iOS開發- RunLoop

机械心發表於2024-07-26
iOSOOP

RunLoop用於管理事件的迴圈處理機制。執行迴圈在應用程式的主執行緒中自動啟動，負責監聽和分發各種事件，包括使用者互動（如觸控事件）、定時器事件、選擇器呼叫和其他非同步回撥。

執行迴圈的作用

執行迴圈的主要作用包括：

  • 處理輸入事件：執行迴圈監聽使用者的輸入，如觸控、點選和滑動事件，並將它們分發到適當的處理程式。
  • 排程定時器：執行迴圈管理定時器（NSTimer）的執行，確保在指定的時間觸發事件。
  • 執行選擇器呼叫：透過 performSelector:withObject:afterDelay: 等方法安排的選擇器呼叫會在執行迴圈中執行。
  • 管理非同步任務：執行迴圈與非同步API協作，如網路請求，處理完成後的回撥。
  • 保持執行緒活躍：執行迴圈使得主執行緒在沒有工作時處於休眠狀態，有工作時醒來處理，有效地管理CPU資源。

執行迴圈的組成

執行迴圈由以下幾個核心元件組成：

  • 輸入源（Input Sources）：非基於埠的輸入源（如使用者互動事件）和基於埠的輸入源（用於執行緒或程序間通訊）。
  • 定時源（Timer Sources）：定時器事件，可以在指定的時間點觸發。
  • 執行迴圈模式（Run Loop Modes）：執行迴圈可以配置為不同的模式，每種模式定義了執行迴圈在該模式下可以處理的輸入源和定時器。這允許執行迴圈根據當前的活動調整其行為。

觀察者

Observers（觀察者）是一種監聽RunLoop不同活動階段的機制。是CFRunLoopObserver物件，可以被新增到RunLoop中，以便在RunLoop達到特定的執行階段時接收通知。

CFRunLoopObserver可以關注以下幾種RunLoop活動（事件）：

  • kCFRunLoopEntry：進入RunLoop時觸發。
  • kCFRunLoopBeforeTimers：RunLoop處理定時器之前觸發。
  • kCFRunLoopBeforeSources：RunLoop處理輸入源之前觸發。
  • kCFRunLoopBeforeWaiting：RunLoop進入休眠等待輸入源之前觸發。
  • kCFRunLoopAfterWaiting：RunLoop被喚醒後，處理完喚醒事件之前觸發。
  • kCFRunLoopExit：退出RunLoop時觸發。

開發可以建立Observers並指定它們關注的活動，以及一個回撥函式，當RunLoop達到這些活動時，回撥函式將被呼叫。

建立和新增Observer的示例程式碼如下：

CFRunLoopObserverRef observer = CFRunLoopObserverCreateWithHandler(kCFAllocatorDefault, kCFRunLoopBeforeWaiting, YES, 0, ^(CFRunLoopObserverRef observer, CFRunLoopActivity activity) {
    // 在RunLoop即將休眠前執行的程式碼
    NSLog(@"RunLoop is about to sleep.");
});

CFRunLoopAddObserver(CFRunLoopGetCurrent(), observer, kCFRunLoopDefaultMode);

在這個例子中建立了一個Observer，它會在RunLoop即將休眠前觸發。使用CFRunLoopObserverCreateWithHandler函式來建立Observer，並提供了一個block作為回撥函式。然後使用CFRunLoopAddObserver將Observer新增到當前的RunLoop中。

使用Observers可以更精細地控制程式碼的執行時機。然而，大多數情況下，不需要直接使用Observers，因為高階API（如NSTimer、performSelector:withObject:afterDelay:等）已經足夠滿足常見的需求。

RunLoop的執行邏輯

RunLoop的執行邏輯可以分解為以下步驟：

  1. 進入Loop：當RunLoop開始時，它會通知所有註冊的Observers（觀察者）一個即將進入迴圈的事件。

  2. 處理Timers：RunLoop會通知Observers它即將處理定時器（Timers）。

  3. 處理Sources：RunLoop通知Observers它即將處理輸入源（Sources）。輸入源可以分為兩種：Source0和Source1。Source0只包含應用程式內部事件，如UI事件；Source1包含系統核心和其他執行緒的事件。

  4. 處理Blocks：如果有block被新增到RunLoop中，這些block會在這個階段執行。

  5. 處理Source0：RunLoop處理Source0事件，這可能會導致更多的block被執行。

  6. 檢查Source1：如果存在Source1事件，RunLoop會直接跳到第8步。

  7. 休眠：如果沒有立即要處理的事件，RunLoop會通知Observers它即將休眠，並等待新的事件喚醒。

  8. 被喚醒：當RunLoop被事件喚醒時，它會通知Observers，並處理事件。這可能包括處理定時器、處理GCD非同步派發到主佇列的任務或處理Source1事件。

  9. 再次處理Blocks：處理完事件後，RunLoop會再次執行步驟4中的block。

  10. 決定如何操作：根據前面的執行結果，RunLoop會決定是繼續迴圈還是退出。如果處理了事件並且還有更多的工作要做，它會回到步驟2；如果沒有更多的工作或者接收到退出指令，它會準備退出。

  11. 退出Loop：在RunLoop退出前，它會通知所有Observers一個即將退出迴圈的事件。

RunLoop的其他注意事項

  • 主執行緒的RunLoop在應用程式啟動時已經被自動建立和啟動，因為主執行緒負責處理UI事件和其他使用者互動。
  • 子執行緒的RunLoop預設不會啟動，需要手動管理。如果在子執行緒中需要長時間執行的任務，並且需要處理事件，可能需要手動啟動RunLoop。
  • RunLoop與執行緒是一一對應的，它在第一次獲取時建立，線上程結束時銷燬。

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