Runloop面试题

原创已于 2024-06-14 20:08:59 修改 · 740 阅读

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#ios #面试

于 2024-06-13 22:52:54 首次发布

1.`Runloop` 和线程的关系？

一个线程对应一个 Runloop。
主线程的默认就有了 Runloop。

子线程的 Runloop 以懒加载的形式创建。

Runloop 存储在一个全局的可变字典里，线程是 key ，Runloop 是 value。

2.讲一下 `Runloop` 的 `Mode`?(越详细越好)

一共有5个 Mode，常用的有仨，其中一个是占位用的。
Mode 里面有一个或者多个 Source、timer、 Observer。
- Source事件源，分 0 和 1；本质就是函数回调
- timer 就是计时器
- Observer 顾名思义观察者
'Mode' 的切换

RunLoop的运行模式共有5种，RunLoop只会运行在一个模式下，要切换模式，就要暂停当前模式，重写启动一个运行模式

- kCFRunLoopDefaultMode, App的默认运行模式，通常主线程是在这个运行模式下运行
- UITrackingRunLoopMode, 跟踪用户交互事件（用于 ScrollView 追踪触摸滑动，保证界面滑动时不受其他Mode影响）
- kCFRunLoopCommonModes, 伪模式，不是一种真正的运行模式
- UIInitializationRunLoopMode：在刚启动App时第进入的第一个Mode，启动完成后就不再使用
- GSEventReceiveRunLoopMode：接受系统内部事件，通常用不到

3.讲一下 `Observer` ？

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
};

4.讲一下 `Runloop` 的内部实现逻辑

6.`autoreleasePool` 在何时被释放？

App启动后，苹果在主线程 RunLoop 里注册了两个 Observer，其回调都是 _wrapRunLoopWithAutoreleasePoolHandler()。

第一个 Observer 监视的事件是 Entry(即将进入Loop)，其回调内会调用 _objc_autoreleasePoolPush() 创建自动释放池。其 order 是 -2147483647，优先级最高，保证创建释放池发生在其他所有回调之前。

第二个 Observer 监视了两个事件： BeforeWaiting(准备进入休眠) 时调用_objc_autoreleasePoolPop() 和 _objc_autoreleasePoolPush() 释放旧的池并创建新池；Exit(即将退出Loop) 时调用 _objc_autoreleasePoolPop() 来释放自动释放池。这个 Observer 的 order 是 2147483647，优先级最低，保证其释放池子发生在其他所有回调之后。

在主线程执行的代码，通常是写在诸如事件回调、Timer回调内的。这些回调会被 RunLoop 创建好的 AutoreleasePool 环绕着，所以不会出现内存泄漏，开发者也不必显示创建 Pool 了。

7.解释一下 `事件响应` 的过程？

苹果注册了一个 Source1 (基于 mach port 的) 用来接收系统事件，其回调函数为 __IOHIDEventSystemClientQueueCallback()。

当一个硬件事件(触摸/锁屏/摇晃等)发生后，首先由 IOKit.framework 生成一个 IOHIDEvent 事件并由 SpringBoard 接收。这个过程的详细情况可以参考这里。SpringBoard 只接收按键(锁屏/静音等)，触摸，加速，接近传感器等几种 Event，随后用 mach port 转发给需要的 App 进程。随后苹果注册的那个 Source1 就会触发回调，并调用 _UIApplicationHandleEventQueue() 进行应用内部的分发。

_UIApplicationHandleEventQueue() 会把 IOHIDEvent 处理并包装成 UIEvent 进行处理或分发，其中包括识别 UIGesture/处理屏幕旋转/发送给 UIWindow 等。通常事件比如 UIButton 点击、touchesBegin/Move/End/Cancel 事件都是在这个回调中完成的。

8.解释一下 `手势识别` 的过程？

当上面的 _UIApplicationHandleEventQueue()识别了一个手势时，其首先会调用 Cancel 将当前的 touchesBegin/Move/End 系列回调打断。随后系统将对应的 UIGestureRecognizer 标记为待处理。

苹果注册了一个 Observer 监测 BeforeWaiting (Loop即将进入休眠) 事件，这个 Observer 的回调函数是 _UIGestureRecognizerUpdateObserver()，其内部会获取所有刚被标记为待处理的 GestureRecognizer，并执行GestureRecognizer 的回调。

当有 UIGestureRecognizer 的变化(创建/销毁/状态改变)时，这个回调都会进行相应处理。

9.解释一下 `GCD` 在 `Runloop` 中的使用？

GCD由子线程返回到主线程,只有在这种情况下才会触发 RunLoop。会触发 RunLoop 的 Source 1 事件。

10.解释一下 `NSTimer`。

NSTimer 其实就是 CFRunLoopTimerRef，他们之间是 toll-free bridged 的。一个 NSTimer 注册到 RunLoop 后，RunLoop 会为其重复的时间点注册好事件。例如 10:00, 10:10, 10:20 这几个时间点。RunLoop 为了节省资源，并不会在非常准确的时间点回调这个Timer。Timer 有个属性叫做 Tolerance (宽容度)，标示了当时间点到后，容许有多少最大误差。

如果某个时间点被错过了，例如执行了一个很长的任务，则那个时间点的回调也会跳过去，不会延后执行。就比如等公交，如果 10:10 时我忙着玩手机错过了那个点的公交，那我只能等 10:20 这一趟了。

CADisplayLink 是一个和屏幕刷新率一致的定时器（但实际实现原理更复杂，和 NSTimer 并不一样，其内部实际是操作了一个 Source）。如果在两次屏幕刷新之间执行了一个长任务，那其中就会有一帧被跳过去（和 NSTimer 相似），造成界面卡顿的感觉。在快速滑动 TableView 时，即使一帧的卡顿也会让用户有所察觉。Facebook 开源的 AsyncDisplayLink 就是为了解决界面卡顿的问题，其内部也用到了 RunLoop。

`NSTimer` 循环引用示例

11.`AFNetworking` 中如何运用 `Runloop`?

AFURLConnectionOperation 这个类是基于 NSURLConnection 构建的，其希望能在后台线程接收 Delegate 回调。为此 AFNetworking 单独创建了一个线程，并在这个线程中启动了一个 RunLoop：

+ (void)networkRequestThreadEntryPoint:(id)__unused object {
   @autoreleasepool {
      [[NSThread currentThread] setName:@"AFNetworking"];
       NSRunLoop *runLoop = [NSRunLoop currentRunLoop];
      [runLoop addPort:[NSMachPort port] forMode:NSDefaultRunLoopMode];
      [runLoop run];
  }
}

+ (NSThread *)networkRequestThread {
   static NSThread *_networkRequestThread = nil;
   static dispatch_once_t oncePredicate;
   dispatch_once(&oncePredicate, ^{
       _networkRequestThread = [[NSThread alloc] initWithTarget:self selector:@selector(networkRequestThreadEntryPoint:) object:nil];
      [_networkRequestThread start];
  });
   return _networkRequestThread;
}

RunLoop 启动前内部必须要有至少一个 Timer/Observer/Source，所以 AFNetworking 在 [runLoop run] 之前先创建了一个新的 NSMachPort 添加进去了。通常情况下，调用者需要持有这个 NSMachPort (mach_port) 并在外部线程通过这个 port 发送消息到 loop 内；但此处添加 port 只是为了让 RunLoop 不至于退出，并没有用于实际的发送消息。

- (void)start {
  [self.lock lock];
   if ([self isCancelled]) {
      [self performSelector:@selector(cancelConnection) onThread:[[self class] networkRequestThread] withObject:nilwaitUntilDone:NO modes:[self.runLoopModes allObjects]];
  } else if ([self isReady]) {
       self.state = AFOperationExecutingState;
      [self performSelector:@selector(operationDidStart) onThread:[[self class] networkRequestThread] withObject:nilwaitUntilDone:NO modes:[self.runLoopModes allObjects]];
  }
  [self.lock unlock];
}

当需要这个后台线程执行任务时，AFNetworking 通过调用 [NSObject performSelector:onThread:..] 将这个任务扔到了后台线程的 RunLoop 中。