iOS開發- RunLoop

RunLoop用於管理事件的迴圈處理機制。運行迴圈在應用程式的主線程中自動啟動，負責監聽和分發各種事件，包括用戶交互（如觸摸事件）、定時器事件、選擇器調用和其他非同步回調。

運行迴圈的作用

運行迴圈的主要作用包括：

• 處理輸入事件：運行迴圈監聽用戶的輸入，如觸摸、點擊和滑動事件，並將它們分發到適當的處理程式。
• 調度定時器：運行迴圈管理定時器（NSTimer）的執行，確保在指定的時間觸發事件。
• 執行選擇器調用：通過 performSelector:withObject:afterDelay: 等方法安排的選擇器調用會在運行迴圈中執行。
• 管理非同步任務：運行迴圈與非同步API協作，如網路請求，處理完成後的回調。
• 保持線程活躍：運行迴圈使得主線程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。

運行迴圈的組成

運行迴圈由以下幾個核心組件組成：

• 輸入源（Input Sources）：非基於埠的輸入源（如用戶交互事件）和基於埠的輸入源（用於線程或進程間通信）。
• 定時源（Timer Sources）：定時器事件，可以在指定的時間點觸發。
• 運行迴圈模式（Run Loop Modes）：運行迴圈可以配置為不同的模式，每種模式定義了運行迴圈在該模式下可以處理的輸入源和定時器。這允許運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對象，可以被添加到RunLoop中，以便在RunLoop達到特定的運行階段時接收通知。

CFRunLoopObserver可以關註以下幾種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。

開發可以創建Observers並指定它們關註的活動，以及一個回調函數，當RunLoop達到這些活動時，回調函數將被調用。

創建和添加Observer的示例代碼如下：

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

CFRunLoopAddObserver(CFRunLoopGetCurrent(), observer, kCFRunLoopDefaultMode);

在這個例子中創建了一個Observer，它會在RunLoop即將休眠前觸發。使用CFRunLoopObserverCreateWithHandler函數來創建Observer，並提供了一個block作為回調函數。然後使用CFRunLoopAddObserver將Observer添加到當前的RunLoop中。

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

RunLoop的運行邏輯

RunLoop的運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包含系統內核和其他線程的事件。

4. 處理Blocks：如果有block被添加到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非同步派發到主隊列的任務或處理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的其他註意事項

• 主線程的RunLoop在應用程式啟動時已經被自動創建和啟動，因為主線程負責處理UI事件和其他用戶交互。
• 子線程的RunLoop預設不會啟動，需要手動管理。如果在子線程中需要長時間運行的任務，並且需要處理事件，可能需要手動啟動RunLoop。
• RunLoop與線程是一一對應的，它在第一次獲取時創建，線上程結束時銷毀。