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• <h5>初识RunLoop</h5>
  • 从字面意义看：运行循环
• <b>基本作用</b>
  • 保持程序的运行循环
  • 处理app中的各种时间（比如触摸事件、定时器事件、selector事件）
  • 节省CPU资源，提高程序性能：该做事时做事，该休息时休息
  • . . . . . . .
• <b>main函数中的runLoop</b>

int main(int argc, char * argv[]) {
    @autoreleasepool {
        return UIApplicationMain(argc, argv, nil, NSStringFromClass([AppDelegate class]));
    }
}

• UIApplicationMain函数内部就启动了一个RunLoop
• 所以UIApplication函数一直没有返回，保持了程序的持续运行
• 这个默认启动的RunLoop是跟主线程相关联的

• <h5>RunLoop对象</h5>
  • iOS中有2套API来访问和使用RunLoop
    • Foundation
      - NSRunLoop
    • Core Foundation
      - CFRunLoopRef
  • NSRunLoop和CFRunLoopRef都代表着RunLoop对象
  • NSRunLoop是基于CFRunLoopRef的一层OC包装，所以要了解RunLoop内部结构，需要多研究CFRunLoopRef层面的API（Core Foundation层面）

• <h5>RunLoop与线程间关系</h5>
  • 每条线程都有唯一的一个与之对应的RunLoop对象
  • 主线程的RunLoop已经自动创建好了，子线程的RunLoop需要主动创建
  • RunLoop在第一次获取时创建，在线程结束时销毁
• <h5>获得RunLoop对象的方法</h5>
  • 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
  • 如何转化如上得到的两个RunLoop函数，使其地址一样
    mainRunLoop.getCFRunLoop

- (void)touchesBegan:(NSSet<UITouch *> *)touches withEvent:(UIEvent *)event {
    [[[NSThread alloc] initWithTarget:self selector:@selector(run) object:nil] start];
}

- (void) run {
    // 如何创建子线程对应的RunLoop，比较奇葩
    // currentRunLoop本身是懒加载，会在第一次调用的时候判断是否存在，如不存在，自动创建
    NSLog(@"%@", [NSRunLoop currentRunLoop]);
    NSLog(@"run ---------- %@", [NSThread currentThread]);
}

• <h5>RunLoop的相关类</h5>
  • Core Foundation中关于RunLoop的5个类
    CFRunLoopRef
    CFRunLoopModeRef //RunLoop的运行模式
    CFRunLoopSourceRef // 数据源、事件源
    CFRunLoopTimerRef //NSTimer
    CFRunLoopObserverRef // 观察、监听RunLoop

RunLoop5各类对应关系.png

<b>* 注意点：</b>

• 在RunLoop中有多个运行模式，但是RunLoop只能选择一种模式运行
• mode里面至少要有一个timer或者source，observer可有可无（只是用来观察／监听RunLoop）

• <b>CFRunLoopModeRef</b>
  • <b>CFRunLoopModeRef代表RunLoop的运行模式</b>
    • 一个RunLoop包含若干个Mode，每个Mode又包含若干个Source/Timer/Observer
    • 每次RunLoop启动时，只能指定其中一个Mode，这个Mode被称作CurrentMode
    • 这样做主要是为了分隔开不同组的Source/Timer/Observer，让其互不影响
  • <b>系统默认注册了5个Mode</b>
    • kCFRunLoopDefaultMode：App的默认Mode，通常主线程是在这个Mode下运行（常用）
    • UITrackingRunLoopMode: 界面追踪Mode，用于tableView、ScrollView追踪触摸滑动，保证界面滑动时不受其他Mode影响（常用）
    • UIInitializationRunLoopMode：在刚启动App时，进入的第一个mode，启动后就不再使用
    • 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，不是真正的Mode
• <h5> CFRunLoopModeRef使用</h5>

- (void)timer {
    // 1.创建定时器
    NSTimer *timer = [NSTimer timerWithTimeInterval:2.0 target:self selector:@selector(run) userInfo:nil repeats:YES];

    /**
     2.添加定时器到RunLoop中，指定runLoop的运行模式
     @param NSTimer 定时器
     @param Mode runLoop的运行模式
     */
    [[NSRunLoop currentRunLoop] addTimer:timer forMode:NSDefaultRunLoopMode];

    //UITrackingRunLoopMode: 界面追踪
    [[NSRunLoop currentRunLoop] addTimer:timer forMode:UITrackingRunLoopMode];

    //NSRunLoopCommonModes = NSDefaultRunLoopMode + UITrackingRunLoopMode
    //占用，标签，凡是添加到NSRunLoopCommonModes中的事件都会被同时添加到打上common的运行模式上
    /**
     0 : <CFString 0x10af41270 [0x10a0457b0]>{contents =
         "UITrackingRunLoopMode"}
     2 : <CFString 0x10a065b60 [0x10a0457b0]>{contents = "kCFRunLoopDefaultMode"}
     */
    [[NSRunLoop currentRunLoop] addTimer:timer forMode:NSRunLoopCommonModes];  
}

- (void) run {
    NSLog(@"run -----------%@------%@", [NSThread currentThread], [NSRunLoop currentRunLoop]);
}

• <b>子线程中使用RunLoop的注意点</b>

- (void)touchesBegan:(NSSet<UITouch *> *)touches withEvent:(UIEvent *)event {
    [NSThread detachNewThreadSelector:@selector(timer) toTarget:self withObject:nil];
}

- (void)timer {
    
    // 如果是在子线程中使用此timer创建方式，则需要手动创建runLoop
    NSRunLoop *currentRunLoop = [NSRunLoop currentRunLoop];
    
    // 该方法内部自动添加到runLoop中，并且设置运行模式为默认
    [NSTimer scheduledTimerWithTimeInterval:2.0 target:self selector:@selector(run) userInfo:nil repeats:YES];
    
    // 子线程中创建runLoop之后不会执行，需要手动开启runLoop
    [currentRunLoop run];
}

• <h5>定时器补充—不受RunLoop影响的定时器（GCD定时器）</h5>

@property (nonatomic, strong) dispatch_source_t timer;

- (void)touchesBegan:(NSSet<UITouch *> *)touches withEvent:(UIEvent *)event {

    /**
     01.创建GCD中的定时器
     @param DISPATCH_SOURCE_TYPE_TIMER source的类型，表示是定时器
     @param 0 描述信息，线程ID
     @param 0 更详细的描述信息
     @param dispatchQueue 队列，确定GCD定时器中的任务在哪个线程中执行
     */
    dispatch_source_t timer = dispatch_source_create(DISPATCH_SOURCE_TYPE_TIMER, 0, 0, dispatch_get_global_queue(0, 0));
    
    /**
     02.设置定时器（起始时间|间隔时间|精准度）
     @param timer 定时器对象
     @param DISPATCH_TIME_NOW 起始时间，DISPATCH_TIME_NOW 从现在开始计时
     @param intervalInSeconds * NSEC_PER_SEC 间隔时间
     @param leewayInSeconds * NSEC_PER_SEC 精准度，绝对精准0
     */
    dispatch_source_set_timer(timer, DISPATCH_TIME_NOW, 2.0 * NSEC_PER_SEC, 0 * NSEC_PER_SEC);
    
    // 03.设置定时器执行的任务
    dispatch_source_set_event_handler(timer, ^{
        NSLog(@"------------%@", [NSThread currentThread]);
    });
    
    // 04.启动执行
    dispatch_resume(timer);
    
    self.timer = timer;
}

• <b>注意点：</b>
  • 1.GCD的定时器与NSTimer的定时器相比，GCD的定时器时间更为精准
  • 2.GCD的定时器完全不受RunLoop Mode的影响

• <h5>CFRunLoopSourceRef</h5>

  • CFRunLoopSourceRef是事件源（输入源）

  • 以前的分法

    • Port-Based Sources //基于端口的事件
    • Custom Input Sources //自定义事件
    • Cocoa Perform Selector Sources //perform Selector

  • 现在的分发：（通过函数调用站的方式来分）

    • Source0：非基于Port的 //用户触发的事件
    • Source1：基于Port的 //系统内部的消息事件

• <h5>CFRunLoopObserverRef</h5>

- (void) observer {

    /**
     // 01.创建监听者
     @param allocator 制定如何分配存储空间
     @param activities 要监听的状态 kCFRunLoopAllActivities 所有状态
     @param repeats 是否持续监听
     @param order 优先级，总是传0
     @param observer activity 当状态改变的时候回调
     */
    CFRunLoopObserverRef observer = CFRunLoopObserverCreateWithHandler(CFAllocatorGetDefault(), kCFRunLoopAllActivities, YES, 0, ^(CFRunLoopObserverRef observer, CFRunLoopActivity activity) {

        /**
         kCFRunLoopEntry = (1UL << 0),          //即将进入runLoop
         kCFRunLoopBeforeTimers = (1UL << 1),   //即将处理timer事件
         kCFRunLoopBeforeSources = (1UL << 2),  //即将处理sources事件
         kCFRunLoopBeforeWaiting = (1UL << 5),  //即将进入睡眠
         kCFRunLoopAfterWaiting = (1UL << 6),   //被唤醒
         kCFRunLoopExit = (1UL << 7),           //runloop推出
         kCFRunLoopAllActivities = 0x0FFFFFFFU  //所有状态
         */

        switch (activity) {
            case kCFRunLoopEntry:
                NSLog(@"即将进入runLoop");
                break;
            case kCFRunLoopBeforeTimers:
                NSLog(@"即将处理timer事件");
                break;
            case kCFRunLoopBeforeSources:
                NSLog(@"即将处理sources事件");
                break;
            case kCFRunLoopBeforeWaiting:
                NSLog(@"即将进入睡眠");
                break;
            case kCFRunLoopExit:
                NSLog(@"runloop推出" );
                break;
            case kCFRunLoopAllActivities:
                NSLog(@"所有状态");
                break;
            default:
                break;
        }
    });
}

• <h5>RunLoop处理逻辑—官方版</h5>

  
  
  RunLoop处理逻辑-官方版.png
• <b>RunLoop的事件队列</b>
  每次运行run loop，你的线程的run loop会自动处理之前未处理的消息，并通知相关的观察者。具体顺序如下：
  • 1.通知观察者run loop已经启动
  • 2.通知观察者任何即将要开始的定时器
  • 3.通知贯彻着任何即将启动的非基于端口的源
  • 4.启动任何准备好的非基于端口的源
  • 5.如果基于端口的源准备好并处于等待状态，立即启动；并进入步骤9
  • 6.通知观察者线程进入休眠
  • 7.将线程置于休眠直到任一下面的事件发生：
    • 某一事件到达基本端口的源
    • 定时器启动
    • RunLoop设置的事件已经超时
    • RunLoop被显示唤醒
  • 8.通知观察者线程被唤醒
  • 9.处理为处理的事件
    • 如果用户定义的定时器启动，处理定时器事件并重启run loop。进入步骤2
    • 如果输入源启动，传递相应的消息
    • 如果run loop被显示唤醒而且时间还未超时，重启run loop。进入步骤2
  • 10.通知观察者run loop结束

• <h5>RunLoop处理逻辑—网友整理版</h5>

  
  
  RunLoop处理逻辑-网友整理版.png

• <h5>RunLoop应用—常驻线程</h5>
  RunLoop在开发中有很多应用场景，比如说：处理NSTimer不工作，ImageView的显示，PerformSelector事件，常驻线程，以及自动释放池等
• <b>常驻线程</b>

@property (nonatomic, strong) NSThread *thread;
// 在storyboard中有两个按钮，创建线程、让线程继续执行任务
//需求：如何保证子线程不挂掉，同时执行其他任务
- (IBAction)creatThreadBtnClick:(id)sender {

    // 01.创建线程
    self.thread = [[NSThread alloc] initWithTarget:self selector:@selector(task1) object:nil];
    [self.thread start];
}

- (void)task1 {
    NSLog(@"task1-----------%@", [NSThread currentThread]);

// 解决方法(保证子线程不挂掉，同时执行其他任务):RunLoop
NSRunLoop *runLoop = [NSRunLoop currentRunLoop];

    //保证RunLoop不退出
    // 方法一：添加Timer
    NSTimer *timer = [NSTimer timerWithTimeInterval:2.0 target:self selector:@selector(runOperation) userInfo:nil repeats:YES];
    [runLoop addTimer:timer forMode:NSDefaultRunLoopMode];

    // 方法二：添加Source
    [runLoop addPort:[NSPort port] forMode:NSDefaultRunLoopMode];

    [runLoop run];
    [runLoop runUntilDate:[NSDate dateWithTimeIntervalSinceNow:10]];    // 给runLoop设置时间，10秒钟后runLoop自动退出，（该设置只针对于子线程中的runLoop有用，对主线程中的runLoop没有任何作用）
    NSLog(@"--------end---------"); // 10秒钟之后打印该内容
}

- (void)runOperation {

    NSLog(@"%s", __func__);
}

- (IBAction)otherOperationBtnClick:(id)sender {
    [self performSelector:@selector(task2) onThread:self.thread withObject:nil waitUntilDone:YES];
}

- (void)task2 {
    NSLog(@"task2-----------%@", [NSThread currentThread]);
}

• <h5>RunLoop常见面试题</h5>
  • 什么是RunLoop？
    • 从字面意思看：运行循环、跑圈
    • 其实它内部就是do-while循环，在这个循环内部不断地处理各种任务（比如Source、Timer、Observer）
    • 一个线程对应一个RunLoop，主线程的RunLoop默认已经启动，子线程的RunLoop得手动启动（调用run方法）
    • RunLoop只能选择一个Mode启动，如果当前Mode中没有任何Source(Sources0、Sources1)、Timer，那么就直接退出RunLoop
  • 自动释放吃什么时候创建？什么时候释放？
    • 第一次创建在：启动runLoop的时候
    • 最后一次销毁在：runLoop退出的时候
    • 其他时候的创建和销毁：当runLoop即将睡眠的时候销毁之前的释放池，并重新创建一个新的
  • 在开发中如何使用RunLoop？什么应用场景？
    • 开启一个常驻线程（让一个子线程不进入消亡状态，等待其他线程发来消息，处理其他事件）
      • 在子线程中开启一个定时器
      • 在子线程中进行一些长期监控
    • 可以控制定时器在特定模式下执行
    • 可以让某些事件（行为、任务）在特定模式下执行
    • 可以添加Observer监听RunLoop的状态，比如监听点击事件的处理（在所有点击事件之前做一些事情）

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