Runloop 循环

Runloop 是和线程紧密相关的一个基础组件,是很多线程有关功能的幕后功臣。尽管在平常使用中几乎不太会直接用到,理解 Runloop 有利于我们更加深入地理解 iOS 的多线程模型。

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。

盗一张苹果官方文档的图,也是几乎每个讲 Runloop 的文章都会引用的图,大体说明了 Runloop 的工作模式:

Runloop

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

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:

  • The entrance to the run loop.
  • When the run loop is about to process a timer.
  • When the run loop is about to process an input source.
  • When the run loop is about to go to sleep.
  • When the run loop has woken up, but before it has processed the event that woke it up.
  • The exit from the run loop.

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。

Runloop Mode

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 NSDefaultRunLoopMode 和 NSRunLoopCommonModes。 NSRunLoopCommonModes 实际上是一个 Mode 的集合,默认包括 NSDefaultRunLoopMode 和 NSEventTrackingRunLoopMode。

与 Runloop 相关的坑

日常开发中,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 3.0 中,就有相关的代码,如下:

- (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。

参考资料

  • https://developer.apple.com/library/ios/documentation/Cocoa/Conceptual/Multithreading/RunLoopManagement/RunLoopManagement.html#//apple_ref/doc/uid/10000057i-CH16-SW1
  • http://chun.tips/blog/2014/10/20/zou-jin-run-loopde-shi-jie-%5B%3F%5D-:shi-yao-shi-run-loop%3F/
  • http://www.hrchen.com/2013/07/tricky-runloop-on-ios/
  • http://www.cocoachina.com/ios/20150601/11970.html
  • http://www.cocoachina.com/ios/20111111/3487.html
  • http://mobile.51cto.com/iphone-386596.htm
  • http://blog.ibireme.com/2015/05/18/runloop/

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