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leejtom/iOS-Runloop

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iOS Runloop(面试题)

由一道题所引发的思考(抄书)。

NSRunLoop的以下描述错误的是()
A. Runloop并不是由系统自动控制的
B. 有3类对象可以被run loop监控:sources,timers,observers
C. 线程是默认启动run loop的
D. NSTimer可手动添加到新建的NSRunLoop中

Runloop基本概念

Runloop 是什么?Runloop 还是比较顾名思义的一个东西,说白了就是一种循环,只不过它这种循环比较高级。一般的 while 循环会导致 CPU 进入忙等待状态,而 Runloop 则是一种“闲”等待,这部分可以类比 Linux 下的 epoll。当没有事件时,Runloop 会进入休眠状态,有事件发生时, Runloop 会去找对应的 Handler 处理事件。Runloop 可以让线程在需要做事的时候忙起来,不需要的话就让线程休眠。

苹果官方文档的图:

图中展现了 Runloop 在线程中的作用:从 input source 和 timer source 接受事件,然后在线程中处理事件。

Runloop 与线程

  • Runloop 和线程是绑定在一起的。每个线程(包括主线程)都有一个对应的 Runloop 对象。我们并 不能自己创建 Runloop 对象,但是可以获取到系统提供的 Runloop 对象。
  • 主线程的 Runloop 会在 应用启动的时候完成启动其他线程的 Runloop 默认并不会启动,需要我们 手动启动

Input Source 和 Timer Source

这两个都是 Runloop 事件的来源,其中 Input Source 又可以分为三类:

  • Port-Based Sources,系统底层的 Port 事件,例如 CFSocketRef ,在应用层基本用不到
  • Custom Input Sources,用户手动创建的 Source
  • Cocoa Perform Selector Sources, Cocoa 提供的 performSelector 系列方法,也是一种事件源

Timer Source 顾名思义就是指定时器事件了。

Runloop Observer(CFRunLoopActivity)

Runloop 通过监控 Source 来决定有没有任务要做,除此之外,我们还可以用 Runloop Observer 来监控 Runloop 本身的状态。 Runloop Observer 可以监控下面的 runloop 事件:

CFRunLoopObserver是观察者,可以监听runLoop的状态改变

/* Run Loop Observer Activities */
typedef CF_OPTIONS(CFOptionFlags, CFRunLoopActivity) {
kCFRunLoopEntry = (1UL << 0), //即将进入Runloop
kCFRunLoopBeforeTimers = (1UL << 1), //即将处理NSTimer
kCFRunLoopBeforeSources = (1UL << 2), //即将处理Sources
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runloop
kCFRunLoopAllActivities = 0x0FFFFFFFU //所有状态改变
};

Runloop Mode

在监视与被监视中,Runloop 要处理的事情还挺复杂的。为了让 Runloop 能专心处理自己关心的那部分事情,引入了 Runloop Mode 概念。 如图所示,Runloop Mode 实际上是 Source,Timer 和 Observer 的集合,不同的 Mode 把不同组的 Source,Timer 和 Observer 隔绝开来。Runloop 在某个时刻只能跑在一个 Mode 下,处理这一个 Mode 当中的 Source,Timer 和 Observer。

苹果文档中提到的 Mode 有五个,分别是:

  • NSDefaultRunLoopMode
  • NSConnectionReplyMode
  • NSModalPanelRunLoopMode
  • NSEventTrackingRunLoopMode
  • NSRunLoopCommonModes

iOS 中公开暴露出来的只有 NSDefaultRunLoopModeNSRunLoopCommonModesNSRunLoopCommonModes 实际上是一个 Mode 的 集合,默认包括 NSDefaultRunLoopModeNSEventTrackingRunLoopMode

与 Runloop 相关的坑

常开发中,与 runLoop 接触得最近可能就是通过 NSTimer 了。一个 Timer 一次只能加入到一个 RunLoop 中。我们日常使用的时候,通常就是加入到当前的 runLoop 的 default mode 中,而 ScrollView 在用户滑动时,主线程 RunLoop 会转到 UITrackingRunLoopMode 。而这个时候, Timer 就不会运行。

有如下两种解决方案:

  • 第一种: 设置RunLoop Mode,例如NSTimer,我们指定它运行于 NSRunLoopCommonModes ,这是一个Mode的集合。注册到这个 Mode 下后,无论当前 runLoop 运行哪个 mode ,事件都能得到执行。
  • 第二种: 另一种解决Timer的方法是,我们在另外一个线程执行和处理 Timer 事件,然后在主线程更新UI。

在 AFNetworking 3.1中,就有相关的代码,如下:

//AFNetworkActivityIndicatorManager.m l:227
- (void)startActivationDelayTimer {
self.activationDelayTimer = [NSTimer
timerWithTimeInterval:self.activationDelay target:self selector:@selector(activationDelayTimerFired) userInfo:nil repeats:NO];
[[NSRunLoop mainRunLoop] addTimer:self.activationDelayTimer forMode:NSRunLoopCommonModes];
}

这里就是添加了一个计时器,由于指定了 NSRunLoopCommonModes,所以不管 RunLoop 出于什么状态,都执行这个计时器任务。

关于文章提到的题目

选项C是错误的

C. 线程是默认启动run loop的

因为:主线程的 Runloop 会在 应用启动的时候完成启动其他线程的 Runloop 默认并不会启动,需要我们 手动启动

参考资料

Runloop

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iOS Runloop(面试题)

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