李洪强经典面试题145-Runloop

2022-12-01 16:31:09

李洪强经典面试题145-Runloop

 

Runloop

什么是 Runloop？

  • 从字面上讲就是运行循环。
  • 它内部就是do-while循环，在这个循环内部不断地处理各种任务。
  • 一个线程对应一个RunLoop，主线程的RunLoop默认已经启动，子线程的RunLoop得手动启动（调用run方法）

  • RunLoop只能选择一个Mode启动，如果当前Mode中没有任何Source(Sources0、Sources1)、Timer，那么就直接退出RunLoop

  • 基本的作用就是保持程序的持续运行，处理app中的各种事件。通过runloop，有事运行，没事就休息，可以节省cpu资源，提高程序性能。

Runloop对象

iOS中有2套API来访问和使用RunLoop

  • Foundation：NSRunLoop

  • Core Foundation：CFRunLoopRef

  • NSRunLoop和CFRunLoopRef都代表着RunLoop对象

  • NSRunLoop是基于CFRunLoopRef的一层OC包装，所以要了解RunLoop内部结构，需要多研究CFRunLoopRef层面的API。

Runloop与线程

  • 每条线程都有唯一的一个与之对应的RunLoop对象

  • 主线程的RunLoop已经自动创建好了，子线程的RunLoop需要主动创建

  • RunLoop在第一次获取时创建，在线程结束时销毁

获得RunLoop对象

  • Foundation

[NSRunLoop currentRunLoop]; // 获得当前线程的RunLoop对象

[NSRunLoop mainRunLoop]; // 获得主线程的RunLoop对象

  • Core Foundation

CFRunLoopGetCurrent(); // 获得当前线程的RunLoop对象

CFRunLoopGetMain(); // 获得主线程的RunLoop对象

RunLoop相关类

Core Foundation中关于RunLoop的5个类

CFRunLoopRef

CFRunLoopModeRef

CFRunLoopSourceRef

CFRunLoopTimerRef

CFRunLoopObserverRef

CFRunLoopModeRef

CFRunLoopModeRef代表RunLoop的运行模式。

一个RunLoop包含若干个Mode，每个Mode又包含若干个(set)Source/(array)Timer/(array)Observer

每次RunLoop启动时，只能指定其中一个 Mode，这个Mode被称作CurrentMode

如果需要切换Mode，只能退出Loop，再重新指定一个Mode进入

这样做主要是为了分隔开不同组的Source/Timer/Observer，让其互不影响

mode主要是用来指定事件在运行循环中的优先级的，分为：

•    NSDefaultRunLoopMode（kCFRunLoopDefaultMode）：默认，空闲状态

•    UITrackingRunLoopMode：ScrollView滑动时会切换到该Mode

•    UIInitializationRunLoopMode：run loop启动时，会切换到该mode

•    NSRunLoopCommonModes（kCFRunLoopCommonModes）：Mode集合

苹果公开提供的Mode有两个：

•    NSDefaultRunLoopMode（kCFRunLoopDefaultMode）

•    NSRunLoopCommonModes（kCFRunLoopCommonModes）

CFRunLoopTimerRef

  • CFRunLoopTimerRef是基于时间的触发器

  • CFRunLoopTimerRef基本上说的就是NSTimer，它受RunLoop的Mode影响

  • GCD的定时器不受RunLoop的Mode影响

CFRunLoopSourceRef

CFRunLoopSourceRef是事件源（输入源）

按照官方文档，Source的分类

Port-Based Sources

Custom Input Sources

Cocoa Perform Selector Sources

按照函数调用栈，Source的分类

Source0：非基于Port的

Source1：基于Port的，通过内核和其他线程通信，接收、分发系统事件

CFRunLoopObserverRef

  • CFRunLoopObserverRef是观察者，能够监听RunLoop的状态改变

  • 可以监听的时间点有以下几个

    • kcfRunLoopEntry(即将进入loop)//1

    • kcfRunLoopBeforeTimers(即将处理timer)//2

    • kcfRunLoopBeforeSources(即将处理source)//4

    • kcfRunLoopBeforeWaiting(即将进入休眠)//32

    • kcfRunLoopAfterWaiting(刚从休眠中唤醒)//64

    • kcfRunLoopExit(即将退出loop)//128

  • 添加Observer

     CFRunLoopObserverRef observer = CFRunLoopObserverCreateWithHandler(CFAllocatorGetDefault(), kCFRunLoopAllActivities, YES, 0, ^(CFRunLoopObserverRef observer, CFRunLoopActivity activity) {

    NSLog(@"----监听到RunLoop状态发生改变---%zd", activity);

});

// 添加观察者：监听RunLoop的状态

CFRunLoopAddObserver(CFRunLoopGetCurrent(), observer, kCFRunLoopDefaultMode);

// 释放Observer

CFRelease(observer);

RunLoop处理逻辑

  • 通知Observer:即将进入Loop（1）

  • 通知Observer：将要处理Timer（2）

  • 通知Observer：将要处理Source0（3）

  • 处理Source0（4）

  • 如果有Source0，跳到第9步（5）

  • 通知Observer：线程即将休眠（6）

  • 休眠，等待唤醒：（7）

    • Source0(port)。

    • timer启动

    • RunLoop设置的timer已经超时

    • Runloop被外部手动唤醒

  • 通知Observer：线程将被唤醒（8）

  • 处理未处理的时间（9）

    • 如果用户定义的定时器启动，处理定时器事件并重启Runloop。进入步骤2.

    • 如果输入源启动，传递相应的消息。

    • 如果RunLopp被显式唤醒而且时间还没超时，重启RunLoop，进入步骤2.

  • 通知Observer：即将退出Loop

Runloop的应用

  • NSTimer
  • ImageView显示
  • PerformSelector
  • 常驻线程
  • 自动释放池

runloop定时源和输入源

李洪强经典面试题145-Runloop
image

  • Runloop处理的输入事件有两种不同的来源：输入源（input source）和定时源（timer source）

  • 输入源传递异步消息，通常来自于其他线程或者程序。

  • 定时源则传递同步消息，在特定时间或者一定的时间间隔发生

    NSRunLoop的实现机制,及在多线程中如何使用

    ```

  • 实现机制：回答runloop的基本作用，处理逻辑，前面都有。

  • 程序创建子线程的时候，才需要手动启动runloop。主线程的runloop已经默认启动。

  • 在多线程中，你需要判断是否需要runloop。如果需要runloop，那么你要负责配置runloop并启动。你不需要在任何情况下都去启动runloop。比如，你使用线程去处理一个预先定义好的耗时极长的任务时，你就可以无需启动runloop。Runloop只在你要和线程有交互时才需要

####runloop和线程有什么关系？

  • 主线程的run loop默认是启动的。
    iOS的应用程序里面，程序启动后会有一个如下的main()函数
    ( argc, * argv[]) {
    @autoreleasepool {
    return UIApplicationMain(argc, argv, , NSStringFromClass([AppDelegate class]));
    }
    }
    重点是UIApplicationMain()函数，这个方法会为main thread设置一个NSRunLoop对象，这就解释了：为什么我们的应用可以在无人操作的时候休息，需要让它干活的时候又能立马响应。

  • 对其它线程来说，runloop默认是没有启动的，runloop只在你要和线程有交互时才需要。

  • 在任何一个 Cocoa 程序的线程中，都可以通过以下代码来获取到当前线程的 run loop 。
    NSRunLoop *runloop = [NSRunLoop currentRunLoop];
    ```

autorelease 对象在什么情况下会被释放？

  • 分两种情况：手动干预释放和系统自动释放
  • 手动干预释放就是指定autoreleasepool,当前作用域大括号结束就立即释放
  • 系统自动去释放:不手动指定autoreleasepool,Autorelease对象会在当前的 runloop 迭代结束时释放
  • kCFRunLoopEntry(1):第一次进入会自动创建一个autorelease
  • kCFRunLoopBeforeWaiting(32):进入休眠状态前会自动销毁一个autorelease,然后重新创建一个新的autorelease
  • kCFRunLoopExit(128):退出runloop时会自动销毁最后一个创建的autorelease

对于runloop的理解不正确的是

A 每一个线程都有其对应的RunLoop

B 默认非主线程的RunLoop是没有运行的

C 在一个单独的线程中没有必要去启用RunLoop

D 可以将NSTimer添加到runloop中
  • 参考答案：C
  • 理由：说到RunLoop，它可是多线程的法定。通常来说，一个线程一次只能执行一个任务，执行完任务后就会退出线程。但是，对于主线程是不能退出的，因此我们需要让主线程即时任务执行完毕，也可以继续等待是接收事件而不退出，那么RunLoop就是关键法宝了。但是非主线程通常来说就是为了执行某一任务的，执行完毕就需要归还资源，因此默认是不运行RunLoop的。NSRunLoop提供了一个添加NSTimer的方法，这个方法是在应用正常状态下会回调。

runloop的mode作用是什么？

mode主要是用来指定事件在运行循环中的优先级的，分为：

•    NSDefaultRunLoopMode（kCFRunLoopDefaultMode）：默认，空闲状态

•    UITrackingRunLoopMode：ScrollView滑动时会切换到该Mode

•    UIInitializationRunLoopMode：run loop启动时，会切换到该mode

•    NSRunLoopCommonModes（kCFRunLoopCommonModes）：Mode集合

苹果公开提供的Mode有两个：

•    NSDefaultRunLoopMode（kCFRunLoopDefaultMode）

•    NSRunLoopCommonModes（kCFRunLoopCommonModes）

如果我们把一个NSTimer对象以NSDefaultRunLoopMode（kCFRunLoopDefaultMode）添加到主运行循环中的时候, ScrollView滚动过程中会因为mode的切换，而导致NSTimer将不再被调度。当我们滚动的时候，也希望不调度，那就应该使用默认模式。但是，如果希望在滚动时，定时器也要回调，那就应该使用common mode。

请写出NSTimer使用时的注意事项（两项即可）

思路和上一题一样，如果想要销毁timer，则必须先将timer置为失效，否则timer就一直占用内存而不会释放。造成逻辑上的内存泄漏。该泄漏不能用xcode及instruments测出来。 另外对于要求必须销毁timer的逻辑处理，未将timer置为失效，若每次都创建一次，则之前的不能得到释放，则会同时存在多个timer的实例在内存中。

参考答案：

•    注意timer添加到runloop时应该设置为什么mode

•    注意timer在不需要时，一定要调用invalidate方法使定时器失效，否则得不到释放

UITableViewCell上有个UILabel，显示NSTimer实现的秒表时间，手指滚动cell过程中，label是否刷新，为什么？

和上一题一样的思路，如果要cell滚动过程中定时器正常回调，UI正常刷新，那么要将timer放入到CommonModes下，因为是NSDefaultRunLoopMode，只有在空闲状态下才会回调。

为什么 UIScrollView 的滚动会导致 NSTimer 失效？

  • 思路和上一题一样，解决办法有2个,一个是更改mode为NSRunLoopCommonModes(无论runloop运行在哪个mode,都能运行),还有种办法是切换到主线程来更新UI界面的刷新
 //将timer添加到NSDefaultRunLoopMode中

 [NSTimer scheduledTimerWithTimeInterval: target: selector:@selector(timerTick:) userInfo: repeats:];

  //然后再添加到NSRunLoopCommonModes里

   NSTimer *timer = [NSTimer timerWithTimeInterval: target: selector:@selector(timerTick:) userInfo: repeats:];

    [[NSRunLoop currentRunLoop] addTimer:timer forMode:NSRunLoopCommonModes];

在滑动页面上的列表时，timer会暂定回调，为什么？如何解决？

  • 思路和上一题一样

在开发中如何使用RunLoop？什么应用场景？

  • 开启一个常驻线程（让一个子线程不进入消亡状态，等待其他线程发来消息，处理其他事件）
  • 在子线程中开启一个定时器

  • 在子线程中进行一些长期监控

  • 可以控制定时器在特定模式下执行

  • 可以让某些事件（行为、任务）在特定模式下执行

  • 可以添加Observer监听RunLoop的状态，比如监听点击事件的处理（在所有点击事件之前做一些事情）

文章如有问题，请留言，我将及时更正。

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