iOS RunLoop（三）应用与实践

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RunLoop 的调用栈

前面简单介绍了事件驱动系统，整个 iOS 应用实际上运行在一个庞大的循环体中，既然如此，所有方法的执行和调用应该都会和 RunLoop 相关。在主线程的任何一个断点，都可以在堆栈信息中看到相关的回调，这些回调一般是以下几个：

AutoReleasePool

iOS App 启动后，通过打印主线程的 RunLoop 可以发现，主线程的 RunLoop 中自动注册了两个 Observer，其回调都是 _wrapRunLoopWithAutoreleasePoolHandler()，在第一篇中我们还介绍了 Observer 监听事件的类型和优先级：

第一个 Observer：activities = 0x1, order = -2147483647，它监听的事件是即将进入 RunLoop，优先级最高，保证 AutoReleasePool 的创建和重置发生在其他所有回调之前。

第二个 Observer：activities = 0xa0, order = 2147483647，0xa0 转换成二进制即 1 << 5 && 1 << 7，因此它监听的事件是即将进入休眠和即将退出 RunLoop，优先级最低，保证 AutoReleasePool 的释放发生在其他所有回调之后。

由于在 main 函数中创建了 AutoReleasePool，我们编写的代码尤其是事件回调、计时器回调等等，都会被 RunLoop 创建好的 AutoReleasePool 环绕，保证了 RunLoop 进入、休眠、退出时管理对象的内存状态，所以不会出现内存泄漏。

事件响应

关于事件生成 UIEvent 之前，有两个概念需要了解：

IOHIDFamily 是一个内核扩展，相当于系统的 I/O Kit，是硬件和用户界面设备的桥梁。

SpringBoard 相当于 iOS 的 launcher，负责管理主屏幕，也负责接受由 IOKit.framework 产生并发送的 IOHIDEvent 事件。SpringBoard 只能接受四种事件：按键/锁屏/摇晃/触摸，这也符合 UIEvent 的类型。

当一个事件产生后，IOKit 产生事件并发送给 SpringBoard，然后 SpringBoard 负责发送给对应的 App 进程。苹果在 RunLoop 中注册了一个基于 mach port 的 Source1 用来接受系统事件，其回调为 __IOHIDEventSystemClientQueueCallback()。这个回调将事件包装成 UIEvent，再发送给 UIWindow 等等，手势事件的处理都是在这个回调中完成的。

手势识别

当上面的_UIApplicationHandleEventQueue()回调识别了一个手势时，首先会调用 Cancel 将当前的 touchesBegin/Move/End 一系列回调打断，随后将对应的 UIGestureRecognizer 标记为识别待处理。

苹果注册了一个 Observer 监听 RunLoop 即将进入休眠的事件，其回调为_UIGestureRecognizerUpdateObserver()，回调内部会获取所有被标记的 UIGestureRecognizer，并执行 UIGestureRecognizer 指定的回调方法。

当 UIGestureRecognizer 发生变化，即创建、销毁、状态改变时，都会调用这个回调。

界面更新

当操作 UI 或者手动调用了 setNeedsLayout 等方法后，UIView/CALayer 就被标记为待处理，并被添加到一个全局的容器中去。苹果在 RunLoop 中注册了一个 Observer 监听即将进入休眠和即将退出，回调为 _ZN2CA11Transaction17observer_callbackEP19__CFRunLoopObservermPv()，它会遍历所有待处理的 UIView/CALayer，执行相应的调整或绘制，然后更新 UI 界面。

所以如果主线程 RunLoop 的某一次循环中执行了大量任务，造成这个回调的执行被推迟，亦或者这个回调本身的绘制任务就非常耗时，那么这一次 RunLoop 循环就不能预期结束，如果时间超过了屏幕刷新率允许的最大时间限度（60 Hz 屏幕的最大限度为 1/60 秒），就会造成界面卡顿。

定时器

NSTimer 就是对 CFRunLoopTimerRef 的封装，一个 NSTimer 注册到 RunLoop 之后，RunLoop 会计算好它触发的时间点，并为其注册好事件。到了时间点后，RunLoop 就被唤醒去执行定时器的回调。

Timer 有个属性是 tolerance，表示允许的最大时间误差。例如执行了很耗时的任务，导致某个时间点被错过，如果超时的时间没有超过 tolerance，那么也会执行定时器任务。同时有了 tolerance，RunLoop 的唤醒频率可以稍微降低，以节省资源。

由于 Timer 是被 RunLoopMode 管理，所以切换 Mode 时要注意 Timer 的失效问题，或者直接标记为 Common。

常驻线程

应用中的耗时操作应该放到子线程中运行，但子线程中的任务执行完毕后，子线程就会被销毁，因此有些场景要求我们为子线程开启 RunLoop 让它成为常驻的后台子线程。前面的文章提到，RunLoop 在 Source/Timer/Observer 为空或者时间到期就会退出，线程也会跟着销毁。为了阻止 RunLoop 退出，需要添加一个假资源，于是出现了许多模仿旧版本 AFNetWorking 的做法：

值得注意的是，这里 port 的作用是让 RunLoop 成功启动，而不是永远不退出。RunLoop 启动时如果没有 Source/Timer/Observer 会立即退出，所以这里添加了一个 port 也就是 source。通常情况下需要外部通过 port 发送消息到 RunLoop 内，但是这里只是为了让 RunLoop 不退出。

真正实现线程常驻的是 RunLoop 自己的 run 方法，NSRunLoop 封装了三个启动方法：

第一个没有指定结束时间，第二个指定了结束时间，但前两个方法实际上都是调用了第三个方法启动 RunLoop。

PerformSelector

RunLoop 会在没有 source 和 timer 时自动退出：

最终控制台会打印111和222，而不会打印333。performSelector afterDelay 会注册一个 timer 到当前线程的 RunLoop，紧接着创建并启动 RunLoop。输出111的任务执行完之后，RunLoop 即使被设定了很长的运行时间，仍然会因为没有 source 则自动退出，因此222也可以很快输出。

参考：深入理解RunLoop