Runloop

Runloop的作用？

• RunLoop 本质是一个对象,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Event Loop 的逻辑，通过切换用户态和内核态来进行循环。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.
  RunLoop的地层结构
  CFRunLoop：
  
  image.png

CFRunLoopMode：

image.png

CFRunLoopSource：
source0需要手动唤醒线程，source1具备唤醒线程的能力。

CFRunLoopObserver（观测时间点）：
kCFRunLoopEntry-进入Runloop
kCFRunLoopTimers-将要对Timer事件进行处理
kCFRunLoopSource-将要对Source事件进行处理
kCFRunLoopBeforeWaiting-将要休眠，状态切换
kCFRunLoopAfterWaiting-状态切换后
kCFRunLoopAfterExit-状态切换后
NSRunloopCommonModes作用？
NSRunloopCommonModes是同步不同item到多个Mode的技术方案

事件循环机制流程
进入Runloop后通知Observer，处理Timer/Source0通知Observer，处理Source0事件，
如果有Source1事件要处理，处理唤醒的消息
如果没有进入休眠
唤醒条件：Source1，Timer时间，外部手动唤醒。
线程被唤醒发送Observer，处理Timer/Source0
App启动：main函数-调用UIApplicationMain开启主线程Runloop，经过处理事件处理后，主线程处于休眠状态，如果点击屏幕会触发Machport，转换成Source1，唤醒主线程。
用户态和内核态的切换通过mach_msg实现的

滑动操作定时器还会生效么？

• mode发生改变，由default转成tracking 。产生屏蔽作用。
  *把Timer添加到commonMode中。

Runloop的与线程的关系？

• 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，RunLoop 的销毁是发生在线程结束时。

Runloop中的Mode的应用场景？

• 主线程的 RunLoop 里有两个预置的 Mode：kCFRunLoopDefaultMode 和 UITrackingRunLoopMode。这两个 Mode 都已经被标记为"Common"属性。DefaultMode 是 App 平时所处的状态，TrackingRunLoopMode 是追踪 ScrollView 滑动时的状态。

Runloop中内部逻辑？

/// RunLoop的实现
int CFRunLoopRunSpecific(runloop, modeName, seconds, stopAfterHandle) {
    
    /// 首先根据modeName找到对应mode
    CFRunLoopModeRef currentMode = __CFRunLoopFindMode(runloop, modeName, false);
    /// 如果mode里没有source/timer/observer, 直接返回。
    if (__CFRunLoopModeIsEmpty(currentMode)) return;
    
    /// 1. 通知 Observers: RunLoop 即将进入 loop。
    __CFRunLoopDoObservers(runloop, currentMode, kCFRunLoopEntry);
    
    /// 内部函数，进入loop
    __CFRunLoopRun(runloop, currentMode, seconds, returnAfterSourceHandled) {
        
        Boolean sourceHandledThisLoop = NO;
        int retVal = 0;
        do {
 
            /// 2. 通知 Observers: RunLoop 即将触发 Timer 回调。
            __CFRunLoopDoObservers(runloop, currentMode, kCFRunLoopBeforeTimers);
            /// 3. 通知 Observers: RunLoop 即将触发 Source0 (非port) 回调。
            __CFRunLoopDoObservers(runloop, currentMode, kCFRunLoopBeforeSources);
            /// 执行被加入的block
            __CFRunLoopDoBlocks(runloop, currentMode);
            
            /// 4. RunLoop 触发 Source0 (非port) 回调。
            sourceHandledThisLoop = __CFRunLoopDoSources0(runloop, currentMode, stopAfterHandle);
            /// 执行被加入的block
            __CFRunLoopDoBlocks(runloop, currentMode);
 
            /// 5. 如果有 Source1 (基于port) 处于 ready 状态，直接处理这个 Source1 然后跳转去处理消息。
            if (__Source0DidDispatchPortLastTime) {
                Boolean hasMsg = __CFRunLoopServiceMachPort(dispatchPort, &msg)
                if (hasMsg) goto handle_msg;
            }
            
            /// 通知 Observers: RunLoop 的线程即将进入休眠(sleep)。
            if (!sourceHandledThisLoop) {
                __CFRunLoopDoObservers(runloop, currentMode, kCFRunLoopBeforeWaiting);
            }
            
            /// 7. 调用 mach_msg 等待接受 mach_port 的消息。线程将进入休眠, 直到被下面某一个事件唤醒。
            /// ? 一个基于 port 的Source 的事件。
            /// ? 一个 Timer 到时间了
            /// ? RunLoop 自身的超时时间到了
            /// ? 被其他什么调用者手动唤醒
            __CFRunLoopServiceMachPort(waitSet, &msg, sizeof(msg_buffer), &livePort) {
                mach_msg(msg, MACH_RCV_MSG, port); // thread wait for receive msg
            }
 
            /// 8. 通知 Observers: RunLoop 的线程刚刚被唤醒了。
            __CFRunLoopDoObservers(runloop, currentMode, kCFRunLoopAfterWaiting);
            
            /// 收到消息，处理消息。
            handle_msg:
 
            /// 9.1 如果一个 Timer 到时间了，触发这个Timer的回调。
            if (msg_is_timer) {
                __CFRunLoopDoTimers(runloop, currentMode, mach_absolute_time())
            } 
 
            /// 9.2 如果有dispatch到main_queue的block，执行block。
            else if (msg_is_dispatch) {
                __CFRUNLOOP_IS_SERVICING_THE_MAIN_DISPATCH_QUEUE__(msg);
            } 
 
            /// 9.3 如果一个 Source1 (基于port) 发出事件了，处理这个事件
            else {
                CFRunLoopSourceRef source1 = __CFRunLoopModeFindSourceForMachPort(runloop, currentMode, livePort);
                sourceHandledThisLoop = __CFRunLoopDoSource1(runloop, currentMode, source1, msg);
                if (sourceHandledThisLoop) {
                    mach_msg(reply, MACH_SEND_MSG, reply);
                }
            }
            
            /// 执行加入到Loop的block
            __CFRunLoopDoBlocks(runloop, currentMode);
            
 
            if (sourceHandledThisLoop && stopAfterHandle) {
                /// 进入loop时参数说处理完事件就返回。
                retVal = kCFRunLoopRunHandledSource;
            } else if (timeout) {
                /// 超出传入参数标记的超时时间了
                retVal = kCFRunLoopRunTimedOut;
            } else if (__CFRunLoopIsStopped(runloop)) {
                /// 被外部调用者强制停止了
                retVal = kCFRunLoopRunStopped;
            } else if (__CFRunLoopModeIsEmpty(runloop, currentMode)) {
                /// source/timer/observer一个都没有了
                retVal = kCFRunLoopRunFinished;
            }
            
            /// 如果没超时，mode里没空，loop也没被停止，那继续loop。
        } while (retVal == 0);
    }
    
    /// 10. 通知 Observers: RunLoop 即将退出。
    __CFRunLoopDoObservers(rl, currentMode, kCFRunLoopExit);
}

0.首先根据modeName找到对应mode
0.如果mode里没有source/timer/observer, 直接返回。
1.通知 Observers: RunLoop 即将进入 loop。
2.通知 Observers: RunLoop 即将触发 Timer 回调。
3.通知 Observers: RunLoop 即将触发 Source0 (非port) 回调。
4.RunLoop 触发 Source0 (非port) 回调。
5.如果有 Source1 (基于port) 处于 ready 状态，直接处理这个 Source1 然后跳转去处理消息。
6.如果没有时间处理，通知 Observers: RunLoop 的线程即将进入休眠(sleep)。
7.调用 mach_msg 等待接受 mach_port 的消息。线程将进入休眠, 直到被下面某一个事件唤醒。

8.通知 Observers: RunLoop 的线程刚刚被唤醒了。
9.1-如果一个 Timer 到时间了，触发这个Timer的回调。
9.2-如果有dispatch到main_queue的block，执行block。
9.3-如果一个 Source1 (基于port) 发出事件了，处理这个事件。
如果没超时，mode里没空，loop也没被停止，那继续loop

10. 通知 Observers: RunLoop 即将退出。

Runloop的应用？

• 使用RunLoop 保证线程存活，有任务时执行，没任务时睡眠，以避免资源消耗的例子。
• 使用RunLoop 保证线程存活，有任务时执行，没任务时睡眠，以避免资源消耗的例子。
• RunLoop保证Timer在视图滑动时能够正常运转。
• RunLoop 来检测主线程卡顿。
• RunLoop 让崩溃的应用起死回生（crash之前）。
  正常子线程是关闭的状态 ，这个方法为啥可以正常计时？

[NSTimer scheduledTimerWithTimeInterval:2.0 target:self selector:@selector(test) userInfo:nil repeats:YES];

• 这种方式是默认加在当前所在线程，如果加在主线程就会开启计时，因为主线程是默认开启RunLoop的，如果在子线程依然不会计时。

autoreleasePool 与RunLoop的关系？
App启动后，苹果在主线程 RunLoop 里注册了两个 Observer，其回调都是 _wrapRunLoopWithAutoreleasePoolHandler()。

• 第一个 Observer 监视的事件是 Entry(即将进入Loop),其回调内会调用 _objc_autoreleasePoolPush() 创建自动释放池.其 order 是-2147483647，优先级最高，保证创建释放池发生在其他所有回调之前
• 第二个 Observer 监视了两个事件： BeforeWaiting(准备进入休眠)时调用_objc_autoreleasePoolPop() 和 _objc_autoreleasePoolPush() 释放旧的池并创建新池；Exit(即将退出Loop)时调用 _objc_autoreleasePoolPop() 来释放自动释放池。这个 Observer 的 order 是 2147483647，优先级最低，保证其释放池子发生在其他所有回调之后。

Runloop的底层实现？

• RunLoop 的核心就是一个 mach_msg() (见上面代码的第7步)，RunLoop 调用这个函数去接收消息，如果没有别人发送 port 消息过来，内核会将线程置于等待状态

Runloop如何响应事件的？

• 苹果注册了一个 Source1 (基于 mach port 的) 用来接收系统事件。
• 首先由 IOKit.framework 生成一个 IOHIDEvent 事件并由 SpringBoard 接收，mach port 转发给需要的App进程，调用 _UIApplicationHandleEventQueue() 进行应用内部的分发，会把IOHIDEvent包装成 UIEvent 进行处理或分发

Runloop和手势识别的关系？

• _UIApplicationHandleEventQueue() 识别了一个手势时，调用 Cancel 将当前的 touchesBegin/Move/End 系列回调打断
• 苹果注册了一个 Observer 监测 BeforeWaiting (Loop即将进入休眠) 事件，这个Observer的回调函数是 _UIGestureRecognizerUpdateObserver()

** PerformSelecter和Runloop的关系**

• 调用 performSelector:onThread: 时，实际上其会创建一个 Timer 加到对应的线程去，同样的，如果对应线程没有 RunLoop 该方法也会失效。（子线程默认不会开启RunLoop）