iOS 多线程:RunLoop

释放双眼,带上耳机,听听看~!

1. RunLoop 简介

1.1 什么是 RunLoop?

  • RunLoop 实际上是一个对象,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。
  • RunLoop 在没有事件处理的时候,会使线程进入睡眠模式,从而节省 CPU 资源,提高程序性能。

1.2 RunLoop 和线程

RunLoop 和线程是息息相关的,我们知道线程的作用是用来执行特定的一个或多个任务,在默认情况下,线程执行完之后就会退出,就不能再执行任务了。这时我们就需要采用一种方式来让线程能够不断地处理任务,并不退出。所以,我们就有了 RunLoop。

  • 一条线程对应一个RunLoop对象,每条线程都有唯一一个与之对应的 RunLoop 对象。
  • RunLoop 并不保证线程安全。我们只能在当前线程内部操作当前线程的 RunLoop 对象,而不能在当前线程内部去操作其他线程的 RunLoop 对象方法。
  • RunLoop 对象在第一次获取 RunLoop 时创建,销毁则是在线程结束的时候。
  • 主线程的 RunLoop 对象系统自动帮助我们创建好了,而子线程的 RunLoop对象需要我们主动创建和维护。

主线程开启 RunLoop 的过程可以简单的理解为如下代码:

int main(int argc, char * argv[]) {
BOOL running = YES;
do {
// 执行各种任务,处理各种事件
// ......
} while (running);  // 判断是否需要退出
return 0;
}

RunLoop 就是线程中的一个循环,RunLoop 会在循环中会不断检测,通过 Input sources(输入源)和 Timer sources(定时源)两种来源等待接受事件;然后对接受到的事件通知线程进行处理,并在没有事件的时候让线程进行休息。

2. RunLoop 相关类

下面我们来了解一下Core Foundation框架下关于 RunLoop 的 5 个类,只有弄懂这几个类的含义,我们才能深入了解 RunLoop 的运行机制。

1、CFRunLoopRef:代表 RunLoop 的对象
2、CFRunLoopModeRef:代表 RunLoop 的运行模式
3、CFRunLoopSourceRef:就是 RunLoop 模型图中提到的输入源 / 事件源
4、CFRunLoopTimerRef:就是 RunLoop 模型图中提到的定时源
5、CFRunLoopObserverRef:观察者,能够监听 RunLoop 的状态改变

这 5 个类的相互关系:
一个RunLoop对象(CFRunLoopRef)中包含若干个运行模式(CFRunLoopModeRef)。而每一个运行模式下又包含若干个输入源(CFRunLoopSourceRef)、定时源(CFRunLoopTimerRef)、观察者(CFRunLoopObserverRef)。

  • 每次 RunLoop 启动时,只能指定其中一个运行模式(CFRunLoopModeRef),这个运行模式(CFRunLoopModeRef)被称作当前运行模式(CurrentMode)。
  • 如果需要切换运行模式(CFRunLoopModeRef),只能退出当前 Loop,再重新指定一个运行模式(CFRunLoopModeRef)进入。
  • 这样做主要是为了分隔开不同组的输入源(CFRunLoopSourceRef)、定时源(CFRunLoopTimerRef)、观察者(CFRunLoopObserverRef),让其互不影响 。

2.1 CFRunLoopRef 类

CFRunLoopRef 是 Core Foundation 框架下 RunLoop 对象类。我们可通过以下方式来获取 RunLoop 对象:
1、Core Foundation

  • CFRunLoopGetCurrent(); // 获得当前线程的 RunLoop 对象
  • CFRunLoopGetMain(); // 获得主线程的 RunLoop 对象

当然,在Foundation 框架下获取 RunLoop 对象类的方法如下:
2、Foundation

  • [NSRunLoop currentRunLoop]; // 获得当前线程的 RunLoop 对象
  • [NSRunLoop mainRunLoop]; // 获得主线程的 RunLoop 对象

2.2 CFRunLoopModeRef

系统默认定义了多种运行模式(CFRunLoopModeRef),如下:

  • kCFRunLoopDefaultMode:App的默认运行模式,通常主线程是在这个运行模式下运行
  • UITrackingRunLoopMode:跟踪用户交互事件(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:接受系统内部事件,通常用不到
  • kCFRunLoopCommonModes:伪模式,不是一种真正的运行模式

其中kCFRunLoopDefaultModeUITrackingRunLoopModekCFRunLoopCommonModes是我们开发中需要用到的模式

2.3 CFRunLoopSourceRef

CFRunLoopSourceRef是事件源,它有两种分类方法。

1、第一种按照官方文档来分类(就像RunLoop模型图中那样):

  • Port-Based Sources(基于端口)
  • Custom Input Sources(自定义)
  • Cocoa Perform Selector Sources

2、第二种按照函数调用栈来分类:

  • Source0 :非基于Port
  • Source1:基于Port,通过内核和其他线程通信,接收、分发系统事件

这两种分类方式其实没有区别,只不过第一种是通过官方理论来分类,第二种是在实际应用中通过调用函数来分类。

2.4 CFRunLoopTimerRef

CFRunLoopTimerRef是定时源,理解为基于时间的触发器,基本上就是NSTimer。

- (void)viewDidLoad {
[super viewDidLoad];
// 定义一个定时器,约定两秒之后调用self的run方法
NSTimer *timer = [NSTimer timerWithTimeInterval:2.0 target:self selector:@selector(run) userInfo:nil repeats:YES];
// 将定时器添加到当前RunLoop的NSDefaultRunLoopMode下
[[NSRunLoop currentRunLoop] addTimer:timer forMode:NSDefaultRunLoopMode];
}
- (void)run
{
NSLog(@"---run");
}

等价于:

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

2.5 CFRunLoopObserverRef

CFRunLoopObserverRef是观察者,用来监听RunLoop的状态改变
CFRunLoopObserverRef可以监听的状态改变有以下几种:

typedef CF_OPTIONS(CFOptionFlags, CFRunLoopActivity) {
kCFRunLoopEntry = (1UL << 0),               // 即将进入Loop:1
kCFRunLoopBeforeTimers = (1UL << 1),        // 即将处理Timer:2
kCFRunLoopBeforeSources = (1UL << 2),       // 即将处理Source:4
kCFRunLoopBeforeWaiting = (1UL << 5),       // 即将进入休眠:32
kCFRunLoopAfterWaiting = (1UL << 6),        // 即将从休眠中唤醒:64
kCFRunLoopExit = (1UL << 7),                // 即将从Loop中退出:128
kCFRunLoopAllActivities = 0x0FFFFFFFU       // 监听全部状态改变
};

下边我们通过代码来监听下RunLoop中的状态改变。

- (void)viewDidLoad {
[super viewDidLoad];
// 创建观察者
CFRunLoopObserverRef observer = CFRunLoopObserverCreateWithHandler(CFAllocatorGetDefault(), kCFRunLoopAllActivities, YES, 0, ^(CFRunLoopObserverRef observer, CFRunLoopActivity activity) {
NSLog(@"监听到RunLoop发生改变---%zd",activity);
});
// 添加观察者到当前RunLoop中
CFRunLoopAddObserver(CFRunLoopGetCurrent(), observer, kCFRunLoopDefaultMode);
// 释放observer,最后添加完需要释放掉
CFRelease(observer);
}

3. RunLoop原理

RunLoop运行逻辑图.png

在每次运行开启RunLoop的时候,所在线程的RunLoop会自动处理之前未处理的事件,并且通知相关的观察者。

具体的顺序如下:

1、通知观察者RunLoop已经启动
2、通知观察者即将要开始的定时器
3、通知观察者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状态
7、将线程置于休眠知道任一下面的事件发生:
1.某一事件到达基于端口的源
2.定时器启动
3.RunLoop设置的时间已经超时
4.RunLoop被显示唤醒
8、通知观察者线程将被唤醒
9、处理未处理的事件
1.如果用户定义的定时器启动,处理定时器事件并重启RunLoop。进入步骤2
2.如果输入源启动,传递相应的消息
3.如果RunLoop被显示唤醒而且时间还没超时,重启RunLoop。进入步骤2
10、通知观察者RunLoop结束。

4. RunLoop实战应用

1、 NSTimer的使用
2、 ImageView推迟显示
有时候,我们会遇到这种情况:
当界面中含有UITableView,而且每个UITableViewCell里边都有图片。这时候当我们滚动UITableView的时候,如果有一堆的图片需要显示,那么可能会出现卡顿的现象。

    1. 监听UIScrollView的滚动
      因为UITableView继承自UIScrollView,所以我们可以通过监听UIScrollView的滚动,实现UIScrollView相关delegate即可。
    1. 利用PerformSelector设置当前线程的RunLoop的运行模式

3 、后台常驻线程(很常用)
我们在开发应用程序的过程中,如果后台操作特别频繁,经常会在子线程做一些耗时操作(下载文件、后台播放音乐等),我们最好能让这条线程永远常驻内存。

- (void)viewDidLoad {
[super viewDidLoad];
// 创建线程,并调用run1方法执行任务
self.thread = [[NSThread alloc] initWithTarget:self selector:@selector(run1) object:nil];
// 开启线程
[self.thread start];
}
- (void) run1
{
// 这里写任务
NSLog(@"----run1-----");
// 添加下边两句代码,就可以开启RunLoop,之后self.thread就变成了常驻线程,可随时添加任务,并交于RunLoop处理
[[NSRunLoop currentRunLoop] addPort:[NSPort port] forMode:NSDefaultRunLoopMode];
[[NSRunLoop currentRunLoop] run];
// 测试是否开启了RunLoop,如果开启RunLoop,则来不了这里,因为RunLoop开启了循环。
NSLog(@"未开启RunLoop");
}

运行之后发现打印了—-run1—–,而未开启RunLoop则未打印。
这时,我们就开启了一条常驻线程,下边我们来试着添加其他任务,除了之前创建的时候调用了run1方法,我们另外在点击的时候调用run2方法。

那么,我们在touchesBegan中调用PerformSelector,从而实现在点击屏幕的时候调用run2方法。

- (void)touchesBegan:(NSSet<UITouch *> *)touches withEvent:(UIEvent *)event
{
// 利用performSelector,在self.thread的线程中调用run2方法执行任务
[self performSelector:@selector(run2) onThread:self.thread withObject:nil waitUntilDone:NO];
}
- (void) run2
{
NSLog(@"----run2------");
}

人已赞赏
iOS文章

怎么去除Xcode里第三方注释中出现的警告?

2019-12-31 10:02:01

iOS文章

iOS UITextField的placeholder的字体、颜色和偏移

2019-12-31 10:14:11

个人中心
购物车
优惠劵
今日签到
有新私信 私信列表
有新消息 消息中心
搜索