目錄
- Runloop
- RunLoop 與線程
- 個人理解總結
- 應用場景
1. 什么是RunLoop
基本作用
- 保持程序的持續運行（do-while循環，使app不斷運行）
- 處理App中的各種事件（觸摸、定時器、Selector）
- 節省CPU資源、提高程序性能：該做事的時候做事，該休息的時候休息。
RunLoop基本運行流程
運行邏輯總結：一個線程對應一個runLoop,主線程的runloop是程序一啟動,默認就創建一個runloop,創建好了之后就會給它添加一些默認的模式,每個模式里面會有很多的 source /timer/observer ,添加好這些模式后,observer就會監聽主線程的runloop,進入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,當把這些所有的事件反復的處理完之后,如果沒有事件了,那么runloop就會進入睡眠狀態,當用戶又觸發了新的事件,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,當我們把程序關閉或者強退,這個時候observer就會監聽都runloop退出了。
簡單說就是：
先進入 RunLoop，處理系統默認事件，觸發事件的時候，RunLoop 醒來處理 timer、source0、source1，處理完再睡覺。
運行循環本質
線程在執行中的休眠和激活就是由RunLoop對象進行管理的
Runloop 輪詢用來響應事件，runloop里的任務串行執行，容易受堵塞
main 函數中的 RunLoop
UIApplicationMain函數內部就啟動了一個RunLoop，所以UIApplicationMain 函數一直沒有返回，保持了程序的持續運行。這個默認啟動的 RunLoop 是跟主線程相關聯的
2. RunLoop 與線程
一條線程對應一個 RunLoop，主線程的 RunLoop 只要程序已啟動就會默認創建并與主線程綁定好，RunLoop 底層的實現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 可以調用 currentRunLoop，先從字典里面根據子線程取，如果沒有就會去創建并與子線程綁定，保存到字典當中。每個 RunLoop 里面有很多的 Mode，每個 Mode 里面又有很多的source、timer、observer。RunLoop 在同一時刻只能執行一種 Mode，當執行這種 Mode 的時候，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與之對應的 RunLoop 對象
- 主線程的 RunLoop 自動創建好了，子線程的 RunLoop 需要主動創建
- RunLoop 在第一次獲取時創建，在線程結束時銷毀
3. 獲取RunLoop 對象
Foundation
//獲得當前線程的 RunLoop 對象
[NSRunLoop currentRunLoop];
//獲得主線程的 RunLoop 對象
[NSRunLoop mainRunLoop];
Core Foundation
//當前RunLoop
CFRunLoopGetCurrent();
//主線程 RunLoop
CFRunLoopGetMain();
源：分為輸入源和定時源。必須將至少其中一個添加到Runloop中，才能保證Runloop不立即退出；當你創建輸入源的時候，需要將其分配給 runloop 中的一個或多個模式；模式只會在特定事件影響監聽的源。
- 輸入源：
- 自定義輸入源-source0 用戶操作觸摸事件源。使用回調函數來配置自定義輸入源
- 基于端口的輸入源-source1 接受分發系統事件。不需要直接創建輸入源。只要簡單的創建對象，并使用 NSPort 的方法將該端口添加到 Ruhnloop 中
- 定時源：產生基于時間的通知，但它并不是實時機制。和輸入源一樣，定時器也和 runloop 的特定模式相關。
CoreFoundation中關于RunLoop的5個類
- CFRunLoopRef：運行循環對象，也就是它自身
- CFRunLoopModeRef：指定runloop的運行模式。作用：給事件源分組，避免互相影響，邏輯混亂。運行模式1個runLoop可以有很多個Mode，1個Mode可以有很多個Source，Observer，Timer，但是在同一時刻只能同時執行一種Mode
- CFRunLoopSourceRef：輸入源
- CFRunLoopTimerRef：定時源，定時器；必須加入到runloop
- CFRunLoopObserverRef（觀察者，觀察是否有事件）
系統默認注冊了 5個Mode：
- kCFRunLoopDefaultMode：App的默認Mode，通常主線程是在這個 Mode 下運行的
- UITrackingRunLoopMode：界面跟蹤 Mode，用于ScrollView 追蹤觸摸滑動，保證界面滑動時不受其他Mode 影響
- UIInitializationRunLoopMode：在剛啟動 App 時第進入的第一個Mode，啟動完成之后就不再使用。
- GSEventReceiveRunLoopMode：接收系統時間的內部 Mode，通常用不到。
- kCFRunLoopCommonModes(比較特殊)：這時一個占位用的 Mode，不是一種真正的 Mode。
RunLoop觀察者介紹：
- CFRunLoopObserverRef是觀察者，能夠監聽RunLoop的狀態改變
- Observer是監聽RunLoop狀態的，CoreFunction向線程添加runloop observers來監聽事件，意在監聽事件發生時來做處理。
- 線程除了處理輸入源，RunLoop也會生成關于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沒有任何源需要監視的話，它會在你啟動之際立馬退出。
在每次運行開啟RunLoop的時候，所在線程的RunLoop會自動處理之前未處理的事件，并且通知相關的觀察者。
具體的順序如下：
- 通知觀察者RunLoop已經啟動
- 通知觀察者即將要開始的定時器
- 通知觀察者任何即將啟動的非基于端口的源
- 啟動任何準備好的非基于端口的源
- 如果基于端口的源準備好并處于等待狀態，立即啟動；并進入步驟9
- 通知觀察者線程進入休眠狀態
- 將線程置于休眠知道任一下面的事件發生：
- 某一事件到達基于端口的源
- 定時器啟動
- RunLoop設置的時間已經超時
- 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器啟動，處理定時器事件并重啟RunLoop。進入步驟2
- 如果輸入源啟動，傳遞相應的消息
- 如果RunLoop被顯示喚醒而且時間還沒超時，重啟RunLoop。進入步驟2
- 通知觀察者RunLoop結束。（自動釋放池）
** RunLoop底層實現原理**
RunLoop 底層的實現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 可以調用 currentRunLoop，先從字典里面根據子線程取，如果沒有就會去創建并與子線程綁定，保存到字典當中。每個 RunLoop 里面有很多的 Mode，每個 Mode 里面又有很多的source、timer、observer。RunLoop 在同一時刻只能執行一種 Mode，當執行這種 Mode 的時候，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. 個人理解總結
runloop就是一個do-while循環；
runloop就是用來接受事件源，管理線程，安排線程處理事件。線程是執行任務的。app需要持續運行，如果在主線程里，不開啟runloop，就會關閉app。所以程序啟動的時候，在創建主線程的時候，runloop也被系統創建了，來保持app持續運行、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。創建方式是懶加載；
子線程開啟時，如果沒有獲取runloop，執行完任務就會銷毀，如果你想讓線程不自動銷毀，可以獲取runloop，讓runloop安排線程添加源（輸入源，計時器源）并執行任務。在添加了 source 以后,你可以給 runloop 添加 observers 來監測 runloop 的不同的執行的狀態。注意如果不添加源，runloop會立馬退出。
runloop有5個大類：
1. 自身對象；
2. mode：指定事件處理模式 ；在設置 RunLoopMode 以后,你的 RunLoop 就會自動過濾和其他 Mode 相關的事件源,而只監視和當前設置 Mode 相關的源(以及通知相關的觀察者)。
3. souce：事件（用戶操作，系統事件）；
4. timer：計時器
5. Observer：給 RunLoop 注冊觀察者 Observer,以便監控 RunLoop 的運行過程
mode補充：
主要有三個mode對象：
默認是主線程下的有以下作用：等待喚醒；安排工作優先級順序； 大多數工作中默認的運行方式。
第二個，使用這個Mode去跟蹤來自用戶交互的事件，比如UITableView上下滑動，當scroll滑動時，切換為trackmode，讓scroll優先級提高，其他事件優先級排后，保證流暢 ；
第三個基于上面兩個的混合體：什么時候用，即讓scroll流暢運行，也讓timer事件得到回調得以運行
Runloop退出
移除runloop的輸入源和定時器也可能導致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端口NSPort，添加到runloop；
指定mode給事件分組；
添加觀察者，監聽狀態；
當事件的模式與消息循環的模式匹配的時候，消息才會運行：讓線程即將休眠時，執行任務；接受到用戶觸摸事件時，切換mode，暫停任務，保證流暢。
4. 應用場景
1. 定時器
- NSTimer+NSRunLoop：容易受線程堵塞影響(此文主要講解這個)
- GCD定時器：GCD 創建的好處，不受 RunLoopMode 的影響。
NSTimer:
就是CFRunLoopTimerRef。
主要用于計時器的工作，當創建完計時器，必須要把它加入runloop中才能進行正常回調，
提問1.那么為什么要將它加入runloop？
回答：這是由于計時器的功能決定的，計時器要不斷的運行休眠切換，是持續性的行為。如果不放在runloop中，它無法持續進行，只有runloop才能安排線程什么時候處理這個事件。通過自身的observer類不斷監聽，來進行回調休眠回調休眠。
提問2.NSTimer有什么需要注意的地方或者說有什么缺點？
回答：需要注意循環引用問題：因為NSTimer強持有target（為什么要強持有target：為了在運行中怕它被銷毀，事件的不斷持續運行時，所以要強持有），在once的情況下，一般沒有問題；但當repeat=YES時，如果我們不主動調用invalid方法，它會在強持有target的情況下無限進行下去，造成內存泄漏。
解決辦法：
- 手動調用invalid方法并置為nil
- 構造一個中間類，提供傳入對象和方法的接口，NSTimer對此對象進行強持有。而此對象會自己銷毀，進而不會永遠被NSTimer所持有造成內存泄漏。
提問3. 在cell上使用NSTimer顯示倒計時，如何即保障滑動流暢又保持數據實時更新并顯示
回答：創建timer，手動加入到runloop中，指定mode為commonmode模式。
2. ImageView顯示
另外還有一個trick是當tableview的cell從網絡異步加載圖片, 加載完成后在主線程刷新顯示圖片, 這時滑動tableview會造成卡頓. 通常的思路是tableview滑動的時候延遲加載圖片, 等停止滑動時再顯示圖片. 這里我們可以通過RunLoop來實現.
[self.cellImageView performSelector:@sector(setImage:)
withObject:downloadedImage afterDelay:0 inModes:@[NSDefaultRunLoopMode]];
當NSRunLoop為NSDefaultRunLoopMode的時候tableview肯定停止滑動了, why? 因為如果還在滑動中, RunLoop的mode應該是UITrackingRunLoopMode.
3. PerformSelector:
[self performSelector:@selector(download:) withObject:url afterDelay:1.0f];
- 當調用 NSObject 的 performSelector:afterDelay:后，實際上內部會創建一個 Timer 并添加到當前線程的 RunLoop 中，所以如果當前線程沒有 RunLoop，則這個方法會失效。在調用時的當前線程的runloop的default模式中運行。相當于在default中加了個定時器
4. 常駐線程
創建一個線程來處理耗時且頻繁的操作，例如即時聊天音頻的壓縮，或者經常下載，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預處理多個cell高度
原理：滑動的時候，主線程中的runloop，會將默認的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對應一種事件源），保障滑動流暢。
預處理cell高度：分解成多個runloop source任務，不能在同一個runloop中迭代執行，因為會造成ui卡頓，這時就需要手動向 RunLoop 中添加 Source 任務。可以使用performer的方法，自定義事件源sourceo0任務，通過這個方法加入到指定線程的runloop中，并指定mode，在給定的 Mode 下執行，若指定的 RunLoop 處于休眠狀態，則喚醒它處理事件。創建觀察者監聽runloop的狀態。于是，我們用一個可變數組裝載當前所有需要“預緩存”的 index path，每個 RunLoopObserver 回調時都把第一個任務拿出來分發。這樣，每個任務都被分配到下個“空閑” RunLoop 迭代中執行，其間但凡有滑動事件開始，Mode 切換成 UITrackingRunLoopMode，所有的“預緩存”任務的分發和執行都會自動暫定，最大程度保證滑動流暢。
runloop狀態：當用戶停止滑動的時候，喚醒runloop，切換到默認mode，讓其執行計算事件；當用戶滑動的時候，通知runloop，切換trackmode，讓其停止計算任務，并休眠。
[self performSelector:@selector(opCellheight:) onThread:sunThread withObject:url waitUntilDone:YES modes:array];
6. 滑動與圖片刷新
- 滑動與圖片刷新：當tableView的cell上有需要從網絡獲取的圖片的時候，滾動tableView，異步線程回去加載圖片，加載完成后主線程會設置cell的圖片，但是會造成卡頓。可以設置圖片的任務在CFRunloopDefaultMode下進行，當滾動tableView的時候，Runloop切換到UITrackingRunLoopMode，不去設置圖片，而是而是當停止的時候，再去設置圖片。
[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的方法創建了多個source任務！更高效
