欢迎来到 IT实训基地-南通科迅教育
咨询电话:0513-81107100
iOS RunLoop详解
2017/3/7
南通科迅教育
404
南通IT培训课程有用吗

一、简介

[CFRunLoopRef源码](http://opensource.apple.com/tarballs/CF/)

RunLoop是一个对象,这个对象在循环中用来处理程序运行过程中出现的各种事件(比如说触摸事件、UI刷新事件、定时器事件、Selector事件),从而保持程序的持续运行;而且在没有事件处理的时候,会进入睡眠模式,从而节省CPU资源,提高程序性能。

RunLoop的代码逻辑:

?
1
2
3
4
5
6
7
8
// 用DefaultMode启动
voidCFRunLoopRun(void) {   /* DOES CALLOUT */
    int32_t result;
    do{
        result = CFRunLoopRunSpecific(CFRunLoopGetCurrent(), kCFRunLoopDefaultMode,1.0e10,false);
        CHECK_FOR_FORK();
    }while(kCFRunLoopRunStopped != result && kCFRunLoopRunFinished != result);
}
这种模型通常被称作 Event Loop。 Event Loop 在很多系统和框架里都有实现,比如 Node.js 的事件处理,比如 Windows 程序的消息循环,再比如 OSX/iOS 里的 RunLoop。实现这种模型的关键点在于:如何管理事件/消息,如何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。 RunLoop管理了其需要处理的事件和消息,并提供了一个入口函数来执行上面 Event Loop 的逻辑。线程执行了这个函数后,就会一直处于这个函数内部 “接受消息->等待->处理” 的循环中,直到这个循环结束(比如传入 quit 的消息),函数返回。

二、RunLoop的深入分析

1. 从程序入口main函数开始

?
1
2
3
4
5
intmain(intargc,char* argv[]) {
    @autoreleasepool{
        returnUIApplicationMain(argc, argv, nil, NSStringFromClass([AppDelegateclass]));
    }
}

程序主线程一开始,就会一直跑,那么猜想其内部一定是开启了一个和主线程对应的RunLoop
并且可以看出函数返回的是一个int返回值的 UIApplicationMain()函数

2. 我们继续深入UIApplicationMain函数

?
1
2
3
4
5
6
UIKIT_EXTERNintUIApplicationMain
(intargc,
char*argv[],
NSString * __nullable principalClassName,
 NSString * __nullable delegateClassName
);

我们发现它返回的是一个int类型的值,那么我们对main函数做一些修改:
““
int main(int argc, char * argv[]) {
@autoreleasepool {
NSLog(@”开始”);
int re = UIApplicationMain(argc, argv, nil, NSStringFromClass([AppDelegate class]));
NSLog(@”结束”);
return re;
}
}

?
1
2
3
4
5
6
7
运行程序,我们发现只会打印`开始`,并不会打印``结束``,这再次说明在`UIApplicationMain`函数中,开启了一个和主线程相关的`RunLoop`,导致`UIApplicationMain`不会返回,一直在运行中,也就保证了程序的持续运行。
 
##3. 继续学习CFRunLoopRef
>RunLoop对象包括Fundation中的NSRunLoop对象和CoreFoundation中的CFRunLoopRef对象。因为Fundation框架是基于CoreFoundation的封装,因此我们学习RunLoop还是要研究CFRunLoopRef 源码。
 
 
###获取RunLoop对象

//Foundation
[NSRunLoop currentRunLoop]; // 获得当前线程的RunLoop对象
[NSRunLoop mainRunLoop]; // 获得主线程的RunLoop对象
//Core Foundation
CFRunLoopGetCurrent(); // 获得当前线程的RunLoop对象
CFRunLoopGetMain(); // 获得主线程的RunLoop对象

?
1
2
3
4
5
6
7
8
**1. 主线程获取CFRunLoopRef源码**
  ```
   // 创建字典
 CFMutableDictionaryRef dict = CFDictionaryCreateMutable(kCFAllocatorSystemDefault,0, NULL, &kCFTypeDictionaryValueCallBacks);
// 创建主线程 根据传入的主线程创建主线程对应的RunLoop
 CFRunLoopRef mainLoop = __CFRunLoopCreate(pthread_main_thread_np());
// 保存主线程 将主线程-key和RunLoop-Value保存到字典中
 CFDictionarySetValue(dict, pthreadPointer(pthread_main_thread_np()), mainLoop);

2. 创建与子线程相关联的CFRunLoopRe源码
苹果不允许直接创建 RunLoop,它只提供了两个自动获取的函数:CFRunLoopGetMain() 和 CFRunLoopGetCurrent()。

?
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
// 全局的Dictionary,key 是 pthread_t, value 是 CFRunLoopRef
staticCFMutableDictionaryRef loopsDic;
// 访问 loopsDic 时的锁
staticCFSpinLock_t loopsLock;
// 获取一个 pthread 对应的 RunLoop。
CFRunLoopRef _CFRunLoopGet(pthread_t thread) {
    OSSpinLockLock(&loopsLock);
    if(!loopsDic) {
        // 第一次进入时,初始化全局Dic,并先为主线程创建一个 RunLoop。
        loopsDic = CFDictionaryCreateMutable();
        CFRunLoopRef mainLoop = _CFRunLoopCreate();
        CFDictionarySetValue(loopsDic, pthread_main_thread_np(), mainLoop);
    }
    // 直接从 Dictionary 里获取。
    CFRunLoopRef loop = CFDictionaryGetValue(loopsDic, thread));
    if(!loop) {
        // 取不到时,创建一个
        loop = _CFRunLoopCreate();
        CFDictionarySetValue(loopsDic, thread, loop);
        // 注册一个回调,当线程销毁时,顺便也销毁其对应的 RunLoop。
        _CFSetTSD(..., thread, loop, __CFFinalizeRunLoop);
    }
    OSSpinLockUnLock(&loopsLock);
    returnloop;
}
CFRunLoopRef CFRunLoopGetMain() {
    return_CFRunLoopGet(pthread_main_thread_np());
}
CFRunLoopRef CFRunLoopGetCurrent() {
    return_CFRunLoopGet(pthread_self());
}

3. CFRunloopRef与线程之间的关系

首先,iOS 开发中能遇到两个线程对象: pthread_t 和 NSThread。过去苹果有份文档标明了 NSThread 只是 pthread_t 的封装,但那份文档已经失效了,现在它们也有可能都是直接包装自最底层的 mach thread。苹果并没有提供这两个对象相互转换的接口,但不管怎么样,可以肯定的是 pthread_t 和 NSThread 是一一对应的。比如,你可以通过 pthread_main_np() 或 [NSThread mainThread] 来获取主线程;也可以通过 pthread_self() 或 [NSThread currentThread] 来获取当前线程。CFRunLoop 是基于 pthread 来管理的。 从CFRunLoopRef源码可以看出,线程和 RunLoop 之间是一一对应的,其关系是保存在一个全局的 Dictionary 里。线程刚创建时并没有 RunLoop,如果你不主动获取,那它一直都不会有。RunLoop 的创建是发生在第一次获取时,RunLoop 的销毁是发生在线程结束时。你只能在一个线程的内部获取其 RunLoop(主线程除外)。
[NSRunLoop currentRunLoop];方法调用时,会先看一下字典里有没有存子线程相对用的RunLoop,如果有则直接返回RunLoop,如果没有则会创建一个,并将与之对应的子线程存入字典中。

. 总结来说. CFRunloopRef与线程之间的关系

线程在处理完自己的任务后一般会退出,为了实现线程不退出能够随时处理任务的机制被称为EventLoop,node.js 的事件处理,windows程序的消息循环,iOS、OSX的RunLoop都是这种机制。 线程和RunLoop是一一对应的,关系保存在全局的字典里。
在主线程中,程序启动时,系统默认添加了有kCFRunLoopDefaultMode 和 UITrackingRunLoopMode两个预置Mode的RunLoop,保证程序处于等待状态,如果接收到来自触摸事件等,就会执行任务,否则处于休眠中。 线程创建时并没有RunLoop,(主线程除外),RunLoop不能创建,只能主动获取才会有。RunLoop的创建是在第一次获取时,RunLoop的销毁是发生在线程结束时。只能在一个线程中获取自己和主线程的RunLoop。

Core Foundation中关于RunLoop的5个类

?
1
2
3
4
5
CFRunLoopRef //获得当前RunLoop和主RunLoop
CFRunLoopModeRef //运行模式,只能选择一种,在不同模式中做不同的操作
CFRunLoopSourceRef //事件源,输入源
CFRunLoopTimerRef//定时器时间
CFRunLoopObserverRef//观察者

* CFRunLoopModeRef*
1.简介:

每个CFRunLoopRef 包含若干个 Mode,每个 Mode 又包含若干个 Source/Timer/Observer。每次调用 RunLoop 的主函数时,只能指定其中一个 Mode,这个Mode被称作 CurrentMode。如果需要切换 Mode,只能退出 Loop,再重新指定一个 Mode 进入。这样做主要是为了分隔开不同组的 Source/Timer/Observer,让其互不影响。

CFRunLoopModeRef 类并没有对外暴露,只是通过 CFRunLoopRef 的接口进行了封装。他们的关系如下:

CFRunLoopRef获取Mode的接口:

?
1
2
CFRunLoopAddCommonMode(CFRunLoopRef runloop, CFStringRef modeName);
CFRunLoopRunInMode(CFStringRef modeName, ...);

2.CFRunLoopMode的类型

kCFRunLoopDefaultMode
App的默认Mode,通常主线程是在这个Mode下运行

UITrackingRunLoopMode:
界面跟踪 Mode,用于 ScrollView 追踪触摸滑动,保证界面滑动时不受其他 Mode 影响

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:
接受系统事件的内部 Mode,通常用不到 kCFRunLoopCommonModes:
这是一个占位用的Mode,作为标记kCFRunLoopDefaultMode和UITrackingRunLoopMode用,并不是一种真正的Mode

3.CFRunLoopMode 和 CFRunLoop 的结构

?
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
struct __CFRunLoopMode {
    CFStringRef _name;           // Mode Name, 例如 @"kCFRunLoopDefaultMode"
    CFMutableSetRef _sources0;   // Set
    CFMutableSetRef _sources1;   // Set
    CFMutableArrayRef _observers;// Array
    CFMutableArrayRef _timers;   // Array
    ...
};
 
struct __CFRunLoop {
    CFMutableSetRef _commonModes;    // Set
    CFMutableSetRef _commonModeItems;// Set
    CFRunLoopModeRef _currentMode;   // Current Runloop Mode
    CFMutableSetRef _modes;          // Set
    ...
};

CFRunLoopSourceRef

是事件产生的地方。Source有两个版本:Source0 和 Source1。 Source0 只包含了一个回调(函数指针),它并不能主动触发事件。使用时,你需要先调用 CFRunLoopSourceSignal(source),将这个 Source 标记为待处理,然后手动调用 CFRunLoopWakeUp(runloop) 来唤醒 RunLoop,让其处理这个事件。 Source1 包含了一个 mach_port 和一个回调(函数指针),被用于通过内核和其他线程相互发送消息。这种 Source 能主动唤醒 RunLoop 的线程.

* CFRunLoopObserverRef*

CFRunLoopObserverRef是观察者,能够监听RunLoop的状态改变。

我们直接来看代码,给RunLoop添加监听者,监听其运行状态:

?
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
41
42
43
44
45
46
47
48
49
50
51
52
53
54
55
56
57
58
59
//创建监听者
    /*
    第一个参数 CFAllocatorRef allocator:分配存储空间 CFAllocatorGetDefault()默认分配
    第二个参数 CFOptionFlags activities:要监听的状态 kCFRunLoopAllActivities 监听所有状态
    第三个参数 Boolean repeats:YES:持续监听 NO:不持续
    第四个参数 CFIndex order:优先级,一般填0即可
    第五个参数 :回调 两个参数observer:监听者 activity:监听的事件
    */
    /*
    所有事件
    typedef CF_OPTIONS(CFOptionFlags, CFRunLoopActivity) {
    kCFRunLoopEntry = (1UL << 0),   //   即将进入RunLoop
    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RunLoop
    kCFRunLoopAllActivities = 0x0FFFFFFFU
    };
    */
   CFRunLoopObserverRef observer = CFRunLoopObserverCreateWithHandler(CFAllocatorGetDefault(), kCFRunLoopAllActivities, YES,0, ^(CFRunLoopObserverRef observer, CFRunLoopActivity activity) {
       switch(activity) {
           casekCFRunLoopEntry:
               NSLog(@"RunLoop进入");
               break;
           casekCFRunLoopBeforeTimers:
               NSLog(@"RunLoop要处理Timers了");
               break;
           casekCFRunLoopBeforeSources:
               NSLog(@"RunLoop要处理Sources了");
               break;
           casekCFRunLoopBeforeWaiting:
               NSLog(@"RunLoop要休息了");
               break;
           casekCFRunLoopAfterWaiting:
               NSLog(@"RunLoop醒来了");
               break;
           casekCFRunLoopExit:
               NSLog(@"RunLoop退出了");
               break;
 
           default:
               break;
       }
   });
 
   // 给RunLoop添加监听者
   /*
    第一个参数 CFRunLoopRef rl:要监听哪个RunLoop,这里监听的是主线程的RunLoop
    第二个参数 CFRunLoopObserverRef observer 监听者
    第三个参数 CFStringRef mode 要监听RunLoop在哪种运行模式下的状态
    */
   CFRunLoopAddObserver(CFRunLoopGetCurrent(), observer, kCFRunLoopDefaultMode);
    /*
    CF的内存管理(Core Foundation)
    凡是带有Create、Copy、Retain等字眼的函数,创建出来的对象,都需要在最后做一次release
    GCD本来在iOS6.0之前也是需要我们释放的,6.0之后GCD已经纳入到了ARC中,所以我们不需要管了
    */
   CFRelease(observer);
77
关闭
先学习,后交费申请表
每期5位名额
在线咨询
免费电话
QQ联系
先学习,后交费
TOP
您好,您想咨询哪门课程呢?
关于我们
机构简介
官方资讯
地理位置
联系我们
0513-91107100
周一至周六     8:30-21:00
微信扫我送教程
手机端访问
南通科迅教育信息咨询有限公司     苏ICP备15009282号     联系地址:江苏省南通市人民中路23-6号新亚大厦三楼             法律顾问:江苏瑞慈律师事务所     Copyright 2008-