iOS Runloop（面試題）

LeeJTom發表於2018-03-20
iOSOOP面試題

由一道題所引發的思考（抄書）。

NSRunLoop的以下描述錯誤的是（）
A. Runloop並不是由系統自動控制的
B. 有3類物件可以被run loop監控：sources，timers，observers
C. 執行緒是預設啟動run loop的
D. NSTimer可手動新增到新建的NSRunLoop中

Runloop基本概念

Runloop 是什麼？Runloop 還是比較顧名思義的一個東西，說白了就是一種迴圈，只不過它這種迴圈比較高階。一般的 while 迴圈會導致 CPU 進入忙等待狀態，而 Runloop 則是一種“閒”等待，這部分可以類比 Linux 下的 epoll。當沒有事件時，Runloop 會進入休眠狀態，有事件發生時， Runloop 會去找對應的 Handler 處理事件。Runloop 可以讓執行緒在需要做事的時候忙起來，不需要的話就讓執行緒休眠。

蘋果官方文件的圖:

iOS Runloop（面試題）

圖中展現了 Runloop 線上程中的作用：從 input source 和 timer source 接受事件，然後線上程中處理事件。

Runloop 與執行緒

  • Runloop 和執行緒是繫結在一起的。每個執行緒（包括主執行緒）都有一個對應的 Runloop 物件。我們並 不能自己建立 Runloop 物件，但是可以獲取到系統提供的 Runloop 物件。
  • 主執行緒的 Runloop 會在 應用啟動的時候完成啟動，其他執行緒的 Runloop 預設並不會啟動，需要我們 手動啟動。

Input Source 和 Timer Source

這兩個都是 Runloop 事件的來源，其中 Input Source 又可以分為三類：

  • Port-Based Sources，系統底層的 Port 事件，例如 CFSocketRef ，在應用層基本用不到
  • Custom Input Sources，使用者手動建立的 Source
  • Cocoa Perform Selector Sources， Cocoa 提供的 performSelector 系列方法，也是一種事件源

Timer Source 顧名思義就是指定時器事件了。

Runloop Observer（CFRunLoopActivity）

Runloop 通過監控 Source 來決定有沒有任務要做，除此之外，我們還可以用 Runloop Observer 來監控 Runloop 本身的狀態。 Runloop Observer 可以監控下面的 runloop 事件：

CFRunLoopObserver是觀察者，可以監聽runLoop的狀態改變

/* Run Loop Observer Activities */
typedef CF_OPTIONS(CFOptionFlags, CFRunLoopActivity) { 
kCFRunLoopEntry = (1UL << 0), //即將進入Runloop
kCFRunLoopBeforeTimers = (1UL << 1), //即將處理NSTimer 
kCFRunLoopBeforeSources = (1UL << 2), //即將處理Sources 
kCFRunLoopBeforeWaiting = (1UL << 5), //即將進入休眠 
kCFRunLoopAfterWaiting = (1UL << 6), //剛從休眠中喚醒 
kCFRunLoopExit = (1UL << 7), //即將退出runloop 
kCFRunLoopAllActivities = 0x0FFFFFFFU //所有狀態改變
};
複製程式碼

Runloop Mode

在監視與被監視中，Runloop 要處理的事情還挺複雜的。為了讓 Runloop 能專心處理自己關心的那部分事情，引入了 Runloop Mode 概念。

iOS Runloop（面試題）
如圖所示，Runloop Mode 實際上是 Source，Timer 和 Observer 的集合，不同的 Mode 把不同組的 Source，Timer 和 Observer 隔絕開來。Runloop 在某個時刻只能跑在一個 Mode 下，處理這一個 Mode 當中的 Source，Timer 和 Observer。

蘋果文件中提到的 Mode 有五個，分別是：

  • NSDefaultRunLoopMode
  • NSConnectionReplyMode
  • NSModalPanelRunLoopMode
  • NSEventTrackingRunLoopMode
  • NSRunLoopCommonModes

iOS 中公開暴露出來的只有 NSDefaultRunLoopMode 和 NSRunLoopCommonModes。
NSRunLoopCommonModes 實際上是一個 Mode 的 集合，預設包括 NSDefaultRunLoopMode 和 NSEventTrackingRunLoopMode。

與 Runloop 相關的坑

常開發中，與 runLoop 接觸得最近可能就是通過 NSTimer 了。一個 Timer 一次只能加入到一個 RunLoop 中。我們日常使用的時候，通常就是加入到當前的 runLoop 的 default mode 中，而 ScrollView 在使用者滑動時，主執行緒 RunLoop 會轉到 UITrackingRunLoopMode 。而這個時候， Timer 就不會執行。

有如下兩種解決方案：

  • 第一種: 設定RunLoop Mode，例如NSTimer,我們指定它執行於 NSRunLoopCommonModes ，這是一個Mode的集合。註冊到這個 Mode 下後，無論當前 runLoop 執行哪個 mode ，事件都能得到執行。
  • 第二種: 另一種解決Timer的方法是，我們在另外一個執行緒執行和處理 Timer 事件，然後在主執行緒更新UI。

在 AFNetworking 3.1中，就有相關的程式碼，如下：

//AFNetworkActivityIndicatorManager.m l:227
- (void)startActivationDelayTimer {
    self.activationDelayTimer = [NSTimer
                                 timerWithTimeInterval:self.activationDelay target:self selector:@selector(activationDelayTimerFired) userInfo:nil repeats:NO];
    [[NSRunLoop mainRunLoop] addTimer:self.activationDelayTimer forMode:NSRunLoopCommonModes];
}

複製程式碼

這裡就是新增了一個計時器，由於指定了 NSRunLoopCommonModes，所以不管 RunLoop 出於什麼狀態，都執行這個計時器任務。

關於文章提到的題目

選項C是錯誤的

C. 執行緒是預設啟動run loop的

因為：主執行緒的 Runloop 會在 應用啟動的時候完成啟動，其他執行緒的 Runloop 預設並不會啟動，需要我們 手動啟動。

參考資料

Runloop

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