Runloop

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

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