethodSignatureForSelector:@selector(timerSelector:)];
NSInvocation* invocation = [NSInvocation invocationWithMethodSignature:signature];
invocation.target = self;
invocation.selector = @selector(timerSelector:);
self.timer = [NSTimer scheduledTimerWithTimeInterval:1.f invocation:invocation repeats:YES];

此外，iOS10之后还提供了两种通过block方式调用方法的构造方法，同样是自动启动和手动启动两种各一个方法：

+ (NSTimer *)timerWithTimeInterval:(NSTimeInterval)interval repeats:(BOOL)repeats block:(void (^)(NSTimer *timer))block API_AVAILABLE(macosx(10.12), ios(10.0), watchos(3.0), tvos(10.0));
+ (NSTimer *)scheduledTimerWithTimeInterval:(NSTimeInterval)interval repeats:(BOOL)repeats block:(void (^)(NSTimer *timer))block API_AVAILABLE(macosx(10.12), ios(10.0), watchos(3.0), tvos(10.0));

再有，有时我们需要使定时器延迟执行，针对这种需求，系统也提供了两个方法，一个是block方式调用，一个是@selector方式调用

- (instancetype)initWithFireDate:(NSDate *)date interval:(NSTimeInterval)interval repeats:(BOOL)repeats block:(void (^)(NSTimer *timer))block API_AVAILABLE(macosx(10.12), ios(10.0), watchos(3.0), tvos(10.0));
- (instancetype)initWithFireDate:(NSDate *)date interval:(NSTimeInterval)ti target:(id)t selector:(SEL)s userInfo:(nullable id)ui repeats:(BOOL)rep NS_DESIGNATED_INITIALIZER;

有时我们需要使有延时的定时器立即执行，则可是调用fire方法：

- (void)fire;

注意：fire方法不会改变预定周期性调度

什么意思呢，就是说如果我们把timer设置为循环调用，那么我们什么时候调用fire方法，下一次调度的时间仍旧是按照我们预定的时间，而非给予本次执行的时间计算而得，例如：我们设置延迟10秒执行，循环周期为5秒，在第8秒的时候我们调用了fire方法，则定时器仍然会在第10秒的时候执行调度，然后是15秒、20秒。。

还有一个需要注意的地方是，手动启动的定时器需要手动将timer add到runloop中，否则定时器不会启动：

self.timer = [NSTimer timerWithTimeInterval:1.f target:self selector:@selector(timerSelector:) userInfo:@{@"key":@"value"} repeats:YES];
// 将timer添加到NSRunLoopCommonModes中，可以防止页面滚动时定时器失效
[[NSRunLoop mainRunLoop] addTimer:self.timer forMode:NSRunLoopCommonModes];

释放

定时器的释放一定要先将其终止，而后才能销毁对象，否则可能会出现内存泄露。

- (void)invalidate;

下面是一堆坑及解决办法

一、子线程启动定时器的问题

我们都知道iOS是通过runloop作为消息循环机制，主线程默认启动了tunloop，但是子线程并没有默认的runloop，所以在子线程中启动定时器是不生效的。

解决的方式很简单，在子线程启动一下runloop就可以了

dispatch_async(dispatch_get_global_queue(0, 0), ^{
    NSTimer* timer = [NSTimer timerWithTimeInterval:1 target:self selector:@selector(Timered:) userInfo:nil repeats:YES];
    [[NSRunLoop currentRunLoop] addTimer:timer forMode:NSRunLoopCommonModes];
    [[NSRunLoop currentRunLoop] run];
});

二、runloop的mode问题

有些朋友发现，将timer添加到runloop的NSDefaultRunLoopMode之后，在拖动UIScrollView的时候，定时器会暂停执行，等拖动完成才会继续执行，出现这种问题的原因是UIScrollView滚动时执行的是UITrackingRunLoopMode。解决方法是将timer add到NSRunLoopCommonModes，因为UITrackingRunLoopMode和kCFRunLoopDefaultMode都被标记为了common模式，所以只需要将timer的模式设置为NSRunLoopCommonModes，就可以在默认模式和追踪模式都能够运行。

三、循环引用问题

前两个问题一般情况下是不会碰到的，但是循环引用问题，确是每个使用者都会碰到的。

如果想要测试一下自己代码中的NSTimer是否有循环引用问题，那就在自己的timer调用的方法中打印一下字符串，然后看一下控制台信息，如果在页面退出之后仍然在打印，也就是仍然在循环调用，就说明在页面退出之后timer并没有销毁，这就是出现了循环引用的标志性特点。

究其原因是在页面退出时，timer强引用了target，导致target无法自动销毁，而timer是target的属性，如果把销毁timer的方法写在- (void)dealloc 方法中，此时是不会调用的。

在这里首先声明一下：不是所有的NSTimer都会造成循环引用。就像不是所有的block都会造成循环引用一样。以下两种timer不会有循环引用：

• 非repeat类型的。非repeat类型的定时器只执行一次，而且不会强引用target，因此不会出现循环引用。
• block类型的。iOS10之后才出现的新的API，老版本app无法使用。当然，block内部的循环引用需要注意避免

解决办法：

至于解决办法，我在网上看到了很多方法，有封装timer的，有使用NSProxy方式的，都比较复杂，也比较难以理解，我自己使用的另一种方法，我自己觉得比较易用且容易理解，下方是代码：

- (void)viewWillDisappear:(BOOL)animated
{
    [super viewWillDisappear:animated];
    [self.timer invalidate];
    self.timer = nil;
}

- (void)viewWillAppear:(BOOL)animated
{
  	[super viewWillAppear:animated];
    if (!self.timer || !self.timer.valid) {
        self.timer = [NSTimer timerWithTimeInterval:1.f target:self selector:@selector(timerSelector:) userInfo:@{@"key":@"value"} repeats:YES];
        [[NSRunLoop mainRunLoop] addTimer:self.timer forMode:NSRunLoopCommonModes];
    }
}

其实很简单，就是在页面即将退出时，调用timer的销毁方法，然后设置为nil，然后在viewWillAppear中判断当前页面的timer如果不存在或者已被销毁，就重新创建。根据官方文档上说的，invalidate方法会将定时器从RunLoop中移除，同时解除对target等对象的强引用，所以在调用invalidate方法的时候，循环引用就已经被打破了，controller即target也就可以自动销毁了，

GCD

GCD定时器是dispatch_source_t类型的变量，其可以实现更加精准的定时效果。我们来看看如何使用:

/** 创建定时器对象
 * @param: DISPATCH_SOURCE_TYPE_TIMER 为定时器类型
 * @param: 中间两个参数对定时器无用
 * @param: 最后是在那个线程中使用
 */
self.GCDTimer = dispatch_source_create(DISPATCH_SOURCE_TYPE_TIMER, 0, 0, dispatch_get_main_queue());
/** 设置定时器
 * @param: 第一个参数为定时器对象
 * @param: 第二个参数是调用开始时间
 * @param: 第三个参数为调用间隔时间
 * @param: 第四个参数为允许的误差，设置为0即不允许出现误差
 */
dispatch_source_set_timer(self.GCDTimer, dispatch_walltime(NULL, 0), 1 * NSEC_PER_SEC, 0);
/** 设置定时器调用
 * @param: 第一个参数为定时器对象
 * @param: 第二个参数是调用方法，可以使用block方式，也可以使用C函数方式
 */
dispatch_source_set_event_handler(self.GCDTimer, ^{
    [weakSelf timerSelector];
});
// 启动任务，GCD计时器创建后需要手动启动
dispatch_resume(self.GCDTimer);

// 定时器挂起
dispatch_suspend(self.GCDTimer);

// 定时器销毁
dispatch_source_cancel(self.GCDTimer);

需要注意的地方：

• dispatch_source_t 一定要被设置为成员变量，否则将会立即被释放。
• dispatch_source_set_timer()方法中的第二个参数，如果使用dispatch_time或者DISPATCH_TIME_NOW，系统会使用默认时钟来计时，然而当系统休眠的时候，默认时钟会停止，这就会导致计时器停止，而使用dispatch_walltime()方法可以让计时器按照真实时间间隔进行计时
• dispatch_source_set_event_handler()中的任务实在子线程中执行的，若要更新UI，要调用dispatch_async(dispatch_get_main_queue(), ^{})回到主线程。
• 暂停（dispatch_suspend）的timer，不能被释放的，会引起崩溃。
• dispatch_suspend 和 dispatch_resume 应该是成对出现的。两者分别会减少和增加 dispatch 对象的暂停计数，但是没有 API 获取当前是暂停还是执行状态，所以需要自己记录。你调用了suspend（暂停）几次，你想resume（恢复）的话，就必须要remuse（恢复）几次，才能继续运行。所以建议控制器添加一个标识符，记录源是否处于暂停状态，在dealloc事件中判断当前源是否被暂停，如果被暂停，则resume，即可解决内存泄漏问题。
• 如果暂停的代码加到 dispatch_source_set_event_handler 的 block 中，并不会发生崩溃，但是这个时候页面会无法释放造成内存泄漏。
• GCD的计时效应仍不是百分之百准确的。另外，他的触发事件也有可能被阻塞，当GCD内部管理的所有线程都被占用时，其触发事件将被延迟。

可能会引起崩溃的操作

• 在remuse（恢复）的状态下，如果再进行一次resume（恢复）就会crash，所以要注册一个BOOL值的状态进行记录，防止多次suspend和resume引起闪退。
• 在suspend（暂停）的状态下，如果你设置timer = nil就会crash。
• 在suspend（暂停）的状态下，即使调用dispatch_source_cancel也没用，会造成内存泄漏，甚至崩溃。

CADisplayLink

CADisplayLink是基于屏幕刷新的周期，所以其一般很准时，每秒刷新60次。其本质也是通过RunLoop，所以不难看出，当RunLoop选择其他模式或被耗时操作过多时，仍旧会造成延迟。

其使用步骤为 创建CADisplayLink->添加至RunLoop中->终止->销毁。代码如下:

// 创建CADisplayLink
CADisplayLink *disLink = [CADisplayLink displayLinkWithTarget:self selector:@selector(linkMethod)];
// 添加至RunLoop中
[disLink addToRunLoop:[NSRunLoop currentRunLoop] forMode:NSRunLoopCommonModes];
// 终止定时器
[disLink invalidate];
// 销毁对象
disLink = nil;

由于其并非NSTimer的子类，直接使用NSRunLoop的添加Timer方法无法加入，应使用CADisplayLink自己的addToRunLoop:forMode:方法。

同时，由于其是基于屏幕刷新的，所以也度量单位是每帧，其提供了根据屏幕刷新来设置间隔的frameInterval属性，其决定于屏幕刷新多少帧时调用一次该方法，默认为1，即1/60秒调用一次。

如果我们想要计算出每次调用的时间间隔，可以通过frameInterval * duration求出，后者为屏幕每帧间隔的只读属性。

在日常开发中，适当使用CADisplayLink甚至有优化作用。比如对于需要动态计算进度的进度条，由于起进度反馈主要是为了UI更新，那么当计算进度的频率超过帧数时，就造成了很多无谓的计算。如果将计算进度的方法绑定到CADisplayLink上来调用，则只在每次屏幕刷新时计算进度，优化了性能。MBProcessHUB则是利用了这一特性。

performSelector：afterDelay

这种方式通常是用于在延时后去处理一些操作，其内部也是基于将timer加到runloop中实现的。因此也存在NSTimer的关于子线程runloop的问题。

[self performSelector:@selector(timerSelector:) withObject:nil afterDelay:2.f];

这种调用方式的好处是可以取消。

[NSObject cancelPreviousPerformRequestsWithTarget:self selector:@selector(timerSelector:) object:nil];

注意以上是没有参数的。当有参数的时候必须保证两个方法的参数一样。否则无法取消。

[NSObject cancelPreviousPerformRequestsWithTarget:self];//取消所有的performSelector:方法

[[self class] cancelPreviousPerformRequestsWithTarget:self];//取消本类中的performSelector:方法