简述

RunLoop是用来管理消息与事件的一个类似do-while循环,并可以让线程在没有处理消息时休眠以避免资源占用、在有消息到来时立刻被唤醒。它可以使程序一直运行并接受用户输入

• RunLoop和子线程的关系

• 子线程在创建完,run一次之后立即被销毁,因此需要将子线程加入到RunLoop中.
• 每个线程(包括主线程都有一个自动创建的RunLoop),app不能创建和管理Runloop,通过current方法获取当前线程的RunLoop.另外RunLoop不是线程安全的,只能在当前线程中使用.

应用

• NSTimer和scrollview的问题
• 检测UI卡顿:通过在子线程检测主线程的RunLoop,判断两次状态之间耗时是否达到阈值.也可以采用FPS监控
• AFN2.0中的常驻线程
• ASDK,后台线程处理UI属性,主线程添加observer,监听beforeWaiting和exit事件,回调时遍历队列中的任务并执行

一些iOS系统的实现

• AutoReleasePool:
  注册两个observer,第一个监听进入Loop,第二个监听进入休眠和退出Loop;
  进入时,创建AutoreleasePool,休眠时释放旧池创建新池,退出时释放AutoreleasePool;
  创建时优先级最高,保证再其他操作之前,释放时优先级最低,保证释放在所有回调之后.
• RunLoop与GCD的关系
  dispatch_async(dispatch_get_main_queue(), <#^(void)block#>),libDispatch向主线程的RunLoop发送消息唤醒RunLoop,同After延时.仅限主线程.
• performSelector
  调用performSelector:afterDelay会在内部创建的Timer并添加到当前线程的RunLoop;
  调用performSelector:onThread也是一样

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RunLoop的组成

包括如下5个类:

• CFRunLoopRef
• CFRunLoopModeRef
• CFRunLoopObserverRef
• CFRunLoopSourceRef
• CFRunLoopTimerRef

RunLoop管理Mode,mode代表的是RunLoop的运行模式,它管理各个事件,mode中包含source0,source1,timer,observer和port.

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各个类分析如下:

CFRunLoopModeRef

CFRunLoopMode结构如下:

struct __CFRunLoopMode {
    CFStringRef _name;            // mode名称
    CFMutableSetRef _sources0;    // sources0
    CFMutableSetRef _sources1;    // sources1
    CFMutableArrayRef _observers; // 通知
    CFMutableArrayRef _timers;    // 定时器
    __CFPortSet _portSet;  // 保存所有需要监听的port，比如 _wakeUpPort，_timerPort都保存在这个数组中
};

该类没有对外暴露,只是通过CFRunLoopRef的接口进行封装.

• 每次启动 RunLoop 时，只能指定其中一个 Mode，这个就是 CurrentMode。要切换 Mode，只能退出 Loop，再重新指定一个 Mode 进入,这样做事分隔开不同组的Source/Timer/Observer,使其互不影响。
• Mode的类型有5个,暴露出来的就只有前两个
  • NSDefaultRunLoopMode：App的默认Mode，通常主线程是在这个Mode下运行；
  • NSRunLoopCommonModes:默认包括,default和eventTracking
  • NSConnectionReplyMode
  • NSModalPanelRunLoopMode
  • NSEventTrackingRunLoopMode
• CFRunLoop对外暴露的Mode管理接口有两个

  CFRunLoopAddCommonMode(CFRunLoopRef runloop, CFStringRef modeName);
  CFRunLoopRunInMode(CFStringRef modeName, ...);

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1. CFRunLoopSourceRef
   事件产生的地方,有两个版本
   Source0,处理App内部事件,App自己负责管理,也就是自己写的方法等,不能主动触发事件.
   Source1,由RunLoop和内核管理,能主动唤醒RunLoop的线程
2. CFRunLoopTimerRef
   可以和NSTimer混用,加入RunLoop的时候会注册对应时间点,时间点到的时候唤醒执行回调.
3. CFRunLoopObserverRef
   观察者,状态发生变化时,通过回调接受到变化.可以观察的时间点如下

   enum CFRunLoopActivity {
       kCFRunLoopEntry             = (1 << 0),    // 即将进入Loop   
       kCFRunLoopBeforeTimers 		= (1 << 1),    // 即将处理 Timer    	
       kCFRunLoopBeforeSources		= (1 << 2),    // 即将处理 Source  
       kCFRunLoopBeforeWaiting		= (1 << 5),    // 即将进入休眠     
       kCFRunLoopAfterWaiting 		= (1 << 6),    // 刚从休眠中唤醒   
       kCFRunLoopExit              = (1 << 7),    // 即将退出Loop  
       kCFRunLoopAllActivities		= 0x0FFFFFFFU  // 包含上面所有状态  
   };
   typedef enum CFRunLoopActivity CFRunLoopActivity;

以上三个成为mode item,可以加入mode,如果mode中没有item,runloop会直接退出

内部逻辑如下:

面试题

1.谈谈runloop的理解；
2.runloop有哪些状态；
3.RunLoop的作用是什么？它的内部工作机制了解么？（最好结合线程来说）
4.TableView/ScrollView/CollectionView滚动时为什么NSTimer会停止？
5.RunLoop和线程有什么关系？
CFRunLoop内部有一个全局的Dictionary,key是线程名,value是runloop,第一次进入的时候先创建Dictionary,并为主线程创建runloop,然后直接通过thread名来取runloop如果取不到,就创建一个并注册一个回调,当线程销毁时也销毁其对应的runloop.

参考:
https://developer.apple.com/documentation/foundation/runloop
https://developer.apple.com/library/archive/documentation/Cocoa/Conceptual/Multithreading/RunLoopManagement/RunLoopManagement.html
https://blog.ibireme.com/2015/05/18/runloop/
https://juejin.im/post/5c9e28ddf265da307261efff