Runloop

一.我们先来介绍runloop的基础知识

1. 什么是runloop ?

字面意思理解就是，运行循环。但是，要说的话，我认为是这样的，每一个线程都有一个一一对应的runloop，只有主线程的runloop是自动创建的，子线程runloop是不会自动创建的，需要的时候，需要我们自己去创建，那么问题来了，什么时候去创建runloop，官方文档明确写出，runloop在第一次获取的时候创建，就是说除非我们主动的创建他，否则在子线程不会存在runloop。那么这里就引出一个问题，为什么子线程不可以像主线程一样自动创建runloop，这里我们就需要弄清楚一个问题，runloop是干什么的？ runloop实际上是一个对象，这个对象管理了其需要处理的事件和消息 并且提供提供了一个入口函数执行上面的eventloop的逻辑，线程执行了这个函数之后就会一直处于这个函数的内部 “接受消息－>等待－>处理”的循环中，知道这个循环结束(比如传入quit消息)，函数返回。用我们的白话来说的话，runloop就是用来管理线程的，有了他的管理可以节省我们cup资源，但是这个只是针对，我们一直的使用的线程，比如主线程，对于其它子线程如果没有什么必要，不必须去创建一个runloop，即使线程处于睡眠还是会占用一定的系统资源。

/// 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
loop = _CFRunLoopCreate();
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;
}

CFRunLoopRef CFRunLoopGetMain() {
return _CFRunLoopGet(pthread_main_thread_np());
}

CFRunLoopRef CFRunLoopGetCurrent() {
return _CFRunLoopGet(pthread_self());
}

源码可以看出，runloop存放在dictionary key是pthread_t，value是CFRunloop,获取一个线程对应的runloop是对应的流程是1.如果是第一次进入，初始化全局dic,并为主线程创建一个runloop。

2.直接从dictionary里获取，如果取不到，去创建一个。

3.注册一个回调，当线程销毁时,顺便也销毁其对应的runloop。

讲到这里有必要谈深入一下runloop内部的结构

每一个runloop对应一个thread，他们是一一对应的关系。每一个CFRunloop对应多个 CFRunLoopMode，一个CFRunloop又对应多个，CFRunloop,CFRunloopTimer,CFRunLoopObserver
每一次调用runloop主函数时，都会指定一个mode这个mode称作currentmode，如果要切换mode只能退出runloop，为什么要这么做呢？因为为了分隔开不同组的 Source/Timer/Observer，让其互不影响。

RunLoop 的 Mode
CFRunLoopMode和CFRunloop 的结构大致如下:

struct __CFRunLoopMode {
CFStringRef _name;            // Mode Name, 例如 @"kCFRunLoopDefaultMode"
CFMutableSetRef _sources0;    // Set
CFMutableSetRef _sources1;    // Set
CFMutableArrayRef _observers; // Array
CFMutableArrayRef _timers;    // Array
...
};

struct __CFRunLoop {
CFMutableSetRef _commonModes;     // Set
CFMutableSetRef _commonModeItems; // Set<Source/Observer/Timer>
CFRunLoopModeRef _currentMode;    // Current Runloop Mode
CFMutableSetRef _modes;           // Set
...
};

这里有个概念叫做"commonmodes"：一个mode可以将自己标记为"common"属性（通过将其modename添加到runloop的commonmodes中）。每当runloop的内容容易发生变化时,runloop都会自动将_commonModelIteams里的source/observer/timer，同步到具有 "common"标记的所有mode里。应用场景举例，主线程的runloop里有两个预设置的mode：KCFRunLoopDefaultMode和UITrackingRunLoopMode。这两个mode都已经被标记为"common"属性。defaultmode是app平时所处的状态，trackingrunloopmode是追踪scrollview滑动的是状态。当你创建一个timer并加到，defaultmode时，timer会得到重复的回调，但此时，滑动一个tableview时,runloop会将mode切换为trackingrunloopmode，这时,timer就不会被回调，并且也不会影响到滑动的操作。

CFRunLoopSourceRef 是事件产生的地方。source有两个版本:source0和source1。source0 只包含了一个回调（函数指针）它并不能主动触发事件。使用时，你需要先调用CFRunloopSourceSignal(source),将这个source标记为待处理，然后，手动调用CFRunLoopWakeUp(runloop)来唤醒runloop，让其处理这个事件，source1包含了一个match_port和一个回调（函数指针），被用于通过内核和其它线程相互发送消息。这种source能主动唤醒runloop的线程，其原理下面会讲到。
CFRunLoopTimerRef 是基于时间的触发器，它和 NSTimer 是toll-free bridged 的，可以混用。其包含一个时间长度和一个回调（函数指针）。当其加入到 RunLoop 时，RunLoop会注册对应的时间点，当时间点到时，RunLoop会被唤醒以执行那个回调。
CFRunLoopObserverRef 是观察者，每个 Observer 都包含了一个回调（函数指针），当 RunLoop 的状态发生变化时，观察者就能通过回调接受到这个变化。
Source/Timer/Observer 被统称为 mode item，一个 item 可以被同时加入多个 mode。但一个 item 被重复加入同一个 mode 时是不会有效果的。如果一个 mode 中一个 item 都没有，则 RunLoop 会直接退出，不进入循环。