iOS-RunLoop 一、RunLoop基礎 二、RunLoop內部實現 三、RunLoop的應用

一、RunLoop基礎

        一條線程正常情況下在其涉及的任務執行完畢之後,就會自動退出執行。但是我們一個App啓動之後,其主線程卻能夠一直保持存活,這就是因爲主線程有一個Runloop。從上面描述來看,Runloop具有線程保活的功能;除了線程保活,其他一些重要功能也是基於Runloop來實現的,如,事件處理、自動釋放池、線程休眠等。
        與RunLoop相關的源碼如下(CFRunLoopRef的源碼跨平臺Runloop的源碼)。
        默認主線程的RunLoop是由系統自動創建的,其他線程沒有與之對應的RunLoop對象。獲取主線程關聯的RunLoop可以調用CFRunLoopGetMain()方法,創建與其他線程相關的RunLoop需要調用CFRunLoopGetCurrent()方法。這兩個函數的內部實現類似如下代碼:

/// 全局的Dictionary,key 是 pthread_t, value 是 CFRunLoopRef
static CFMutableDictionaryRef loopsDic;
/// 訪問 loopsDic 時的鎖
static CFSpinLock_t loopsLock;
 
/// 獲取一個 pthread 對應的 RunLoop。
CFRunLoopRef _CFRunLoopGet(pthread_t thread) {
    OSSpinLockLock(&loopsLock);
    
    if (!loopsDic) {
        // 第一次進入時,初始化全局Dic,並先爲主線程創建一個 RunLoop。
        loopsDic = CFDictionaryCreateMutable();
        CFRunLoopRef mainLoop = _CFRunLoopCreate();
        CFDictionarySetValue(loopsDic, pthread_main_thread_np(), mainLoop);
    }
    
    /// 直接從 Dictionary 裏獲取。
    CFRunLoopRef loop = CFDictionaryGetValue(loopsDic, thread));
    
    if (!loop) {
        /// 取不到時,創建一個
        loop = _CFRunLoopCreate();
        CFDictionarySetValue(loopsDic, thread, loop);
        /// 註冊一個回調,當線程銷燬時,順便也銷燬其對應的 RunLoop。
        _CFSetTSD(..., thread, loop, __CFFinalizeRunLoop);
    }
    
    OSSpinLockUnLock(&loopsLock);
    return loop;
}
 
CFRunLoopRef CFRunLoopGetMain() {
    return _CFRunLoopGet(pthread_main_thread_np());
}
 
CFRunLoopRef CFRunLoopGetCurrent() {
    return _CFRunLoopGet(pthread_self());
}

        從上面的代碼可以看出,線程和 RunLoop 之間是一一對應的,其關係是保存在一個全局的 Dictionary 裏。線程剛創建時並沒有 RunLoop,如果你不主動獲取,那它一直都不會有。RunLoop 的創建是發生在第一次獲取時,RunLoop 的銷燬是發生在線程結束時。你只能在一個線程的內部獲取其 RunLoop(主線程除外)。
        RunLoop常見的有兩種,NSRunLoop和CFRunnLoop。CFRunLoopRef 是在 CoreFoundation 框架內的,它提供了純 C 函數的 API,所有這些 API 都是線程安全的。
NSRunLoop 是基於 CFRunLoopRef 的封裝,提供了面向對象的 API,但是這些 API 不是線程安全的。


二、RunLoop內部實現

2.1 總體結構

        在 CoreFoundation 裏面關於 RunLoop 有5個類:

  1. CFRunLoopRef,代表RunLoop
  2. CFRunLoopModeRef,內部使用,沒有對外暴露;一個RunLoop可以有多個Mode,但是當前只有一個Mode起作用
  3. CFRunLoopSourceRef,Mode內部的一種對象
    Source有兩個版本:Source0 和 Source1。
    Source0 只包含了一個回調(函數指針),它並不能主動觸發事件。使用時,你需要先調用 CFRunLoopSourceSignal(source),將這個 Source 標記爲待處理,然後手動調用 CFRunLoopWakeUp(runloop) 來喚醒 RunLoop,讓其處理這個事件。
    Source1 包含了一個 mach_port 和一個回調(函數指針),被用於通過內核和其他線程相互發送消息。這種 Source 能主動喚醒 RunLoop 的線程,其原理在下面會講到。
  4. CFRunLoopTimerRef,Mode內部的一種對象
    它和 NSTimer 是toll-free bridged 的,可以混用。其包含一個時間長度和一個回調(函數指針)。當其加入到 RunLoop 時,RunLoop會註冊對應的時間點,當時間點到時,RunLoop會被喚醒以執行那個回調。
  5. CFRunLoopObserverRef,Mode內部的一種對象
    每個 Observer 都包含了一個回調(函數指針),當 RunLoop 的狀態發生變化時,觀察者就能通過回調接受到這個變化;可以監測的狀態如下:
typedef CF_OPTIONS(CFOptionFlags, CFRunLoopActivity) {
    kCFRunLoopEntry         = (1UL << 0), // 即將進入Loop
    kCFRunLoopBeforeTimers  = (1UL << 1), // 即將處理 Timer
    kCFRunLoopBeforeSources = (1UL << 2), // 即將處理 Source
    kCFRunLoopBeforeWaiting = (1UL << 5), // 即將進入休眠
    kCFRunLoopAfterWaiting  = (1UL << 6), // 剛從休眠中喚醒
    kCFRunLoopExit          = (1UL << 7), // 即將退出Loop
};

        上面的 Source/Timer/Observer 被統稱爲 mode item,一個 item 可以被同時加入多個 mode。但一個 item 被重複加入同一個 mode 時是不會有效果的。如果一個 mode 中一個 item 都沒有,則 RunLoop 會直接退出,不進入循環。
        每次調用 RunLoop 的主函數時,只能指定其中一個 Mode,這個Mode被稱作 CurrentMode。如果需要切換 Mode,只能退出 Loop,再重新指定一個 Mode 進入。這樣做主要是爲了分隔開不同組的 Source/Timer/Observer,讓其互不影響。


2.2 Mode

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<Source/Observer/Timer>
    CFRunLoopModeRef _currentMode;    // Current Runloop Mode
    CFMutableSetRef _modes;           // Set
    ...
};

        這裏有個概念叫 “CommonModes”:一個 Mode 可以將自己標記爲”Common”屬性(通過將其 ModeName 添加到 RunLoop 的 “commonModes” 中)。每當 RunLoop 的內容發生變化時,RunLoop 都會自動將 _commonModeItems 裏的 Source/Observer/Timer 同步到具有 “Common” 標記的所有Mode裏。
        應用場景舉例:主線程的 RunLoop 裏有兩個預置的 Mode:kCFRunLoopDefaultMode 和 UITrackingRunLoopMode。這兩個 Mode 都已經被標記爲”Common”屬性。DefaultMode 是 App 平時所處的狀態,TrackingRunLoopMode 是追蹤 ScrollView 滑動時的狀態。當你創建一個 Timer 並加到 DefaultMode 時,Timer 會得到重複回調,但此時滑動一個TableView時,RunLoop 會將 mode 切換爲 TrackingRunLoopMode,這時 Timer 就不會被回調,並且也不會影響到滑動操作。
        有時你需要一個 Timer,在兩個 Mode 中都能得到回調,一種辦法就是將這個 Timer 分別加入這兩個 Mode。還有一種方式,就是將 Timer 加入到頂層的 RunLoop 的 “commonModeItems” 中。”commonModeItems” 被 RunLoop 自動更新到所有具有”Common”屬性的 Mode 裏去。

// 管理Mode的接口
CFRunLoopAddCommonMode(CFRunLoopRef runloop, CFStringRef modeName);
CFRunLoopRunInMode(CFStringRef modeName, ...);

// 管理 mode item 的接口
CFRunLoopAddSource(CFRunLoopRef rl, CFRunLoopSourceRef source, CFStringRef modeName);
CFRunLoopAddObserver(CFRunLoopRef rl, CFRunLoopObserverRef observer, CFStringRef modeName);
CFRunLoopAddTimer(CFRunLoopRef rl, CFRunLoopTimerRef timer, CFStringRef mode);
CFRunLoopRemoveSource(CFRunLoopRef rl, CFRunLoopSourceRef source, CFStringRef modeName);
CFRunLoopRemoveObserver(CFRunLoopRef rl, CFRunLoopObserverRef observer, CFStringRef modeName);
CFRunLoopRemoveTimer(CFRunLoopRef rl, CFRunLoopTimerRef timer, CFStringRef mode);

        通過 mode name 來操作內部的 mode,當傳入新的 mode name 但 RunLoop 內部沒有對應 mode 時,RunLoop會自動幫你創建對應的 CFRunLoopModeRef。對於一個 RunLoop 來說,其內部的 mode 只能增加不能刪除
        蘋果公開提供的 Mode 有兩個:kCFRunLoopDefaultMode (NSDefaultRunLoopMode) 和 UITrackingRunLoopMode,可以用這兩個 Mode Name 來操作其對應的 Mode。同時蘋果還提供了一個操作 Common 標記的字符串:kCFRunLoopCommonModes (NSRunLoopCommonModes),你可以用這個字符串來操作 Common Items,或標記一個 Mode 爲 “Common”。使用時注意區分這個字符串和其他 mode name。

2.3 內部實現

        根據蘋果在文檔裏的說明,RunLoop 內部的邏輯基本如下:

/// 用DefaultMode啓動
void CFRunLoopRun(void) {
    CFRunLoopRunSpecific(CFRunLoopGetCurrent(), kCFRunLoopDefaultMode, 1.0e10, false);
}
 
/// 用指定的Mode啓動,允許設置RunLoop超時時間
int CFRunLoopRunInMode(CFStringRef modeName, CFTimeInterval seconds, Boolean stopAfterHandle) {
    return CFRunLoopRunSpecific(CFRunLoopGetCurrent(), modeName, seconds, returnAfterSourceHandled);
}
 
/// RunLoop的實現
int CFRunLoopRunSpecific(runloop, modeName, seconds, stopAfterHandle) {
    
    /// 首先根據modeName找到對應mode
    CFRunLoopModeRef currentMode = __CFRunLoopFindMode(runloop, modeName, false);
    /// 如果mode裏沒有source/timer/observer, 直接返回。
    if (__CFRunLoopModeIsEmpty(currentMode)) return;
    
    /// 1. 通知 Observers: RunLoop 即將進入 loop。
    __CFRunLoopDoObservers(runloop, currentMode, kCFRunLoopEntry);
    
    /// 內部函數,進入loop
    __CFRunLoopRun(runloop, currentMode, seconds, returnAfterSourceHandled) {
        
        Boolean sourceHandledThisLoop = NO;
        int retVal = 0;
        do {
 
            /// 2. 通知 Observers: RunLoop 即將觸發 Timer 回調。
            __CFRunLoopDoObservers(runloop, currentMode, kCFRunLoopBeforeTimers);
            /// 3. 通知 Observers: RunLoop 即將觸發 Source0 (非port) 回調。
            __CFRunLoopDoObservers(runloop, currentMode, kCFRunLoopBeforeSources);
            /// 執行被加入的block
            __CFRunLoopDoBlocks(runloop, currentMode);
            
            /// 4. RunLoop 觸發 Source0 (非port) 回調。
            sourceHandledThisLoop = __CFRunLoopDoSources0(runloop, currentMode, stopAfterHandle);
            /// 執行被加入的block
            __CFRunLoopDoBlocks(runloop, currentMode);
 
            /// 5. 如果有 Source1 (基於port) 處於 ready 狀態,直接處理這個 Source1 然後跳轉去處理消息。
            if (__Source0DidDispatchPortLastTime) {
                Boolean hasMsg = __CFRunLoopServiceMachPort(dispatchPort, &msg)
                if (hasMsg) goto handle_msg;
            }
            
            /// 通知 Observers: RunLoop 的線程即將進入休眠(sleep)。
            if (!sourceHandledThisLoop) {
                __CFRunLoopDoObservers(runloop, currentMode, kCFRunLoopBeforeWaiting);
            }
            
            /// 7. 調用 mach_msg 等待接受 mach_port 的消息。線程將進入休眠, 直到被下面某一個事件喚醒。
            /// • 一個基於 port 的Source 的事件。
            /// • 一個 Timer 到時間了
            /// • RunLoop 自身的超時時間到了
            /// • 被其他什麼調用者手動喚醒
            __CFRunLoopServiceMachPort(waitSet, &msg, sizeof(msg_buffer), &livePort) {
                mach_msg(msg, MACH_RCV_MSG, port); // thread wait for receive msg
            }
 
            /// 8. 通知 Observers: RunLoop 的線程剛剛被喚醒了。
            __CFRunLoopDoObservers(runloop, currentMode, kCFRunLoopAfterWaiting);
            
            /// 收到消息,處理消息。
            handle_msg:
 
            /// 9.1 如果一個 Timer 到時間了,觸發這個Timer的回調。
            if (msg_is_timer) {
                __CFRunLoopDoTimers(runloop, currentMode, mach_absolute_time())
            } 
 
            /// 9.2 如果有dispatch到main_queue的block,執行block。
            else if (msg_is_dispatch) {
                __CFRUNLOOP_IS_SERVICING_THE_MAIN_DISPATCH_QUEUE__(msg);
            } 
 
            /// 9.3 如果一個 Source1 (基於port) 發出事件了,處理這個事件
            else {
                CFRunLoopSourceRef source1 = __CFRunLoopModeFindSourceForMachPort(runloop, currentMode, livePort);
                sourceHandledThisLoop = __CFRunLoopDoSource1(runloop, currentMode, source1, msg);
                if (sourceHandledThisLoop) {
                    mach_msg(reply, MACH_SEND_MSG, reply);
                }
            }
            
            /// 執行加入到Loop的block
            __CFRunLoopDoBlocks(runloop, currentMode);
            
 
            if (sourceHandledThisLoop && stopAfterHandle) {
                /// 進入loop時參數說處理完事件就返回。
                retVal = kCFRunLoopRunHandledSource;
            } else if (timeout) {
                /// 超出傳入參數標記的超時時間了
                retVal = kCFRunLoopRunTimedOut;
            } else if (__CFRunLoopIsStopped(runloop)) {
                /// 被外部調用者強制停止了
                retVal = kCFRunLoopRunStopped;
            } else if (__CFRunLoopModeIsEmpty(runloop, currentMode)) {
                /// source/timer/observer一個都沒有了
                retVal = kCFRunLoopRunFinished;
            }
            
            /// 如果沒超時,mode裏沒空,loop也沒被停止,那繼續loop。
        } while (retVal == 0);
    }
    
    /// 10. 通知 Observers: RunLoop 即將退出。
    __CFRunLoopDoObservers(rl, currentMode, kCFRunLoopExit);
}

2.4 默認RunLoop

CFRunLoop {
    current mode = kCFRunLoopDefaultMode
    common modes = {
        UITrackingRunLoopMode
        kCFRunLoopDefaultMode
    }
 
    common mode items = {
 
        // source0 (manual)
        CFRunLoopSource {order =-1, {
            callout = _UIApplicationHandleEventQueue}}
        CFRunLoopSource {order =-1, {
            callout = PurpleEventSignalCallback }}
        CFRunLoopSource {order = 0, {
            callout = FBSSerialQueueRunLoopSourceHandler}}
 
        // source1 (mach port)
        CFRunLoopSource {order = 0,  {port = 17923}}
        CFRunLoopSource {order = 0,  {port = 12039}}
        CFRunLoopSource {order = 0,  {port = 16647}}
        CFRunLoopSource {order =-1, {
            callout = PurpleEventCallback}}
        CFRunLoopSource {order = 0, {port = 2407,
            callout = _ZL20notify_port_callbackP12__CFMachPortPvlS1_}}
        CFRunLoopSource {order = 0, {port = 1c03,
            callout = __IOHIDEventSystemClientAvailabilityCallback}}
        CFRunLoopSource {order = 0, {port = 1b03,
            callout = __IOHIDEventSystemClientQueueCallback}}
        CFRunLoopSource {order = 1, {port = 1903,
            callout = __IOMIGMachPortPortCallback}}
 
        // Ovserver
        CFRunLoopObserver {order = -2147483647, activities = 0x1, // Entry
            callout = _wrapRunLoopWithAutoreleasePoolHandler}
        CFRunLoopObserver {order = 0, activities = 0x20,          // BeforeWaiting
            callout = _UIGestureRecognizerUpdateObserver}
        CFRunLoopObserver {order = 1999000, activities = 0xa0,    // BeforeWaiting | Exit
            callout = _afterCACommitHandler}
        CFRunLoopObserver {order = 2000000, activities = 0xa0,    // BeforeWaiting | Exit
            callout = _ZN2CA11Transaction17observer_callbackEP19__CFRunLoopObservermPv}
        CFRunLoopObserver {order = 2147483647, activities = 0xa0, // BeforeWaiting | Exit
            callout = _wrapRunLoopWithAutoreleasePoolHandler}
 
        // Timer
        CFRunLoopTimer {firing = No, interval = 3.1536e+09, tolerance = 0,
            next fire date = 453098071 (-4421.76019 @ 96223387169499),
            callout = _ZN2CAL14timer_callbackEP16__CFRunLoopTimerPv (QuartzCore.framework)}
    },
 
    modes = {
        CFRunLoopMode  {
            sources0 =  { /* same as 'common mode items' */ },
            sources1 =  { /* same as 'common mode items' */ },
            observers = { /* same as 'common mode items' */ },
            timers =    { /* same as 'common mode items' */ },
        },
 
        CFRunLoopMode  {
            sources0 =  { /* same as 'common mode items' */ },
            sources1 =  { /* same as 'common mode items' */ },
            observers = { /* same as 'common mode items' */ },
            timers =    { /* same as 'common mode items' */ },
        },
 
        CFRunLoopMode  {
            sources0 = {
                CFRunLoopSource {order = 0, {
                    callout = FBSSerialQueueRunLoopSourceHandler}}
            },
            sources1 = (null),
            observers = {
                CFRunLoopObserver >{activities = 0xa0, order = 2000000,
                    callout = _ZN2CA11Transaction17observer_callbackEP19__CFRunLoopObservermPv}
            )},
            timers = (null),
        },
 
        CFRunLoopMode  {
            sources0 = {
                CFRunLoopSource {order = -1, {
                    callout = PurpleEventSignalCallback}}
            },
            sources1 = {
                CFRunLoopSource {order = -1, {
                    callout = PurpleEventCallback}}
            },
            observers = (null),
            timers = (null),
        },
        
        CFRunLoopMode  {
            sources0 = (null),
            sources1 = (null),
            observers = (null),
            timers = (null),
        }
    }
}

可以看到,系統默認註冊了5個Mode:

  1. kCFRunLoopDefaultMode: App的默認 Mode,通常主線程是在這個 Mode 下運行的。
  2. UITrackingRunLoopMode: 界面跟蹤 Mode,用於 ScrollView 追蹤觸摸滑動,保證界面滑動時不受其他 Mode 影響。
  3. UIInitializationRunLoopMode: 在剛啓動 App 時第進入的第一個 Mode,啓動完成後就不再使用。
    4: GSEventReceiveRunLoopMode: 接受系統事件的內部 Mode,通常用不到。
    5: kCFRunLoopCommonModes: 這是一個佔位的 Mode,沒有實際作用。

三、RunLoop的應用

3.1 自動釋放池

        App啓動後,蘋果在主線程 RunLoop 裏註冊了兩個 Observer,其回調都是 _wrapRunLoopWithAutoreleasePoolHandler()。
        第一個 Observer 監視的事件是 Entry(即將進入Loop),其回調內會調用 _objc_autoreleasePoolPush() 創建自動釋放池。其 order 是-2147483647,優先級最高,保證創建釋放池發生在其他所有回調之前。
        第二個 Observer 監視了兩個事件: BeforeWaiting(準備進入休眠) 時調用_objc_autoreleasePoolPop() 和 _objc_autoreleasePoolPush() 釋放舊的池並創建新池;Exit(即將退出Loop) 時調用 _objc_autoreleasePoolPop() 來釋放自動釋放池。這個 Observer 的 order 是 2147483647,優先級最低,保證其釋放池子發生在其他所有回調之後。
        在主線程執行的代碼,通常是寫在諸如事件回調、Timer回調內的。這些回調會被 RunLoop 創建好的 AutoreleasePool 環繞着,所以不會出現內存泄漏,開發者也不必顯示創建 Pool 了。

3.2 事件響應

        蘋果註冊了一個 Source1 (基於 mach port 的) 用來接收系統事件,其回調函數爲 __IOHIDEventSystemClientQueueCallback()。
        當一個硬件事件(觸摸/鎖屏/搖晃等)發生後,首先由 IOKit.framework 生成一個 IOHIDEvent 事件並由 SpringBoard 接收。這個過程的詳細情況可以參考這裏。SpringBoard 只接收按鍵(鎖屏/靜音等),觸摸,加速,接近傳感器等幾種 Event,隨後用 mach port 轉發給需要的App進程。隨後蘋果註冊的那個 Source1 就會觸發回調,並調用 _UIApplicationHandleEventQueue() 進行應用內部的分發。
        UIApplicationHandleEventQueue() 會把 IOHIDEvent 處理幷包裝成 UIEvent 進行處理或分發,其中包括識別 UIGesture/處理屏幕旋轉/發送給 UIWindow 等。通常事件比如 UIButton 點擊、touchesBegin/Move/End/Cancel 事件都是在這個回調中完成的。

3.3 手勢識別

        當上面的 _UIApplicationHandleEventQueue() 識別了一個手勢時,其首先會調用 Cancel 將當前的 touchesBegin/Move/End 系列回調打斷。隨後系統將對應的 UIGestureRecognizer 標記爲待處理。
        蘋果註冊了一個 Observer 監測 BeforeWaiting (Loop即將進入休眠) 事件,這個Observer的回調函數是 _UIGestureRecognizerUpdateObserver(),其內部會獲取所有剛被標記爲待處理的 GestureRecognizer,並執行GestureRecognizer的回調。
        當有 UIGestureRecognizer 的變化(創建/銷燬/狀態改變)時,這個回調都會進行相應處理。

3.4 界面更新

        當在操作 UI 時,比如改變了 Frame、更新了 UIView/CALayer 的層次時,或者手動調用了 UIView/CALayer 的 setNeedsLayout/setNeedsDisplay方法後,這個 UIView/CALayer 就被標記爲待處理,並被提交到一個全局的容器去。
        蘋果註冊了一個 Observer 監聽 BeforeWaiting(即將進入休眠) 和 Exit (即將退出Loop) 事件,回調去執行一個很長的函數:
_ZN2CA11Transaction17observer_callbackEP19__CFRunLoopObservermPv()。這個函數裏會遍歷所有待處理的 UIView/CAlayer 以執行實際的繪製和調整,並更新 UI 界面。
        這個函數內部的調用棧大概是這樣的:

_ZN2CA11Transaction17observer_callbackEP19__CFRunLoopObservermPv()
    QuartzCore:CA::Transaction::observer_callback:
        CA::Transaction::commit();
            CA::Context::commit_transaction();
                CA::Layer::layout_and_display_if_needed();
                    CA::Layer::layout_if_needed();
                        [CALayer layoutSublayers];
                            [UIView layoutSubviews];
                    CA::Layer::display_if_needed();
                        [CALayer display];
                            [UIView drawRect];

3.5 定時器

        NSTimer 其實就是 CFRunLoopTimerRef,他們之間是 toll-free bridged 的。一個 NSTimer 註冊到 RunLoop 後,RunLoop 會爲其重複的時間點註冊好事件。例如 10:00, 10:10, 10:20 這幾個時間點。RunLoop爲了節省資源,並不會在非常準確的時間點回調這個Timer。Timer 有個屬性叫做 Tolerance (寬容度),標示了當時間點到後,容許有多少最大誤差。
        如果某個時間點被錯過了,例如執行了一個很長的任務,則那個時間點的回調也會跳過去,不會延後執行。就比如等公交,如果 10:10 時我忙着玩手機錯過了那個點的公交,那我只能等 10:20 這一趟了。
        CADisplayLink 是一個和屏幕刷新率一致的定時器(但實際實現原理更復雜,和 NSTimer 並不一樣,其內部實際是操作了一個 Source)。如果在兩次屏幕刷新之間執行了一個長任務,那其中就會有一幀被跳過去(和 NSTimer 相似),造成界面卡頓的感覺。在快速滑動TableView時,即使一幀的卡頓也會讓用戶有所察覺。Facebook 開源的 AsyncDisplayLink 就是爲了解決界面卡頓的問題,其內部也用到了 RunLoop,這個稍後我會再單獨寫一頁博客來分析。

3.6 PerformSelecter

        當調用 NSObject 的 performSelecter:afterDelay: 後,實際上其內部會創建一個 Timer 並添加到當前線程的 RunLoop 中。所以如果當前線程沒有 RunLoop,則這個方法會失效。當調用 performSelector:onThread: 時,實際上其會創建一個 Timer 加到對應的線程去,同樣的,如果對應線程沒有 RunLoop 該方法也會失效。

3.7 關於GCD

        實際上 RunLoop 底層也會用到 GCD 的東西,比如 RunLoop 是用 dispatch_source_t 實現的 Timer(評論中有人提醒,NSTimer 是用了 XNU 內核的 mk_timer,我也仔細調試了一下,發現 NSTimer 確實是由 mk_timer 驅動,而非 GCD 驅動的)。但同時 GCD 提供的某些接口也用到了 RunLoop, 例如 dispatch_async()。
        當調用 dispatch_async(dispatch_get_main_queue(), block) 時,libDispatch 會向主線程的 RunLoop 發送消息,RunLoop會被喚醒,並從消息中取得這個 block,並在回調 CFRUNLOOP_IS_SERVICING_THE_MAIN_DISPATCH_QUEUE() 裏執行這個 block。但這個邏輯僅限於 dispatch 到主線程,dispatch 到其他線程仍然是由 libDispatch 處理的。

3.8 關於網絡請求

        iOS 中,關於網絡請求的接口自下至上有如下幾層:

CFSocket(最底層的接口,只負責 socket 通信)
CFNetwork(基於 CFSocket 等接口的上層封裝) ->ASIHttpRequest
NSURLConnection(基於 CFNetwork 的更高層的封裝,提供面向對象的接口)  ->AFNetworking
NSURLSession(是 iOS7 中新增的接口,表面上是和 NSURLConnection 並列的,但底層仍然用到了 NSURLConnection 的部分功能 (比如 com.apple.NSURLConnectionLoader 線程))    ->AFNetworking2,  Alamofire

        通常使用 NSURLConnection 時,你會傳入一個 Delegate,當調用了 [connection start] 後,這個 Delegate 就會不停收到事件回調。實際上,start 這個函數的內部會會獲取 CurrentRunLoop,然後在其中的 DefaultMode 添加了4個 Source0 (即需要手動觸發的Source)。CFMultiplexerSource 是負責各種 Delegate 回調的,CFHTTPCookieStorage 是處理各種 Cookie 的。
        當開始網絡傳輸時,我們可以看到 NSURLConnection 創建了兩個新線程:com.apple.NSURLConnectionLoader 和 com.apple.CFSocket.private。其中 CFSocket 線程是處理底層 socket 連接的。NSURLConnectionLoader 這個線程內部會使用 RunLoop 來接收底層 socket 的事件,並通過之前添加的 Source0 通知到上層的 Delegate。



        NSURLConnectionLoader 中的 RunLoop 通過一些基於 mach port 的 Source 接收來自底層 CFSocket 的通知。當收到通知後,其會在合適的時機向 CFMultiplexerSource 等 Source0 發送通知,同時喚醒 Delegate 線程的 RunLoop 來讓其處理這些通知。CFMultiplexerSource 會在 Delegate 線程的 RunLoop 對 Delegate 執行實際的回調。

備註:
1、非本人原創,根據自己的理解進行了修改,感謝原作者,以下是引用材料
2、https://blog.ibireme.com/2015/05/18/runloop/
3、https://juejin.cn/post/6844903588712415239

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