iOS-RunLoop

简单的说run loop是事件驱动的一个大循环，如下代码所示
int main(int argc, char * argv[]) {
     //程序一直运行状态
     while (AppIsRunning) {
          //睡眠状态，等待唤醒事件
          id whoWakesMe = SleepForWakingUp();
          //得到唤醒事件
          id event = GetEvent(whoWakesMe);
          //开始处理事件
          HandleEvent(event);
     }
     return 0;
}

Cocoa会涉及到Run Loops的

系统级：GCD，mach kernel，block，pthread
应用层：NSTimer，UIEvent，Autorelease，NSObject(NSDelayedPerforming)，
NSObject(NSThreadPerformAddition)，CADisplayLink，CATransition，CAAnimation，dispatch_get_main_queue()（GCD中dispatch到main queue的block会被dispatch到main RunLoop执行），NSPort，NSURLConnection，AFNetworking(这个第三方网络请求框架使用在开启新线程中添加自己的run loop监听事件)

RunLoop原理（执行顺序的伪代码）

SetupThisRunLoopRunTimeoutTimer(); // by GCD timer
do {
     __CFRunLoopDoObservers(kCFRunLoopBeforeTimers);
     __CFRunLoopDoObservers(kCFRunLoopBeforeSources);

__CFRunLoopDoBlocks();
     __CFRunLoopDoSource0();

CheckIfExistMessagesInMainDispatchQueue(); // GCD

__CFRunLoopDoObservers(kCFRunLoopBeforeWaiting);
     var wakeUpPort = SleepAndWaitForWakingUpPorts();
     // mach_msg_trap
     // Zzz...
     // Received mach_msg, wake up
     __CFRunLoopDoObservers(kCFRunLoopAfterWaiting);
     // Handle msgs
     if (wakeUpPort == timerPort) {
          __CFRunLoopDoTimers();
     } else if (wakeUpPort == mainDispatchQueuePort) {
          // GCD
          __CFRUNLOOP_IS_SERVICING_THE_MAIN_DISPATCH_QUEUE__()
     } else {
          __CFRunLoopDoSource1();
     }
     __CFRunLoopDoBlocks();
} while (!stop && !timeout);

构成

Thread包含一个CFRunLoop，一个CFRunLoop包含一种CFRunLoopMode，mode包含CFRunLoopSource，CFRunLoopTimer和CFRunLoopObserver。

CFRunLoopMode

RunLoop只能运行在一种mode下，如果要换mode当前的loop也需要停下重启成新的。利用这个机制，ScrollView过程中 NSDefaultRunLoopMode的mode会切换UITrackingRunLoopMode来保证ScrollView的流畅滑动不受只能在 NSDefaultRunLoopMode时处理的事件影响滑动。同时mode还是可定制的。

• NSDefaultRunLoopMode：默认，空闲状态
• UITrackingRunLoopMode：ScrollView滑动时
• UIInitializationRunLoopMode：启动时
• NSRunLoopCommonModes：Mode集合 Timer计时会被scrollView的滑动影响的问题可以通过将timer添加到NSRunLoopCommonModes来解决

//将timer添加到NSDefaultRunLoopMode中
[NSTimer scheduledTimerWithTimeInterval:1.0
     target:self
     selector:@selector(timerTick:)
     userInfo:nil
     repeats:YES];
//然后再添加到NSRunLoopCommonModes里
NSTimer *timer = [NSTimer timerWithTimeInterval:1.0
     target:self
     selector:@selector(timerTick:)
     userInfo:nil
     repeats:YES];
[[NSRunLoop currentRunLoop] addTimer:timer forMode:NSRunLoopCommonModes];

CFRunLoopTimer

NSTimer是对RunLoopTimer的封装

+ (NSTimer *)timerWithTimeInterval:(NSTimeInterval)ti invocation:(NSInvocation *)invocation repeats:(BOOL)yesOrNo;
+ (NSTimer *)scheduledTimerWithTimeInterval:(NSTimeInterval)ti invocation:(NSInvocation *)invocation repeats:(BOOL)yesOrNo;

- (void)performSelector:(SEL)aSelector withObject:(id)anArgument afterDelay:(NSTimeInterval)delay inModes:(NSArray *)modes;

+ (CADisplayLink *)displayLinkWithTarget:(id)target selector:(SEL)sel;
- (void)addToRunLoop:(NSRunLoop *)runloop forMode:(NSString *)mode;

CFRunLoopSource

• source0：处理如UIEvent，CFSocket这样的事件
• source1：Mach port驱动，CFMachport，CFMessagePort

CFRunLoopObserver

Cocoa框架中很多机制比如CAAnimation等都是由RunLoopObserver触发的。observer到当前状态的变化进行通知。

typedef CF_OPTIONS(CFOptionFlags, CFRunLoopActivity) {
     kCFRunLoopEntry = (1UL << 0),
     kCFRunLoopBeforeTimers = (1UL << 1),
     kCFRunLoopBeforeSources = (1UL << 2),
     kCFRunLoopBeforeWaiting = (1UL << 5),
     kCFRunLoopAfterWaiting = (1UL << 6),
     kCFRunLoopExit = (1UL << 7),
     kCFRunLoopAllActivities = 0x0FFFFFFFU
};

使用RunLoop的案例

AFNetworking

使用NSOperation+NSURLConnection并发模型都会面临NSURLConnection下载完成前线程退出导致NSOperation对象接收不到回调的问题。AFNetWorking解决这个问题的方法是按照官方的guidhttps://developer.apple.com/library/mac/documentation/Cocoa/Reference/Foundation/Classes/NSURLConnection_Class/Reference/Reference.html#//apple_ref/occ/instm/NSURLConnection/initWithRequest:delegate:startImmediately:上写的NSURLConnection的delegate方法需要在connection发起的线程runloop中调用，于是AFNetWorking直接借鉴了Apple自己的一个Demohttps://developer.apple.com/LIBRARY/IOS/samplecode/MVCNetworking/Introduction/Intro.html的实现方法单独起一个global thread，内置一个runloop，所有的connection都由这个runloop发起，回调也是它接收，不占用主线程，也不耗CPU资源。

+ (void)networkRequestThreadEntryPoint:(id)__unused object {
     @autoreleasepool {
          [[NSThread currentThread] setName:@"AFNetworking"];

NSRunLoop *runLoop = [NSRunLoop currentRunLoop];
          [runLoop addPort:[NSMachPort port] forMode:NSDefaultRunLoopMode];
          [runLoop run];
     }
}

+ (NSThread *)networkRequestThread {
     static NSThread *_networkRequestThread = nil;
     static dispatch_once_t oncePredicate;
     dispatch_once(&oncePredicate, ^{
          _networkRequestThread =
          [[NSThread alloc] initWithTarget:self
               selector:@selector(networkRequestThreadEntryPoint:)
               object:nil];
          [_networkRequestThread start];
     });

return _networkRequestThread;
}

类似的可以用这个方法创建一个常驻服务的线程。

TableView中实现平滑滚动延迟加载图片

利用CFRunLoopMode的特性，可以将图片的加载放到NSDefaultRunLoopMode的mode里，这样在滚动UITrackingRunLoopMode这个mode时不会被加载而影响到。

UIImage *downloadedImage = ...;
[self.avatarImageView performSelector:@selector(setImage:)
     withObject:downloadedImage
     afterDelay:0
     inModes:@[NSDefaultRunLoopMode]];

接到程序崩溃时的信号进行自主处理例如弹出提示等

CFRunLoopRef runLoop = CFRunLoopGetCurrent();
NSArray *allModes = CFBridgingRelease(CFRunLoopCopyAllModes(runLoop));
while (1) {
     for (NSString *mode in allModes) {
          CFRunLoopRunInMode((CFStringRef)mode, 0.001, false);
     }
}

异步测试

- (BOOL)runUntilBlock:(BOOL(^)())block timeout:(NSTimeInterval)timeout
{
     __block Boolean fulfilled = NO;
     void (^beforeWaiting) (CFRunLoopObserverRef observer, CFRunLoopActivity activity) =
     ^(CFRunLoopObserverRef observer, CFRunLoopActivity activity) {
          fulfilled = block();
          if (fulfilled) {
               CFRunLoopStop(CFRunLoopGetCurrent());
          }
     };

CFRunLoopObserverRef observer = CFRunLoopObserverCreateWithHandler(NULL, kCFRunLoopBeforeWaiting, true, 0, beforeWaiting);
     CFRunLoopAddObserver(CFRunLoopGetCurrent(), observer, kCFRunLoopDefaultMode);

// Run!
     CFRunLoopRunInMode(kCFRunLoopDefaultMode, timeout, false);

CFRunLoopRemoveObserver(CFRunLoopGetCurrent(), observer, kCFRunLoopDefaultMode);
     CFRelease(observer);

return fulfilled;
}

//NSRunLoop与NSTimer的联系

在Windows时代，大家肯定对SendMessage，PostMessage，GetMessage有所了解，这些都是windows中的消息处理函数，那对应在ios中是什么呢，其实就是NSRunloop这个东西。在ios中，所有消息都会被添加到NSRunloop中，分为‘input source’跟'timer source'种，并在循环中检查是不是有事件需要发生，如果需要那么就调用相应的函数处理。

我们在使用NSTimer的时候，可能会接触到runloop的概念，下面是一个简单的例子：

 1 - (void)viewDidLoad
 2 {
 3     [super viewDidLoad];
 4     // Do any additional setup after loading the view, typically from a nib.
 5     NSTimer * timer = [NSTimer scheduledTimerWithTimeInterval:1
 6                                               target:self
 7                                             selector:@selector(printMessage:)
 8                                             userInfo:nil
 9                                              repeats:YES];
10 }

这个时候如果我们在界面上滚动一个scrollview，那么我们会发现在停止滚动前，控制台不会有任何输出，就好像scrollView在滚动的时候将timer暂停了一样，在查看相应文档后发现，这其实就是runloop的mode在做怪。
runloop可以理解为cocoa下的一种消息循环机制，用来处理各种消息事件，我们在开发的时候并不需要手动去创建一个runloop，因为框架为我们创建了一个默认的runloop,通过[NSRunloop currentRunloop]我们可以得到一个当前线程下面对应的runloop对象，不过我们需要注意的是不同的runloop之间消息的通知方式。

接着上面的话题，在开启一个NSTimer实质上是在当前的runloop中注册了一个新的事件源，而当scrollView滚动的时候，当前的MainRunLoop是处于UITrackingRunLoopMode的模式下，在这个模式下，是不会处理NSDefaultRunLoopMode的消息(因为RunLoop Mode不一样)，要想在scrollView滚动的同时也接受其它runloop的消息，我们需要改变两者之间的runloopmode.

1 [[NSRunLoop currentRunLoop] addTimer:timer forMode:NSRunLoopCommonModes];

简单的说就是NSTimer不会开启新的进程，只是在Runloop里注册了一下，Runloop每次loop时都会检测这个timer，看是否可以触发。当Runloop在A mode，而timer注册在B mode时就无法去检测这个timer，所以需要把NSTimer也注册到A mode，这样就可以被检测到。

说到这里，在http异步通信的模块中也有可能碰到这样的问题，就是在向服务器异步获取图片数据通知主线程刷新tableView中的图片时，在tableView滚动没有停止或用户手指停留在屏幕上的时候，图片一直不会出来，可能背后也是这个runloop的mode在做怪，嘿嘿。