[移动开发]RunLoop理解（二）数据结构

CFRunLoopRef

RunLoopRef

RunLoop 对象的底层就是一个 CFRunLoopRef结构体，它里面存储着：

_pthread:RunLoop与线程是一一对应关系

_commonModes:存储着NSString对象的集合（Mode的名称）

_commonModelItems:存储着被标记为通用模式的Sourece0 / Source1 / Timer / Observer

_currentMode: RunLoop 当前的运行模式

_modes:存储着RunLoop所有的Mode（CFRunLoopModeRef）模式

// CFRunLoop.h
typedef struct __CFRunLoop * CFRunLoopRef;
// CFRunLoop.c
struct __CFRunLoop {
    pthread_t _pthread;  // 与线程一一对应
    CFMutableSetRef _commonModes;
    CFMutableSetRef _commonModeItems;
    CFRunLoopModeRef _currentMode;
    CFMutableSetRef _modes;
    ...
};

CFRunLoopModeRef

CFRunLoopModeRef 代表 RunLoop 的运行模式；

一个RunLoop包含若干个Mode，作为currentMode；

RunLoop启动时只能选择其中一个Model，作为currentModel；

如果需要切换Mode，只能退出当前Loop，再重新选择一个Mode进入，切换模式不会导致程序退出；

不同Model中的Source0 / Source1/ Timer / Observer 能分隔开来，互不影响；

如果Mode里没有任何Source0 / Source1 / Timer / Observer ，RunLoop会立马退出。

// CFRunLoop.h
typedef struct __CFRunLoopMode *CFRunLoopModeRef;
// CFRunLoop.c
struct __CFRunLoopMode {
    CFStringRef _name;             // mode 类型，如：NSDefaultRunLoopMode
    CFMutableSetRef _sources0;     // CFRunLoopSourceRef
    CFMutableSetRef _sources1;     // CFRunLoopSourceRef
    CFMutableArrayRef _observers;  // CFRunLoopObserverRef
    CFMutableArrayRef _timers;     // CFRunLoopTimerRef
    ...
};

RunLoop 的常见模式

备注：

• NSDefaultRunLoopMode和NSRunLoopCommonModes属于Foundation框架；
• KCFRunLoopDefaultMode和KCFRunLoopCommonModes属于Core Foundation框架；
• 前者是对后者的封装，作用相同。

CFRunLoopModeRef这样设计有什么好处？Runloop为什么会有多个Mode？

Mode做到了屏蔽的效果，当RunLoop运行在Mode1下面的时候，是处理不了Mode2的事件的；

比如NSDefaultRunLoopMode默认模式和UITrackingRunLoopMode滚动模式，滚动屏幕的时候就会切换到滚动模式，就不用去处理默认模式下的事件了，保证了UITableView等的滚动顺畅。

CFRunLoopSourceRef

在RunLoop中有两个很重要的概念，一个是上面提到的模式，还有一个就是事件源。事件源分为输入源（Input Sources）和定时器源（Timer Sources）两种；

输入源（Input Sources）又分为Source0和Source1两种，以下__CFRunLoopSources中的共用体union中的version0和version1就分别对应Source0和Source1。

// CFRunLoop.h
typedef struct __CFRunLoopSource * CFRunLoopSourceRef;
// CFRunLoop.m
struct __CFRunLoopSource {
    CFRuntimeBase _base;
    uint32_t _bits;
    pthread_mutex_t _lock;
    CFIndex _order;                         /* immutable */
    CFMutableBagRef _runLoops;
    union {
        CFRunLoopSourceContext version0;    /* immutable, except invalidation */
        CFRunLoopSourceContext1 version1;   /* immutable, except invalidation */
    } _context;
};

Source0 和 Source1 的区别：

CFRunLoopTimerRef

• CFRunloopTimer和NSTimer是 toll-free bridged 的，可以相互转换；
• performSelector:withObject:afterDelay:方法会创建timer并添加到RunLoop中。

// CFRunLoop.h
typedef struct CF_BRIDGED_MUTABLE_TYPE(NSTimer) __CFRunLoopTimer * CFRunLoopTimerRef;
// CFRunLoop.c
struct __CFRunLoopTimer {
    CFRuntimeBase _base;
    uint16_t _bits;
    pthread_mutex_t _lock;
    CFRunLoopRef _runLoop;           // 添加该 timer 的 RunLoop
    CFMutableSetRef _rlModes;        // 所有包含该 timer 的 modeName
    CFAbsoluteTime _nextFireDate;
    CFTimeInterval _interval;        /* immutable 理想时间间隔 */    
    CFTimeInterval _tolerance;       /* mutable 时间偏差 */  
    uint64_t _fireTSR;               /* TSR units */
    CFIndex _order;                  /* immutable */
    CFRunLoopTimerCallBack _callout; /* immutable 回调入口 */
    CFRunLoopTimerContext _context;  /* immutable, except invalidation */
};

CFRunLoopObserverRef

作用

• CFRunLoopObserverRef用来监听RunLoop的 6 种活动状态

/* Run Loop Observer Activities */
typedef CF_OPTIONS(CFOptionFlags, CFRunLoopActivity) {
    kCFRunLoopEntry = (1UL << 0),          // 即将进入 RunLoop
    kCFRunLoopBeforeTimers = (1UL << 1),   // 即将处理 Timers
    kCFRunLoopBeforeSources = (1UL << 2),  // 即将处理 Sources
    kCFRunLoopBeforeWaiting = (1UL << 5),  // 即将进入休眠
    kCFRunLoopAfterWaiting = (1UL << 6),   // 刚从休眠中唤醒
    kCFRunLoopExit = (1UL << 7),           // 即将退出 RunLoop
    kCFRunLoopAllActivities = 0x0FFFFFFFU  // 表示以上所有状态
};

• UI 刷新（BeforeWaiting）
• Autorelease pool（BeforeWaiting）

定义

// CFRunLoop.h
typedef struct __CFRunLoopObserver * CFRunLoopObserverRef;
// CFRunLoop.c
struct __CFRunLoopObserver {
    CFRuntimeBase _base;
    pthread_mutex_t _lock;
    CFRunLoopRef _runLoop;              // 添加该 observer 的 RunLoop
    CFIndex _rlCount;
    CFOptionFlags _activities;          /* immutable 监听的活动状态 */
    CFIndex _order;                     /* immutable */
    CFRunLoopObserverCallBack _callout; /* immutable 回调入口 */
    CFRunLoopObserverContext _context;  /* immutable, except invalidation */
};

CFRunLoopObserverRef中的_activities用来保存RunLoop的活动状态。当RunLoop的状态发生改变时，通过回调_callout通知所有监听这个状态的Observer。