RunLoop总结:RunLoop基础知识
没有实际应用场景,很难理解一些抽象空洞的东西,所以前面几篇文章先介绍了RunLoop的几个使用场景。
另外AsyncDisplayKit中也有大量使用RunLoop的示例。
关于实际的使用RunLoop 的案例和使用场景就不总结了,今天总结一点RunLoop的基础知识和概念。
什么是RunLoop?
顾名思义,它就是一个运行循环。一个RunLoop 就是一个用于处理既定工作和接收到的外来事件的事件处理循环。RunLoop的存在目的就是当线程中有任务时,保证线程忙着干活;当线程中没有任务时,让线程睡眠,以节省资料(想想看,你是在房间里一直转圈抗饿还是躺在床上睡觉更抗饿?)。
理解了 EventLoop 就 能很好的理解RunLoop了。
简单的用伪代码来表示就是这样的:
function loop() {
initialize();
while (message != quit) {
var message = get_next_message();
process_message(message);
}
}
关于RunLoop,苹果的Cocoa
和 CoreFoundation
框架都分别提供了NSRunLoop
和 CFRunLoopRef
供开发者调用和执行操作。 CFRunLoopRef
只是一个结构体,而 NSRunLoop
是一个NSObject 对象,必然是苹果将 CFRunLoopRef
进行了封装。
需要注意的是NSRunLoop
并不是线程安全的,而 CFRunLoopRef
是线程安全的。
官方文档原文是:
Thread safety varies depending on which API you are using to manipulate your run loop.
The functions in Core Foundation are generally thread-safe and can be called from any thread.
If you are performing operations that alter the configuration of the run loop, however,
it is still good practice to do so from the thread that owns the run loop whenever possible.
The Cocoa NSRunLoop class is not as inherently thread safe as its Core Foundation counterpart.
If you are using the NSRunLoop class to modify your run loop, you should do so only from the same thread that owns that run loop.
Adding an input source or timer to a run loop belonging to a different thread could cause your code to crash or behave in an unexpected way.
接下来,看一下CFRunLoopRef
里都保存了哪些数据?
可以从CF框架源码 的 CFRunLoop.h
和CFRunLoop.c
,看看 苹果对 CFRunLoopRef
的定义。
CFRunLoopRef
是 结构体__CFRunLoop *
的重命名,由 typedef struct __CFRunLoop * CFRunLoopRef;
可知;
__CFRunLoop
的定义:
struct __CFRunLoop {
CFRuntimeBase _base;
pthread_mutex_t _lock; /* locked for accessing mode list,每次读取mode list 要加锁 */
__CFPort _wakeUpPort; // used for CFRunLoopWakeUp
Boolean _unused;
volatile _per_run_data *_perRunData; // reset for runs of the run loop
pthread_t _pthread; //与该runLoop 关联的线程
uint32_t _winthread;
CFMutableSetRef _commonModes; // set 中保存的就是 NSRunLoopCommonModes表示的mode,我们也可以将自定义的mode 添加到这个set 里。
CFMutableSetRef _commonModeItems; //添加到NSRunLoopCommonModes中的source/timer等item 都会被添加到这个set里,这在应用场景一中有打印出来。
CFRunLoopModeRef _currentMode; //RunLoop 当前执行的是哪个mode
CFMutableSetRef _modes; // 该runLoop 中所有的mode
struct _block_item *_blocks_head;
struct _block_item *_blocks_tail;
CFAbsoluteTime _runTime;
CFAbsoluteTime _sleepTime;
CFTypeRef _counterpart;
};
再来看一下RunLoopMode 的结构,之前说过RunLoopMode 中存放的是两种source/timer/observer,而 CFRunLoopModeRef
是struct __CFRunLoopMode *
重命名的(typedef struct __CFRunLoopMode *CFRunLoopModeRef;
), 看下定义就明白了:
struct __CFRunLoopMode {
CFRuntimeBase _base;
pthread_mutex_t _lock; /* must have the run loop locked before locking this */
CFStringRef _name; //mode 的name
Boolean _stopped;
char _padding[3];
CFMutableSetRef _sources0; // 保存所有source0 的set
CFMutableSetRef _sources1; // 保存所有source1 的set
CFMutableArrayRef _observers; // 保存所有observer 的数组
CFMutableArrayRef _timers; // 保存所有timer 的数组
CFMutableDictionaryRef _portToV1SourceMap;
__CFPortSet _portSet;
CFIndex _observerMask;
#if USE_DISPATCH_SOURCE_FOR_TIMERS
dispatch_source_t _timerSource;
dispatch_queue_t _queue;
Boolean _timerFired; // set to true by the source when a timer has fired
Boolean _dispatchTimerArmed;
#endif
#if USE_MK_TIMER_TOO
mach_port_t _timerPort;
Boolean _mkTimerArmed;
#endif
#if DEPLOYMENT_TARGET_WINDOWS
DWORD _msgQMask;
void (*_msgPump)(void);
#endif
uint64_t _timerSoftDeadline; /* TSR */
uint64_t _timerHardDeadline; /* TSR */
};
看完上面
__CFRunLoopMode
和__CFRunLoop
的定义,关于 RunLoop 中保存的是RunLoopMode,而RunLoopMode中保存的才是实际的任务这点没有疑问了。
如何创建一个RunLoop?
包括MainRunLoop在内,每一个RunLoop都与一个线程关联着。确切的说,是先有线程,再有RunLoop。
关于线程与RunLoop的关系,在RunLoop官方文档的第一节讲的很清楚。
我们不用,也最好不要显示的创建RunLoop,苹果提供了两个API,便于我们来获取RunLoop。
CFRunLoopGetMain()
和 CFRunLoopGetCurrent()
,分别用于获取MainRunLoop和当前线程的RunLoop(在主线程中调用CFRunLoopGetCurrent()
与CFRunLoopGetMain()
获取的其实都是MainRunLoop)。
先来看一下,这两个函数的源码实现:
CFRunLoopRef CFRunLoopGetMain(void) {
CHECK_FOR_FORK();
static CFRunLoopRef __main = NULL; // no retain needed
//通过_CFRunLoopGet0 这个关键函数,取出MainRunLoop。
if (!__main) __main = _CFRunLoopGet0(pthread_main_thread_np()); // no CAS needed
return __main;
}
CFRunLoopRef CFRunLoopGetCurrent(void) {
CHECK_FOR_FORK();
CFRunLoopRef rl = (CFRunLoopRef)_CFGetTSD(__CFTSDKeyRunLoop);
if (rl) return rl;
//通过_CFRunLoopGet0 这个关键函数,取出当前RunLoop。
return _CFRunLoopGet0(pthread_self());
}
从以上源码,可以看出RunLoop 是通过 _CFRunLoopGet0
函数来获取的,并且以线程作为参数。
这个函数的作用与 通过 key 从 NSDictionary 获取Value 极为相似。
接下来,看一下 _CFRunLoopGet0
的实现(太长不想看,可以看下面的伪代码):
static CFMutableDictionaryRef __CFRunLoops = NULL;
static CFLock_t loopsLock = CFLockInit;
// should only be called by Foundation
// t==0 is a synonym for "main thread" that always works
CF_EXPORT CFRunLoopRef _CFRunLoopGet0(pthread_t t) {
if (pthread_equal(t, kNilPthreadT)) {
t = pthread_main_thread_np();
}
__CFLock(&loopsLock);
if (!__CFRunLoops) {
__CFUnlock(&loopsLock);
CFMutableDictionaryRef dict = CFDictionaryCreateMutable(kCFAllocatorSystemDefault, 0, NULL, &kCFTypeDictionaryValueCallBacks);
CFRunLoopRef mainLoop = __CFRunLoopCreate(pthread_main_thread_np());
CFDictionarySetValue(dict, pthreadPointer(pthread_main_thread_np()), mainLoop);
if (!OSAtomicCompareAndSwapPtrBarrier(NULL, dict, (void * volatile *)&__CFRunLoops)) {
CFRelease(dict);
}
CFRelease(mainLoop);
__CFLock(&loopsLock);
}
CFRunLoopRef loop = (CFRunLoopRef)CFDictionaryGetValue(__CFRunLoops, pthreadPointer(t));
__CFUnlock(&loopsLock);
if (!loop) {
CFRunLoopRef newLoop = __CFRunLoopCreate(t);
__CFLock(&loopsLock);
loop = (CFRunLoopRef)CFDictionaryGetValue(__CFRunLoops, pthreadPointer(t));
if (!loop) {
CFDictionarySetValue(__CFRunLoops, pthreadPointer(t), newLoop);
loop = newLoop;
}
// don't release run loops inside the loopsLock, because CFRunLoopDeallocate may end up taking it
__CFUnlock(&loopsLock);
CFRelease(newLoop);
}
if (pthread_equal(t, pthread_self())) {
_CFSetTSD(__CFTSDKeyRunLoop, (void *)loop, NULL);
if (0 == _CFGetTSD(__CFTSDKeyRunLoopCntr)) {
_CFSetTSD(__CFTSDKeyRunLoopCntr, (void *)(PTHREAD_DESTRUCTOR_ITERATIONS-1), (void (*)(void *))__CFFinalizeRunLoop);
}
}
return loop;
}
如果上面的源码看不懂,那就来看一下简化后的伪代码:
/// 全局的Dictionary,key 是 pthread_t, value 是 CFRunLoopRef
static CFMutableDictionaryRef loopsDic;
/// 访问 loopsDic 时的锁
static CFSpinLock_t loopsLock;
/// 获取一个 pthread 对应的 RunLoop。
CFRunLoopRef _CFRunLoopGet(pthread_t thread) {
OSSpinLockLock(&loopsLock);
if (!loopsDic) {
// 第一次进入时,初始化全局Dic,并先为主线程创建一个 RunLoop。
loopsDic = CFDictionaryCreateMutable();
CFRunLoopRef mainLoop = _CFRunLoopCreate();
CFDictionarySetValue(loopsDic, pthread_main_thread_np(), mainLoop);
}
/// 直接从 Dictionary 里获取。
CFRunLoopRef loop = CFDictionaryGetValue(loopsDic, thread));
if (!loop) {
/// 取不到时,创建一个,一定要传一个线程参数
loop = _CFRunLoopCreate(thread);
CFDictionarySetValue(loopsDic, thread, loop);
/// 注册一个回调,当线程销毁时,顺便也销毁其对应的 RunLoop。
_CFSetTSD(..., thread, loop, __CFFinalizeRunLoop);
}
OSSpinLockUnLock(&loopsLock);
return loop;
}
大致过程,获取某个线程的RunLoop,首先以 线程作为key,从全局字典中找,如果没找到,则新建一个,并以线程为key,RunLoop为Value 存到全局字典中(如果全局字典不存在,就先初始化全局字典,并新建一个MainRunLoop 保存到全局字典中)。
我们自己在使用RunLoop时,可能比较多的是用 NSRunLoop,所以与此相关的API其实就两个:
// 往RunLoop 的 Mode 中添加一个timer
- (void)addTimer:(NSTimer *)timer forMode:(NSRunLoopMode)mode;
// 往RunLoop的 Mode 中添加一个source1任务
- (void)addPort:(NSPort *)aPort forMode:(NSRunLoopMode)mode;
// 从RunLoop的 Mode 里删除source1 任务
- (void)removePort:(NSPort *)aPort forMode:(NSRunLoopMode)mode;
如果使用CFRunLoopRef,那么常用的API也就多了几个而已:
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);
苹果公开提供的 Mode 有两个:kCFRunLoopDefaultMode (NSDefaultRunLoopMode) 和 UITrackingRunLoopMode,你可以用这两个 Mode Name 来操作其对应的 Mode。
如果要操作多个Mode,我们可以使用 kCFRunLoopCommonModes(NSRunLoopCommonModes),关于CommonModes 中包含哪几个具体的mode,可以参考 RunLoop官方文档的Run Loop Modes一节。
当然我们可以把自定义的Mode 添加都CommonModes中,可以使用如下的API来操作:
CFRunLoopAddCommonMode(CFRunLoopRef runloop, CFStringRef modeName);
接下来就是重点了,RunLoop是内部是如何来执行任务的?
CFRunLoopRun
和 CFRunLoopRunInMode
内部都调用了 CFRunLoopRunSpecific
。而 CFRunLoopRunSpecific
内部又调用了 __CFRunLoopRun
, CFRunLoopRunSpecific
和 __CFRunLoopRun
合起来就是RunLoop的完整实现了。
RunLoop官方文档的The Run Loop Sequence of Events一节介绍了RunLoop执行的10个步骤,用中文图示就是这样的:
我们可以对着伪代码和 CF框架源码、RunLoop官方文档的The Run Loop Sequence of Events一节对比着看,RunLoop内部逻辑的伪代码如下:
/// RunLoop的实现
int CFRunLoopRunSpecific(runloop, modeName, seconds, stopAfterHandle) {
/// 首先根据modeName找到对应mode
CFRunLoopModeRef currentMode = __CFRunLoopFindMode(runloop, modeName, false);
/// 如果mode里没有source/timer/observer, 直接返回。
if (__CFRunLoopModeIsEmpty(currentMode)) return;
/// 1. 通知 Observers: RunLoop 即将进入 loop。
__CFRunLoopDoObservers(runloop, currentMode, kCFRunLoopEntry);
/// 内部函数,进入loop
__CFRunLoopRun(runloop, currentMode, seconds, returnAfterSourceHandled) {
Boolean sourceHandledThisLoop = NO;
int retVal = 0;
do {
/// 2. 通知 Observers: RunLoop 即将触发 Timer 回调。
__CFRunLoopDoObservers(runloop, currentMode, kCFRunLoopBeforeTimers);
/// 3. 通知 Observers: RunLoop 即将触发 Source0 (非port) 回调。
__CFRunLoopDoObservers(runloop, currentMode, kCFRunLoopBeforeSources);
/// 执行被加入的block
__CFRunLoopDoBlocks(runloop, currentMode);
/// 4. RunLoop 触发 Source0 (非port) 回调。
sourceHandledThisLoop = __CFRunLoopDoSources0(runloop, currentMode, stopAfterHandle);
/// 执行被加入的block
__CFRunLoopDoBlocks(runloop, currentMode);
/// 5. 如果有 Source1 (基于port) 处于 ready 状态,直接处理这个 Source1 然后跳转去处理消息。
if (__Source0DidDispatchPortLastTime) {
Boolean hasMsg = __CFRunLoopServiceMachPort(dispatchPort, &msg)
if (hasMsg) goto handle_msg;
}
/// 通知 Observers: RunLoop 的线程即将进入休眠(sleep)。
if (!sourceHandledThisLoop) {
__CFRunLoopDoObservers(runloop, currentMode, kCFRunLoopBeforeWaiting);
}
/// 7. 调用 mach_msg 等待接受 mach_port 的消息。线程将进入休眠, 直到被下面某一个事件唤醒。
/// • 一个基于 port 的Source 的事件。
/// • 一个 Timer 到时间了
/// • RunLoop 自身的超时时间到了
/// • 被其他什么调用者手动唤醒
__CFRunLoopServiceMachPort(waitSet, &msg, sizeof(msg_buffer), &livePort) {
mach_msg(msg, MACH_RCV_MSG, port); // thread wait for receive msg
}
/// 8. 通知 Observers: RunLoop 的线程刚刚被唤醒了。
__CFRunLoopDoObservers(runloop, currentMode, kCFRunLoopAfterWaiting);
/// 收到消息,处理消息。
handle_msg:
/// 9.1 如果一个 Timer 到时间了,触发这个Timer的回调。
if (msg_is_timer) {
__CFRunLoopDoTimers(runloop, currentMode, mach_absolute_time())
}
/// 9.2 如果有dispatch到main_queue的block,执行block。
else if (msg_is_dispatch) {
__CFRUNLOOP_IS_SERVICING_THE_MAIN_DISPATCH_QUEUE__(msg);
}
/// 9.3 如果一个 Source1 (基于port) 发出事件了,处理这个事件
else {
CFRunLoopSourceRef source1 = __CFRunLoopModeFindSourceForMachPort(runloop, currentMode, livePort);
sourceHandledThisLoop = __CFRunLoopDoSource1(runloop, currentMode, source1, msg);
if (sourceHandledThisLoop) {
mach_msg(reply, MACH_SEND_MSG, reply);
}
}
/// 执行加入到Loop的block
__CFRunLoopDoBlocks(runloop, currentMode);
if (sourceHandledThisLoop && stopAfterHandle) {
/// 进入loop时参数说处理完事件就返回。
retVal = kCFRunLoopRunHandledSource;
} else if (timeout) {
/// 超出传入参数标记的超时时间了
retVal = kCFRunLoopRunTimedOut;
} else if (__CFRunLoopIsStopped(runloop)) {
/// 被外部调用者强制停止了
retVal = kCFRunLoopRunStopped;
} else if (__CFRunLoopModeIsEmpty(runloop, currentMode)) {
/// source/timer/observer一个都没有了
retVal = kCFRunLoopRunFinished;
}
/// 如果没超时,mode里没空,loop也没被停止,那继续loop。
} while (retVal == 0);
}
/// 10. 通知 Observers: RunLoop 即将退出。
__CFRunLoopDoObservers(rl, currentMode, kCFRunLoopExit);
}
上面的 2、3、4、5、7,其实都是 从 __CFRunLoopRun
中摘出来的。
关于RunLoop中的多种结构体以及RunLoop中的主要逻辑部分就先总结到这儿了。
RunLoop总结:RunLoop基础知识的更多相关文章
- Runloop基础知识
*:first-child { margin-top: 0 !important; } body > *:last-child { margin-bottom: 0 !important; } ...
- RunLoop基础知识以及GCD
- 1.1 字面意思 a 运行循环 b 跑圈 - 1.2 基本作用(作用重大) a 保持程序的持续运行(ios程序因而能一直活着不会死) b 处理app中的各种事件(比如触摸事件 ...
- 活到老学到老:iOS开发中的基础知识(一)
本文参考 标哥的博客:宝库iOS开发笔试题 进行学习整理.与其说是看面试题,不如说是对自己知识的巩固.工欲善其事必先利其器,基础知识不牢固可能会导致编程中的一些注意不到的问题.总之一句话:活到老,学到 ...
- 何为RunLoop?RunLoop有哪些应用场景?
一.RunLoop的作用 一个应用开始运行以后放在那里,如果不对它进行任何操作,这个应用就像静止了一样,不会自发的有任何动作发生,但是如果我们点击界面上的一个按钮,这个时候就会有对应的按钮响应事件发生 ...
- .NET面试题系列[1] - .NET框架基础知识(1)
很明显,CLS是CTS的一个子集,而且是最小的子集. - 张子阳 .NET框架基础知识(1) 参考资料: http://www.tracefact.net/CLR-and-Framework/DotN ...
- RabbitMQ基础知识
RabbitMQ基础知识 一.背景 RabbitMQ是一个由erlang开发的AMQP(Advanced Message Queue )的开源实现.AMQP 的出现其实也是应了广大人民群众的需求,虽然 ...
- Java基础知识(壹)
写在前面的话 这篇博客,是很早之前自己的学习Java基础知识的,所记录的内容,仅仅是当时学习的一个总结随笔.现在分享出来,希望能帮助大家,如有不足的,希望大家支出. 后续会继续分享基础知识手记.希望能 ...
- selenium自动化基础知识
什么是自动化测试? 自动化测试分为:功能自动化和性能自动化 功能自动化即使用计算机通过编码的方式来替代手工测试,完成一些重复性比较高的测试,解放测试人员的测试压力.同时,如果系统有不份模块更改后,只要 ...
- [SQL] SQL 基础知识梳理(一)- 数据库与 SQL
SQL 基础知识梳理(一)- 数据库与 SQL [博主]反骨仔 [原文地址]http://www.cnblogs.com/liqingwen/p/5902856.html 目录 What's 数据库 ...
随机推荐
- js的处理技巧
目前来说,处理js有两种方法: 1,通过第三方工具执行js脚本, selenium,会驱动浏览器把js全部加载出来并返回. 2,手动模拟js的执行 2.1)找到js链接,可以在idle中用print( ...
- angularjs中的run()方法使用
run方法用于初始化全局的数据,仅对全局作用域起作用. 举个栗子吧:<script type="text/javascript"> var m1 = angular.m ...
- R语言-ggplot初级
ggplot2简介: 在2005年开始出现,吸取了基础绘图系统和lattice绘图系统的优点,并利用一个强大的模型来对其进行改进,这一模型基于之前所述的一系列准则, 能够创建任意类型的统计图形 1.导 ...
- C# 传统四舍五入保留两位小数(网上流传好多错误的版本)
关于C#里面的Math.Round,很多人都会用到,而且以为是四舍五入,其实不是这样的: C#里面的Math.Round是符合IEEE标准的“四舍五入”,其实是五舍六入. 网上好多流传的下面这种方式实 ...
- [LeetCode] Find Pivot Index 寻找中枢点
Given an array of integers nums, write a method that returns the "pivot" index of this arr ...
- [LeetCode] Longest Harmonious Subsequence 最长和谐子序列
We define a harmonious array is an array where the difference between its maximum value and its mini ...
- NC二次开发常用的表
常用的表: 收费清单:pr_cr_receivables 会计月份: bd_accperiodmonth 20180416
- linux 基本使用命令
arch 显示机器的处理器架构(1) uname -m 显示机器的处理器架构(2) uname -r 显示正在使用的内核版本 dmidecode -q 显示硬件系统部件 - (SMBIOS / DMI ...
- [USACO 12JAN]Mountain Climbing
Description Farmer John has discovered that his cows produce higher quality milk when they are subje ...
- [测试题]wows
Description 山山最近在玩一款游戏叫战舰世界(steam 游戏太少了),他被大舰巨炮的魅力折服,于是山山开了一局游戏,这次发现目标是一艘战列舰新墨西哥级,舰桥很高,原本应该打在目标身后的圆形 ...