目錄

1. Runloop
2. RunLoop 與線程
3. 個(gè)人理解總結(jié)
4. 應(yīng)用場景

1. 什么是RunLoop

基本作用

• 保持程序的持續(xù)運(yùn)行（do-while循環(huán)，使app不斷運(yùn)行）
• 處理App中的各種事件（觸摸、定時(shí)器、Selector）
• 節(jié)省CPU資源、提高程序性能：該做事的時(shí)候做事，該休息的時(shí)候休息。

RunLoop基本運(yùn)行流程
運(yùn)行邏輯總結(jié)：一個(gè)線程對應(yīng)一個(gè)runLoop,主線程的runloop是程序一啟動(dòng),默認(rèn)就創(chuàng)建一個(gè)runloop,創(chuàng)建好了之后就會給它添加一些默認(rèn)的模式,每個(gè)模式里面會有很多的 source /timer/observer ,添加好這些模式后,observer就會監(jiān)聽主線程的runloop,進(jìn)入runloop后,就開始處理事件,先處理timer,再處理source0,source0處理完之后再處理source1,當(dāng)把這些所有的事件反復(fù)的處理完之后,如果沒有事件了,那么runloop就會進(jìn)入睡眠狀態(tài),當(dāng)用戶又觸發(fā)了新的事件,就會喚醒runloop,喚醒runloop后回到第二步,重新處理新的timer,新的source0,新的source1,處理完后就睡眠,一直反復(fù),當(dāng)我們把程序關(guān)閉或者強(qiáng)退,這個(gè)時(shí)候observer就會監(jiān)聽都runloop退出了。
簡單說就是：
先進(jìn)入 RunLoop，處理系統(tǒng)默認(rèn)事件，觸發(fā)事件的時(shí)候，RunLoop 醒來處理 timer、source0、source1，處理完再睡覺。

運(yùn)行循環(huán)本質(zhì)
線程在執(zhí)行中的休眠和激活就是由RunLoop對象進(jìn)行管理的
Runloop 輪詢用來響應(yīng)事件，runloop里的任務(wù)串行執(zhí)行，容易受堵塞

main 函數(shù)中的 RunLoop
UIApplicationMain函數(shù)內(nèi)部就啟動(dòng)了一個(gè)RunLoop，所以UIApplicationMain 函數(shù)一直沒有返回，保持了程序的持續(xù)運(yùn)行。這個(gè)默認(rèn)啟動(dòng)的 RunLoop 是跟主線程相關(guān)聯(lián)的

2. RunLoop 與線程

一條線程對應(yīng)一個(gè) RunLoop，主線程的 RunLoop 只要程序已啟動(dòng)就會默認(rèn)創(chuàng)建并與主線程綁定好，RunLoop 底層的實(shí)現(xiàn)是通過字典的形式來將 線程 和 RunLoop 來綁定的，RunLoop 可以理解為懶加載，子線程的 RunLoop 可以調(diào)用 currentRunLoop，先從字典里面根據(jù)子線程取，如果沒有就會去創(chuàng)建并與子線程綁定，保存到字典當(dāng)中。每個(gè) RunLoop 里面有很多的 Mode，每個(gè) Mode 里面又有很多的source、timer、observer。RunLoop 在同一時(shí)刻只能執(zhí)行一種 Mode，當(dāng)執(zhí)行這種 Mode 的時(shí)候，只有這種 Mode 中的source、timer、observer 有效，別的 Mode 無效，這樣做是為了避免邏輯的混亂。

• 每條線程都有唯一的一個(gè)與之對應(yīng)的 RunLoop 對象
• 主線程的 RunLoop 自動(dòng)創(chuàng)建好了，子線程的 RunLoop 需要主動(dòng)創(chuàng)建
• RunLoop 在第一次獲取時(shí)創(chuàng)建，在線程結(jié)束時(shí)銷毀

3. 獲取RunLoop 對象

Foundation

//獲得當(dāng)前線程的 RunLoop 對象
[NSRunLoop currentRunLoop];
//獲得主線程的 RunLoop 對象
[NSRunLoop mainRunLoop];

Core Foundation

//當(dāng)前RunLoop
CFRunLoopGetCurrent();
//主線程 RunLoop
CFRunLoopGetMain();

源：分為輸入源和定時(shí)源。必須將至少其中一個(gè)添加到Runloop中，才能保證Runloop不立即退出；當(dāng)你創(chuàng)建輸入源的時(shí)候，需要將其分配給 runloop 中的一個(gè)或多個(gè)模式；模式只會在特定事件影響監(jiān)聽的源。

• 輸入源：
  • 自定義輸入源-source0 用戶操作觸摸事件源。使用回調(diào)函數(shù)來配置自定義輸入源
  • 基于端口的輸入源-source1 接受分發(fā)系統(tǒng)事件。不需要直接創(chuàng)建輸入源。只要簡單的創(chuàng)建對象，并使用 NSPort 的方法將該端口添加到 Ruhnloop 中
• 定時(shí)源：產(chǎn)生基于時(shí)間的通知，但它并不是實(shí)時(shí)機(jī)制。和輸入源一樣，定時(shí)器也和 runloop 的特定模式相關(guān)。

CoreFoundation中關(guān)于RunLoop的5個(gè)類

• CFRunLoopRef：運(yùn)行循環(huán)對象，也就是它自身
• CFRunLoopModeRef：指定runloop的運(yùn)行模式。作用：給事件源分組，避免互相影響，邏輯混亂。運(yùn)行模式1個(gè)runLoop可以有很多個(gè)Mode，1個(gè)Mode可以有很多個(gè)Source，Observer，Timer，但是在同一時(shí)刻只能同時(shí)執(zhí)行一種Mode
• CFRunLoopSourceRef：輸入源
• CFRunLoopTimerRef：定時(shí)源，定時(shí)器；必須加入到runloop
• CFRunLoopObserverRef（觀察者，觀察是否有事件）

系統(tǒng)默認(rèn)注冊了 5個(gè)Mode：

• kCFRunLoopDefaultMode：App的默認(rèn)Mode，通常主線程是在這個(gè) Mode 下運(yùn)行的
• UITrackingRunLoopMode：界面跟蹤 Mode，用于ScrollView 追蹤觸摸滑動(dòng)，保證界面滑動(dòng)時(shí)不受其他Mode 影響
• UIInitializationRunLoopMode：在剛啟動(dòng) App 時(shí)第進(jìn)入的第一個(gè)Mode，啟動(dòng)完成之后就不再使用。
• GSEventReceiveRunLoopMode：接收系統(tǒng)時(shí)間的內(nèi)部 Mode，通常用不到。
• kCFRunLoopCommonModes(比較特殊)：這時(shí)一個(gè)占位用的 Mode，不是一種真正的 Mode。

RunLoop觀察者介紹：

• CFRunLoopObserverRef是觀察者，能夠監(jiān)聽RunLoop的狀態(tài)改變
• Observer是監(jiān)聽RunLoop狀態(tài)的，CoreFunction向線程添加runloop observers來監(jiān)聽事件，意在監(jiān)聽事件發(fā)生時(shí)來做處理。
• 線程除了處理輸入源，RunLoop也會生成關(guān)于Run Loop行為的通知（notification）。RunLoop觀察者（Run-Loop Observers）可以收到這些通知，并在線程上面使用他們來作額外的處理；如果RunLoop沒有任何源需要監(jiān)視的話，它會在你啟動(dòng)之際立馬退出。

在每次運(yùn)行開啟RunLoop的時(shí)候，所在線程的RunLoop會自動(dòng)處理之前未處理的事件，并且通知相關(guān)的觀察者。
具體的順序如下：

1. 通知觀察者RunLoop已經(jīng)啟動(dòng)

• 通知觀察者即將要開始的定時(shí)器
• 通知觀察者任何即將啟動(dòng)的非基于端口的源
• 啟動(dòng)任何準(zhǔn)備好的非基于端口的源
• 如果基于端口的源準(zhǔn)備好并處于等待狀態(tài)，立即啟動(dòng)；并進(jìn)入步驟9
• 通知觀察者線程進(jìn)入休眠狀態(tài)
• 將線程置于休眠知道任一下面的事件發(fā)生：
• 某一事件到達(dá)基于端口的源
• 定時(shí)器啟動(dòng)
• RunLoop設(shè)置的時(shí)間已經(jīng)超時(shí)
• RunLoop被顯示喚醒
• 通知觀察者線程將被喚醒
• 處理未處理的事件
• 如果用戶定義的定時(shí)器啟動(dòng)，處理定時(shí)器事件并重啟RunLoop。進(jìn)入步驟2
• 如果輸入源啟動(dòng)，傳遞相應(yīng)的消息
• 如果RunLoop被顯示喚醒而且時(shí)間還沒超時(shí)，重啟RunLoop。進(jìn)入步驟2
• 通知觀察者RunLoop結(jié)束。（自動(dòng)釋放池）

** RunLoop底層實(shí)現(xiàn)原理**
RunLoop 底層的實(shí)現(xiàn)是通過字典的形式來將 線程 和 RunLoop 來綁定的，RunLoop 可以理解為懶加載，子線程的 RunLoop 可以調(diào)用 currentRunLoop，先從字典里面根據(jù)子線程取，如果沒有就會去創(chuàng)建并與子線程綁定，保存到字典當(dāng)中。每個(gè) RunLoop 里面有很多的 Mode，每個(gè) Mode 里面又有很多的source、timer、observer。RunLoop 在同一時(shí)刻只能執(zhí)行一種 Mode，當(dāng)執(zhí)行這種 Mode 的時(shí)候，只有這種 Mode 中的source、timer、observer 有效，別的 Mode 無效，這樣做是為了避免邏輯的混亂。

3. 個(gè)人理解總結(jié)

runloop就是一個(gè)do-while循環(huán)；
runloop就是用來接受事件源，管理線程，安排線程處理事件。線程是執(zhí)行任務(wù)的。app需要持續(xù)運(yùn)行，如果在主線程里，不開啟runloop，就會關(guān)閉app。所以程序啟動(dòng)的時(shí)候，在創(chuàng)建主線程的時(shí)候，runloop也被系統(tǒng)創(chuàng)建了，來保持app持續(xù)運(yùn)行、安排線程處理事件；
它以dic的形式跟線程綁定在一起，key是線程，value是它的runloop。創(chuàng)建方式是懶加載；
子線程開啟時(shí)，如果沒有獲取runloop，執(zhí)行完任務(wù)就會銷毀，如果你想讓線程不自動(dòng)銷毀，可以獲取runloop，讓runloop安排線程添加源（輸入源，計(jì)時(shí)器源）并執(zhí)行任務(wù)。在添加了 source 以后,你可以給 runloop 添加 observers 來監(jiān)測 runloop 的不同的執(zhí)行的狀態(tài)。注意如果不添加源，runloop會立馬退出。

runloop有5個(gè)大類：
1. 自身對象；
2. mode：指定事件處理模式 ；在設(shè)置 RunLoopMode 以后,你的 RunLoop 就會自動(dòng)過濾和其他 Mode 相關(guān)的事件源,而只監(jiān)視和當(dāng)前設(shè)置 Mode 相關(guān)的源(以及通知相關(guān)的觀察者)。
3. souce：事件（用戶操作，系統(tǒng)事件）；
4. timer：計(jì)時(shí)器
5. Observer：給 RunLoop 注冊觀察者 Observer,以便監(jiān)控 RunLoop 的運(yùn)行過程

mode補(bǔ)充：
主要有三個(gè)mode對象：
默認(rèn)是主線程下的有以下作用：等待喚醒；安排工作優(yōu)先級順序； 大多數(shù)工作中默認(rèn)的運(yùn)行方式。
第二個(gè)，使用這個(gè)Mode去跟蹤來自用戶交互的事件，比如UITableView上下滑動(dòng)，當(dāng)scroll滑動(dòng)時(shí)，切換為trackmode，讓scroll優(yōu)先級提高，其他事件優(yōu)先級排后，保證流暢 ；
第三個(gè)基于上面兩個(gè)的混合體：什么時(shí)候用，即讓scroll流暢運(yùn)行，也讓timer事件得到回調(diào)得以運(yùn)行

Runloop退出
移除runloop的輸入源和定時(shí)器也可能導(dǎo)致run loop退出

使用方法：
開辟線程，獲取runloop
自定義事件源或使用系統(tǒng)端口NSPort，添加到runloop；
指定mode給事件分組；
添加觀察者，監(jiān)聽狀態(tài)；
當(dāng)事件的模式與消息循環(huán)的模式匹配的時(shí)候，消息才會運(yùn)行：讓線程即將休眠時(shí)，執(zhí)行任務(wù)；接受到用戶觸摸事件時(shí)，切換mode，暫停任務(wù)，保證流暢。

4. 應(yīng)用場景

1. 定時(shí)器

• NSTimer+NSRunLoop：容易受線程堵塞影響(此文主要講解這個(gè))
• GCD定時(shí)器：GCD 創(chuàng)建的好處，不受 RunLoopMode 的影響。

NSTimer:
就是CFRunLoopTimerRef。
主要用于計(jì)時(shí)器的工作，當(dāng)創(chuàng)建完計(jì)時(shí)器，必須要把它加入runloop中才能進(jìn)行正常回調(diào)，
提問1.那么為什么要將它加入runloop？
回答：這是由于計(jì)時(shí)器的功能決定的，計(jì)時(shí)器要不斷的運(yùn)行休眠切換，是持續(xù)性的行為。如果不放在runloop中，它無法持續(xù)進(jìn)行，只有runloop才能安排線程什么時(shí)候處理這個(gè)事件。通過自身的observer類不斷監(jiān)聽，來進(jìn)行回調(diào)休眠回調(diào)休眠。

提問2.NSTimer有什么需要注意的地方或者說有什么缺點(diǎn)？
回答：需要注意循環(huán)引用問題：因?yàn)镹STimer強(qiáng)持有target（為什么要強(qiáng)持有target：為了在運(yùn)行中怕它被銷毀，事件的不斷持續(xù)運(yùn)行時(shí)，所以要強(qiáng)持有），在once的情況下，一般沒有問題；但當(dāng)repeat=YES時(shí)，如果我們不主動(dòng)調(diào)用invalid方法，它會在強(qiáng)持有target的情況下無限進(jìn)行下去，造成內(nèi)存泄漏。
解決辦法：

1. 手動(dòng)調(diào)用invalid方法并置為nil
2. 構(gòu)造一個(gè)中間類，提供傳入對象和方法的接口，NSTimer對此對象進(jìn)行強(qiáng)持有。而此對象會自己銷毀，進(jìn)而不會永遠(yuǎn)被NSTimer所持有造成內(nèi)存泄漏。

提問3. 在cell上使用NSTimer顯示倒計(jì)時(shí)，如何即保障滑動(dòng)流暢又保持?jǐn)?shù)據(jù)實(shí)時(shí)更新并顯示
回答：創(chuàng)建timer，手動(dòng)加入到runloop中，指定mode為commonmode模式。

2. ImageView顯示
另外還有一個(gè)trick是當(dāng)tableview的cell從網(wǎng)絡(luò)異步加載圖片, 加載完成后在主線程刷新顯示圖片, 這時(shí)滑動(dòng)tableview會造成卡頓. 通常的思路是tableview滑動(dòng)的時(shí)候延遲加載圖片, 等停止滑動(dòng)時(shí)再顯示圖片. 這里我們可以通過RunLoop來實(shí)現(xiàn).

[self.cellImageView performSelector:@sector(setImage:)
withObject:downloadedImage afterDelay:0 inModes:@[NSDefaultRunLoopMode]];

當(dāng)NSRunLoop為NSDefaultRunLoopMode的時(shí)候tableview肯定停止滑動(dòng)了, why? 因?yàn)槿绻€在滑動(dòng)中, RunLoop的mode應(yīng)該是UITrackingRunLoopMode.

3. PerformSelector:

[self performSelector:@selector(download:) withObject:url afterDelay:1.0f];

• 當(dāng)調(diào)用 NSObject 的 performSelector:afterDelay:后，實(shí)際上內(nèi)部會創(chuàng)建一個(gè) Timer 并添加到當(dāng)前線程的 RunLoop 中，所以如果當(dāng)前線程沒有 RunLoop，則這個(gè)方法會失效。在調(diào)用時(shí)的當(dāng)前線程的runloop的default模式中運(yùn)行。相當(dāng)于在default中加了個(gè)定時(shí)器

4. 常駐線程
創(chuàng)建一個(gè)線程來處理耗時(shí)且頻繁的操作，例如即時(shí)聊天音頻的壓縮，或者經(jīng)常下載，避免頻繁開啟線程以便提高性能, AFNetWorking就是如此。

[[NSThread currentThread] setName:@"AFNetworking"];
NSRunLoop *runLoop = [NSRunLoop currentRunLoop];
[runLoop addPort:[NSMachPort port] forMode:NSDefaultRunLoopMode];
[runLoop run];

5. 利用Runloop預(yù)處理多個(gè)cell高度
原理：滑動(dòng)的時(shí)候，主線程中的runloop，會將默認(rèn)的mode（處理事件）切換為trackmode，也就是說屏蔽了其他源中的事件（一種 mode對應(yīng)一種事件源），保障滑動(dòng)流暢。
預(yù)處理cell高度：分解成多個(gè)runloop source任務(wù)，不能在同一個(gè)runloop中迭代執(zhí)行，因?yàn)闀斐蓇i卡頓，這時(shí)就需要手動(dòng)向 RunLoop 中添加 Source 任務(wù)?？梢允褂胮erformer的方法，自定義事件源sourceo0任務(wù)，通過這個(gè)方法加入到指定線程的runloop中，并指定mode，在給定的 Mode 下執(zhí)行，若指定的 RunLoop 處于休眠狀態(tài)，則喚醒它處理事件。創(chuàng)建觀察者監(jiān)聽runloop的狀態(tài)。于是，我們用一個(gè)可變數(shù)組裝載當(dāng)前所有需要“預(yù)緩存”的 index path，每個(gè) RunLoopObserver 回調(diào)時(shí)都把第一個(gè)任務(wù)拿出來分發(fā)。這樣，每個(gè)任務(wù)都被分配到下個(gè)“空閑” RunLoop 迭代中執(zhí)行，其間但凡有滑動(dòng)事件開始，Mode 切換成 UITrackingRunLoopMode，所有的“預(yù)緩存”任務(wù)的分發(fā)和執(zhí)行都會自動(dòng)暫定，最大程度保證滑動(dòng)流暢。
runloop狀態(tài)：當(dāng)用戶停止滑動(dòng)的時(shí)候，喚醒runloop，切換到默認(rèn)mode，讓其執(zhí)行計(jì)算事件；當(dāng)用戶滑動(dòng)的時(shí)候，通知runloop，切換trackmode，讓其停止計(jì)算任務(wù)，并休眠。

[self performSelector:@selector(opCellheight:) onThread:sunThread withObject:url waitUntilDone:YES modes:array];

6. 滑動(dòng)與圖片刷新

• 滑動(dòng)與圖片刷新：當(dāng)tableView的cell上有需要從網(wǎng)絡(luò)獲取的圖片的時(shí)候，滾動(dòng)tableView，異步線程回去加載圖片，加載完成后主線程會設(shè)置cell的圖片，但是會造成卡頓?？梢栽O(shè)置圖片的任務(wù)在CFRunloopDefaultMode下進(jìn)行，當(dāng)滾動(dòng)tableView的時(shí)候，Runloop切換到UITrackingRunLoopMode，不去設(shè)置圖片，而是而是當(dāng)停止的時(shí)候，再去設(shè)置圖片。

[self performSelector:@selector(download:) withObject:url afterDelay:0 inModes:NSDefaultRunLoopMode];

場景5跟6解決方法思想差不多，但是場景5的方法創(chuàng)建了多個(gè)source任務(wù)！更高效