NSTimer运行机制和线程问题
A、首先要理解NSTimer运行机制和Runloop之间的关系:
1.IOS的Run Loops机制
Run Loops是线程的基础部份,任何线程,包括主结程,都包含了一个run loop对象,Cocoa和CoreFoundation层都有对应的Run Loop实现。
Run loop 对线程的作用,就是用来控制当有事件需要处理的时候,让线程快速响应,而当没有工作的时候,线程改为休息。
本质上Run Loop是一个While死循环。不停地监听事件以及处理事件。我们可以自己写一个While循环来做到这点,但是苹果的封装显然会更好。比如可以有不同的运行模式、不同的接收源和定时源,不工作的时候休息等。
在一个应用的主函数中:
- int main(int argc, char * argv[])
- {
- @autoreleasepool {
- return UIApplicationMain(argc, argv, nil, NSStringFromClass([AppDelegate class]));
- }
- }
UIApplicationMain()函数就会启动一个主线程,并且自动为它设置一个Run Loop对象,但对除此以外,其它的线程需要明确去设置和启动。
2.适用场景
只有创建一个附属线程的时候,才需要明确去运行一个Run Loop.而且是在确定需要的时候才去设置和启动它,否则就必要了。
例如,开一个线程去执行一个明确的长时间的任务,就没有必要。起用Run Loop主要还是为了跟创建的线程可以有更多的交互。
而使用Run Loop一个明显的好处就是:节约计算资源,同时也就节约用电了。因为在没有触发的时候线程是处于休眠状态的,不会消耗CPU资源。
3.结构
一个Run Loop可以接收的事件类型有两种:一种是输入(Input Source);一种是时间资源(time source).前者异步传递事件的,通常消息是来自其它线程或应用发送的;而后者是同步事件的,比如:定时计划,或者定时重复的工作。

4.观察者
Run Loop对象的循环过程中可以添加观察者对象。整个Run Loop 在运行过程中发生的事件具体如下:
- 通知观察者Run Loop开始了;
- 通知观察者任何预设好的时间已经触发;
- 通知观察者任何接入端口的输入源准备被触发;
- 触发任何非端口方式接入的输入源;
- 如果有任何一个基于端口方式的输入淅准备被触发,立即运行被时间,并且跳到9步;
- 通知观察者线程准备休息;
- 让线程休息,直到以下任何一个事件发生:
- 任何一个基于端口的输入淅有事件发生;
- 任何一个计时器触发;
- 该Run Loop设置的过期时间过时了;
- 该Run Loop被明确地唤醒;
- 通知观察者线程被唤醒;
- 运行待触发的事件:
- 如果一个用户自定义的计时器被触发,运行该计时器的事件,并重新运行Run Loop.跳转到第2步;
- 如果一个输入源被触发,传递该事件;
- 如果该Run Loop被明确唤醒并且没有超时,重新运行Run Loop循环。跳转到第2步;
- 通知观察者该Run Loop循环已经退出。
输入源(Input Source)
输入源主要有三种:
- 基于端口的输入源
- 自定义输入源
- selector源
其中selector源就是常用的“performSelector...”方法。
定时源
定时源adpujiu是常用的NSTimer,定时器类;基机制也是基于Run Loop运行的,只是在指定的间隔时间发送消息给需要处理的回调方法。
两种方法:
- NSTimer *timer = [NSTimer scheduledTimerWithTimeInterval:4.0 targer:self selector:@selector(fireTimer:) userInfo:nil repeats:YES];
- [[NSRunLoop currentRunLoop] addTimer:timer forMode:NSDefaultRunLoopMode];
以及
- [NSTimer scheduledTimerWithTimerInterval:
- terget:self
- selector:@selector(fireTimer:)
- userInfo:nil
- repeats:YES];
不过需要注意的是,如果Run Loop没有监视定时器相关模式,那么定时器将不会运行。
如果定时器开始时,Run Loop正在处理前面的事件,那么它会等Run Loop处理完了才开始。如果Run Loop不再运行,那么定时器也永远不再启动了。
使用方式
启动方式
- 无条件启动;
- 设置超时时间启动,如RunUntilDate方法;
- 指定某种模式下启动,如RunMode:beforDate:方法;
能出方法
- 启动时设定好设定超时时间;
- 显式的停止Run Loop(调用CFRunLoopStop函数);
启动模式
可用模式有 5 种,一般常用的都是default;
- default
- connection
- modal
- event tracking
- common modes
例子
在新线程中,注册一个Run Loop的观察者,监听每次循环过程的所有事件;同时启动一个定时器;
从日记中可以看到整个Run Loop 的过程,包括启动和结束、每次定时器唤醒时前后的事件、没有任何任务进入休眠的状态。
由此可以看出,Run Loop能更加精细地跟整个线程的运行过程交互。
- - (void)viewDidLoad {
- [super viewDidLoad];
- // 在新线程中运行:
- [self performSelectorInBackground:@selector(testRunLoop) withObject:ni;];
- }
- - (void)testRunloop {
- // 获取当前线程的Run Loop
- NSRunLoop *myRunLoop = [NSRunLoop currentRunLoop];
- // 创建一个Run Loop 观察者对象;观察事件为每次循环的所有活动;
- CFRunLoopObserverContext context = {, (__bridge void *)(self), NULL, NULL, NULL};
- CFRunLoopObserverRef observer = CFRunLoopObserverCreate(kCFAllocatorDefault,
- kCFRunLoopAllActivities, YES, , &myRunLoopObserver, &context);
- if (observer)
- {
- // 将Cocoa的NSRunLoop类型转换成Core Foundation的CFRunLoopRef类型
- CFRunLoopRef cfLoop = [myRunLoop getCFRunLoop];
- // 添加观察才对象到该Run Loop 上
- CFRunLoopAddObserver(cfLoop, observer, kCFRunLoopDefaultMode);
- }
- // 创建定时器,每0.1秒触发
- [NSTimer scheduledTimerWithTimeInterval:0.1 target:self
- selector:@selector(doFireTimer:) userInfo:nil repeats:YES];
- // 重复启动Run Loop 5次
- NSInteger loopCount = ;
- do {
- //启动 Run Loop 开始循环,直到指定的时间才结束,这里就是持续1秒;
- //当调用RunUnitDate方法时,观察者检测到循环已经启动,开始根据循环的各个阶段的事件,调用上面注册的myRunLoopObserver回调函数。
- [myRunLoop runUntiDate:[NSDate dateWithTimIntervalSinceNow:]];
- // 运行完之后,会再一次调用回调函数,状态是KFRunLoopExit,表示循环结束。
- loopCount--;
- } while(loopCount);
- NSlog(@"The End.");
- }
- - (void)doFireTimer:(NSTimer *)timer
- {
- NSLog(@"fire timer");
- }
- // Run loop观察者的回调函数:
- void myRunLoopObserver(CFRunLoopObserverRef observer, CFRunLoopActivity activity, void *info) {
- switch (activity) {
- case kCFRunLoopEntry:
- NSLog(@"run loop entry");
- break;
- case kCFRunLoopBeforeTimers:
- NSLog(@"run loop before timers");
- break;
- case kCFRunLoopBeforeSources:
- NSLog(@"run loop before sources");
- break;
- case kCFRunLoopBeforeWaiting:
- NSLog(@"run loop before waiting");
- break;
- case kCFRunLoopAfterWaiting:
- NSLog(@"run loop after waiting");
- break;
- case kCFRunLoopExit:
- NSLog(@"run loop exit");
- break;
- default:
- break;
- }
- }
代码
- B、理解run loop后,才能彻底理解NSTimer的实现原理,也就是说NSTimer实际上依赖run loop实现的。
先看看NSTimer的两个常用方法:
- + (NSTimer *)timerWithTimeInterval:(NSTimeInterval)ti target:(id)aTarget selector:(SEL)aSelector userInfo:(id)userInfo repeats:(BOOL)yesOrNo; //生成timer但不执行
- + (NSTimer *)scheduledTimerWithTimeInterval:(NSTimeInterval)ti target:(id)aTarget selector:(SEL)aSelector userInfo:(id)userInfo repeats:(BOOL)yesOrNo; //生成timer并且纳入当前线程的run loop来执行
NSRunLoop与timer有关方法为:
- - (void)addTimer:(NSTimer *)timer forMode:(NSString *)mode; //在run loop上注册timer
主线程已经有run loop,所以NSTimer一般在主线程上运行都不必再调用addTimer:。但在非主线程上运行必须配置run loop,该线程的main方法示例代码如下:
- - (void)main
- {
- NSTimer *myTimer = [NSTimer scheduledTimerWithTimeInterval:1.0 target:self selector:@selector(timer:) userInfo:nil repeats:YES];
- NSRunLoop *runLoop = [NSRunLoop currentRunLoop];
- [runLoop addTimer:myTimer forMode:NSDefaultRunLoopMode]; //实际上这步是不需要,scheduledTimerWithTimeInterval已经纳入当前线程运行。如果使用timerWithTimeInterval则需要
- while (condition)
- [runLoop run];
- }
实际上这个线程无法退出,因为有timer事件需要处理,[runLoop run]会一直无法返回。解决办法就是设置一个截止时间:
- [runLoop runUntilDate:[NSDate dateWithTimeIntervalSinceNow:10.0]]; //每隔10秒检查下线程循环条件,当然时间值可以根据实际情况来定。
我们通常在主线程中使用NSTimer,有个实际遇到的问题需要注意。当滑动界面时,系统为了更好地处理UI事件和滚动显示,主线程runloop会暂时停止处理一些其它事件,这时主线程中运行的NSTimer就会被暂停。解决办法就是改变NSTimer运行的mode(mode可以看成事件类型),不使用缺省的NSDefaultRunLoopMode,而是改用NSRunLoopCommonModes,这样主线程就会继续处理NSTimer事件了。具体代码如下:
- NSTimer *timer = [NSTimer timerWithTimeInterval:1.0 target:self selector:@selector(timer:) userInfo:nil repeats:YES];
- [[NSRunLoop currentRunLoop] addTimer:timer forMode:NSRunLoopCommonModes];
大家可以参看博文http://bluevt.org/?p=209,加深理解NSTimer和NSRunLoop的关系。
以前博文中提到延迟调用的方法,其实就是在当前线程的run loop上注册timer来实现定时运行的。所以如果是在非主线程上使用,一定要有一个run loop。
- - (void)performSelector:(SEL)aSelector withObject:(id)anArgument afterDelay:(NSTimeInterval)delay inModes:(NSArray *)modes;
- - (void)performSelector:(SEL)aSelector withObject:(id)anArgument afterDelay:(NSTimeInterval)delay;
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