1.为什么 NSTimer 有时候不好使?
因为创建的 NSTimer
默认是被加入到了 defaultMode
,所以当 Runloop
的 Mode
变
化时,当前的 NSTimer
就不会工作了。
2.AFNetworking 中如何运用 Runloop?
RunLoop
启动前内部必须要有至少一个Timer/Observer/Source
,所以AFNetworking
在[runLoop run]
之前先创建了一个新的NSMachPort
添加进去了。
通常情况下,调用者需要持有这个 NSMachPort
(mach_port
) 并在外部线程通过这个
port
发送消息到loop
内;但此处添加port
只是为了让RunLoop
不至于退出,并没有用于实际的发送消息。
当需要这个后台线程执行任务时, AFNetworking
通过调用
[NSObject performSelector:onThread:..]
将这个任务扔到了后台线程的 RunLoop
3.autoreleasePool在何时被释放?
App
启动后,苹果在主线程RunLoop
里注册了两个Observer
其回调都是 _wrapRunLoopWithAutoreleasePoolHandler
() 。
第一个 Observer
监视的事件是 Entry
(即将进入 Loop
),其回调内会调用
_objc_autoreleasePoolPush
() 创建自动释放池。其order
是-2147483647 ,优先
级最高,保证创建释放池发生在其他所有回调之前。
第二个 Observer监视了两个事件: BeforeWaiting
(准备进入休眠) 时调用
objc_autoreleasePoolPop
() 和objc_autoreleasePoolPush
() 释放旧的池并创建新池; Exit
(即将退出 Loop
)时调用 _objc_autoreleasePoolPop
() 来释放自动释放
池。这个 Observer
的 order
是 2147483647 ,优先级最低,保证其释放池子发生在其他所有回调之后。
在主线程执行的代码,通常是写在诸如事件回调、 Timer 回调内的。这些回调会被
RunLoop
创建好的AutoreleasePool
环绕着,所以不会出现内存泄漏,开发者也不必显示创建 Pool 了。
4.PerformSelector:afterDelay:这个方法在子线程中是否起作用?为什么?怎么解决?
不起作用,子线程默认没有 Runloop
,也就没有 Timer
。
解决的办法是可以使用 GCD
来实现: Dispatch_after
5.RunLoop 的Mode
关于 Mode
首先要知道一个 RunLoop
对象中可能包含多个 Mode
,且每次调用 RunLoop
的主函数时,只能指定其中一个 Mode(CurrentMode)
。切换 Mode
,需要重新指定一个 Mode
。主要是为了分隔开不同的 Source
、 Timer
、 Observer
,让它们之间互不影响。
当 RunLoop
运行在 Mode1
上时,是无法接受处理 Mode2
或 Mode3
上的Source Timer Observer
事件的总共是有五种 CFRunLoopMode
:
kCFRunLoopDefaultMode
:默认模式,主线程是在这个运行模式下运行UITrackingRunLoopMode
:跟踪用户交互事件(用于ScrollView
追踪触摸滑动,保证界面滑动时不受其他 Mode
影响)
UIInitializationRunLoopMod
:在刚启动App
时第进入的第一个Mode
,启动完成后就不再使用GSEventReceiveRunLoopMode
:接受系统内部事件,通常用不到kCFRunLoopCommonModes
:伪模式,不是一种真正的运行模式,是同步Source/Timer/Observer 到多个Mode 中的一种解决方案
6.RunLoop的实现机制
对于 RunLoop
而言最核心的事情就是保证线程在没有消息的时候休眠,在有消息时唤醒,以提高程序性能。 RunLoop
这个机制是依靠系统内核来完成的(苹果操作系统核心组件 Darwin
中的 Mach
)。
RunLoop
通过mach_msg
() 函数接收、发送消息。它的本质是调用函数mach_msg_trap
() ,相当于是一个系统调用,会触发内核状态切换。在用户态调用mach_msg_trap
() 时会切换到内核态;内核态中内核实现的mach_msg
() 函数会完成实际的工作。
即基于 port
的 source1
,监听端口,端口有消息就会触发回调;而 source0
,要手动标记为待处理和手动唤醒 RunLoop
大致逻辑为:
1、通知观察者 RunLoop
即将启动。
2、通知观察者即将要处理 Timer
事件。
3、通知观察者即将要处理 source0
事件。
4、处理 source0
事件。
5、如果基于端口的源( Source1 )
准备好并处于等待状态,进入步骤9。
6、通知观察者线程即将进入休眠状态。
7、将线程置于休眠状态,由用户态切换到内核态,直到下面的任一事件发生才唤醒线程。
(1)一个基于 port
的 Source1
的事件(图里应该是 source0
)。
(2)一个 Timer
到时间了。
(3)RunLoop
自身的超时时间到了。
(4)被其他调用者手动唤醒。
8、通知观察者线程将被唤醒。
9、处理唤醒时收到的事件。
(1)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。
(2)如果输入源启动,传递相应的消息。
(3)如果 RunLoop被显示唤醒而且时间还没超时,重启 RunLoop 。进入步骤2
10、通知观察者 RunLoop
结束。
7.怎么创建一个常驻线程?
1、为当前线程开启一个 RunLoop
(第一次调用 [NSRunLoop currentRunLoop]
方法时
实际是会先去创建一个 RunLoop
)
2、向当前 RunLoop
中添加一个 Port/Source
等维持 RunLoop
的事件循环(如果 RunLoop
的mode
中一个item
都没有,RunLoop
会退出)
3、启动该 RunLoop
8.RunLoop的数据结构
NSRunLoop(Foundation)
是CFRunLoop(CoreFoundation)
的封装,提供了面向对象的API
RunLoop
相关的主要涉及五个类:
CFRunLoop
:RunLoop
对象
CFRunLoopMode
:运行模式
CFRunLoopSource
:输入源/事件源
CFRunLoopTimer
:定时源
CFRunLoopObserver
:观察者
1、CFRunLoop
由 pthread
(线程对象,说明 RunLoop
和线程是一一对应的)、currentMode
(当前所处的运行模式)、 modes (多个运行模式的集合)、 commonModes
(模式名称字符串集合)、
commonModelItems
(Observer
,Timer
,Source
集合)构成
2、CFRunLoopMode
由 name
source0
source1
observers
timers
构成
3、CFRunLoopSource
分为 source0
和 source1
两种
source0:
即非基于port
的,也就是用户触发的事件。需要手动唤醒线程,将当前线程从内核态切换到用户态
source1:
基于port
的,包含一个 mach_port
和一个回调,可监听系统端口和通过内核和其他线程发送的消息,能主动唤醒RunLoop
,接收分发系统事件。具备唤醒线程的能力
4、CFRunLoopTimer
基于时间的触发器,基本上说的就是 NSTimer
。在预设的时间点唤醒 RunLoop
执行回调。因为它是基于 RunLoop
的,因此它不是实时的(就是 NSTimer
是不准确的。 因为 RunLoop
只负责分发源的消息。如果线程当前正在处理繁重的任务,就有可能导致 Timer 本次延时,或者少执行一次)。
5、CFRunLoopObserver
监听以下时间点: CFRunLoopActivity
kCFRunLoopEntry : RunLoop
准备启动
kCFRunLoopBeforeTimers
: RunLoop
将要处理一些Timer
相关事件
kCFRunLoopBeforeSources
:RunLoop
将要处理一些Source
事件
kCFRunLoopBeforeWaiting
: RunLoop
将要进行休眠状态,即将由用户态切换到内核态
kCFRunLoopAfterWaiting
:RunLoop
被唤醒,即从内核态切换到用户态后
kCFRunLoopExit
: RunLoop
退出
kCFRunLoopAllActivities
: 监听所有状态
6、各数据结构之间的联系
线程和 RunLoop
一一对应, RunLoop
和 Mode
是一对多的, Mode
和 source
、 timer
、 observer
也是一对多的
9.解释一下 NSTimer
NSTimer
其实就是 CFRunLoopTimerRef
,他们之间是toll-free bridged
的。一个NSTimer
注册到RunLoop
后,RunLoop
会为其重复的时间点注册好事件。例如
10:00, 10:10, 10:20 这几个时间点。RunLoop
为了节省资源,并不会在非常准确的时间点回调这个 Timer
。 Timer
有个属性叫做 Tolerance
(宽容度),标示了当时间点到后,容许有多少最大误差。
如果某个时间点被错过了,例如执行了一个很长的任务,则那个时间点的回调也会跳过去,不会延后执行。就比如等公交,如果 10:10时我忙着玩手机错过了那个点的公交,那我只能等 10:20 这一趟了。
CADisplayLink
是一个和屏幕刷新率一致的定时器(但实际实现原理更复杂,和NSTimer
并不一样,其内部实际是操作了一个Source
)。如果在两次屏幕刷新之间执行了一个长任务,那其中就会有一帧被跳过去(和 NSTimer
相似),造成界面卡顿的感觉。在快速滑动 TableView
时,即使一帧的卡顿也会让用户有所察觉。
Facebook
开源的AsyncDisplayLink
就是为了解决界面卡顿的问题,其内部也用到了 RunLoop
10.解释一下事件响应的过程?
苹果注册了一个 Source1
(基于 mach port
的) 用来接收系统事件,其回调函数为_IOHIDEventSystemClientQueueCallback
() 。
当一个硬件事件(触摸/锁屏/摇晃等)发生后,首先由 IOKit.framework
生成一个 IOHIDEvent
事件并由 SpringBoard
接收。这个过程的详细情况可以参考这里。
SpringBoard
只接收按键(锁屏/静音等),触摸,加速,接近传感器等几种Event
,随后用 mach port
转发给需要的 App
进程。随后苹果注册的那个 Source1
就会触发回调,并调用_UIApplicationHandleEventQueue
() 进行应用内部的分发。
_UIApplicationHandleEventQueue
() 会把IOHIDEvent
处理并包装成UIEvent
进行处理或分发,其中包括识别 UIGesture
/ / UIWindow
等。通常事件比如 UIButton
点击、 touchesBegin
/Move
/End
/Cancel
事件都是在这个回调中完成的。
11.解释一下手势识别的过程?
当上面的 _UIApplicationHandleEventQueue
()识别了一个手势时,其首先会调用 Cancel
将当前的touchesBegin
/Move
/End
系列回调打断。随后系统将对应的UIGestureRecognizer
标记为待处理。
苹果注册了一个 Observer
监测 BeforeWaiting
( Loop
即将进入休眠) 事件,这个
Observer
的回调函数是 _UIGestureRecognizerUpdateObserver
() ,其内部会获取所有刚被标记为待处理的 GestureRecognizer
,并执行 GestureRecognizer
的回调。
当有 UIGestureRecognizer
的变化(创建/销毁/状态改变)时,这个回调都会进行相应处理。
12.利用 runloop解释一下页面的渲染的过程?
当我们调用 [UIView setNeedsDisplay]
时,这时会调用当前 View.layer
的 [view.layer setNeedsDisplay]
方法。
这等于给当前的 layer
打上了一个脏标记,而此时并没有直接进行绘制工作。而是会到当前的 Runloop
即将休眠,也就是 beforeWaiting
时才会进行绘制工作。
紧接着会调用 [CALayer display]
,进入到真正绘制的工作。 CALayer
层会判断自己的 delegate
有没有实现异步绘制的代理方法 displayer
: ,这个代理方法是异步绘制的入口,如果没有实现这个方法,那么会继续进行系统绘制的流程,然后绘制结束。
CALayer
内部会创建一个Backing Store
,用来获取图形上下文。接下来会判断这个layer
是否有delegate
。
如果有的话,会调用 [layer.delegate drawLayer:inContext:]
,并且会返回给我们[UIView DrawRect:]
的回调,让我们在系统绘制的基础之上再做一些事情。
如果没有 delegate
,那么会调用 [CALayer drawInContext:]
。
以上两个分支,最终 CALayer
都会将位图提交到 Backing Store
,最后提交给 GPU。至此绘制的过程结束。
13.什么是异步绘制?
异步绘制,就是可以在子线程把需要绘制的图形,提前在子线程处理好。将准备好的图像数据直接返给主线程使用,这样可以降低主线程的压力。
异步绘制的过程
要通过系统的 [view.delegate displayLayer:]
这个入口来实现异步绘制。
代理负责生成对应的 Bitmap
设置该 Bitmap为 layer.contents
属性的值
以上就是本次分享,感谢观看!