【iOS】—— Runloop和多线程问题总结

runloop总结

1. runloop简介

runloop是一种高级的循环机制，让程序持续运行，并处理程序中的事件，让线程在须要的时候忙起来，不须要的时候休眠。
主线程的runloop包管应用程序的存活，从而可以实时接收到用户的响应，可以或许触发事件。
2. runloop的基本作用

保持程序持续运行，节省CPU资源，提高程序性能。
3. 获取runloop的流程

程序开始时第一次获取runloop的时候，一定获取的是主线程的runloop。在获取runloop的函数中会定义一个全局的字典变量，该字典是以线程为key，获取的runloop为value，生存到字典中。方便之后获取runloop的时候可以先遍历字典找一找之前有没有获取。如果字典没有对应的runloop，再获取对应线程的runloop。
4. runloop和线程的关系

• 每条线程都有唯一与之对应的runloop对象。
  
• 线程刚创建的时候，并没有runloop对象，runloop会在第一次获取它的时候创建。
  
• 主线程默认开启自动开启runloop，子线程须要手动获取对应的runloop。
  
• 当线程竣事之后，runloop也会随之销毁。
  

5. runloop中的Mode有几种以及作用

runloop中有5种Mode：

• NSDefaultRunLoopMode： app默认的Mode，主线程就在这个状态下运行。
  
• UITrackingRunLoopMode： 界面跟踪，用于scrollview的触摸滑动，包管界面不会受其他Mode的影响。
  
• UIInitializationRunLoopMode：在程序刚启动的时候进入的第一个Mode，然后就切换到NSDefaultRunLoopMode。
  
• kCFRunLoopCommonModes： 这是一种标记Mode，事件可以运行在所有标记的Mode中，也可以添加观察者。
  
• GSEventReceiveRunLoopMode: 接受系统事件的内部 Mode,通常用不到。
  

一个RunLoop包含若干个Mode,每个Mode又包含若干个Source/Timer/Observer

常用的有三种Mode：

• NSDefaultRunLoopMode, 默认的模式, 有事件响应的时候, 会阻塞往事件。
  
• NSRunLoopCommonModes, 普通模式, 不会影响任何事件。
  
• UITrackingRunLoopMode, 只能是有事件的时候才会响应的模式。
  

6.runloop的事件源

输入源：通常用于处理基于文件描述符的事件，可以将外部事件与runloop关联起来，使runloop可以监听这些事件，而且举行相应的处理。
定时源：用于在指定时间隔断触发事件，实用于须要定期实验的任务。通过定时器在特定的时间触发回调方法。
7. 讲一下source0和source1

source0和source1都属于CFRunLoopSourceRef，而CFRunLoopSourceRef是对于输入事件源的抽象。
source0和source1都是在runloop中描述事件的触发机制。source0用于处理手动触发的事件，source1用于处理系统或者其他线程之间的事件。
source0(不会叫醒runloop):

• source0是非基于端口的事件源，用于处理应用程序内部生成的事变。
  
• 通常响应和处理一些特定的应用程序级事件，例如：触摸事件，用户交互事件。
  
• source0事件通常由应用程序自身生成和处理，不涉及线程间通讯。
  

source1(会叫醒runloop):

• source1是基于端口的事件源，用于处理与其他进程或者内核之间的交互。
  
• 通常处理一些系统级事件，如：网络数据，定时器事件。
  
• source1事件的处理涉及与其他进程或内核的通讯，比如举行网络数据的读写、处理文件描述符的状态变革等。
  

示例：
用户用手辅导击app界面时，会先触摸到硬件，屏幕会将这个事件先包装成Event，Event先告诉source1（mach_port）叫醒runloop，然后将这个事件Event分发给source0，让source0处理该事件。
8. runloop的六种观察者模式

1. //观测的时间点有一下几个
2. typedef CF_OPTIONS(CFOptionFlags, CFRunLoopActivity) {
3.     kCFRunLoopEntry = (1UL << 0),   //   即将进入RunLoop
4.     kCFRunLoopBeforeTimers = (1UL << 1), // 即将处理Timer
5.     kCFRunLoopBeforeSources = (1UL << 2), // 即将处理Source
6.     kCFRunLoopBeforeWaiting = (1UL << 5), //即将进入休眠
7.     kCFRunLoopAfterWaiting = (1UL << 6),// 刚从休眠中唤醒
8.     kCFRunLoopExit = (1UL << 7),// 即将退出RunLoop
9.     kCFRunLoopAllActivities = 0x0FFFFFFFU
10. };

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9. 针对定时器在滑动时停止工作的问题

• 在创建定时器的时候，而且不做任何操作的时候，定时器处于NSDefaultRunLoopMode下。
  
• 当按住鼠标拖拽视图的时候，runloop就竣事了NSDefaultRunLoopMode，切换到UITrackingRunLoopMode，但是在这个模式下，并没有添加NSTimer，以是定时器就不工作了。
  
• 松开鼠标的时候，runloop就竣事UITrackingRunLoopMode模式，回到NSDefaultRunLoopMode模式，NSTimer就开始工作了。
  

10. 如何解决定时器不准确的原因

• runloop的循环过程中，NSTimer的触发事件阻塞，导致循环不能举行，延误了NSTimer的触发时间。
  
• runloop的循环过程中，主线程在某一时候发生阻塞，导致循环不能举行，延误了NSTimer的触发时间。
  
• 切换了runloop的运行模式，导致NSTimer在原有的模式下不能正常触发。
  

怎样解决：

• 只管克制将NSTimer放入容易阻塞的主线程中。
  
• 克制将耗时的操作放到NSTimer的线程中。
  
• 克制在NSTimer中举行耗时的操作，如果不能克制，就将操作转移到其他线程。
  

11. 什么是常驻线程，线程保活

• 常驻线程： 指在应用程序在运行期间始终存在的线程，用于实验持续运行的任务，这些线程通常不会由于任务实验完成而停止，而是持续运行以支持应用程序的正常运行。
  
• 线程保活：一种确保线程持续运行的机制，即使在没有任务的时候，也能包管线程存活。
  

多线程

1. 队多线程的明白

好处

• 使用多线程可以把占据时间长的任务放到后台去处理。
  
• 程序运行速度大概加快。
  
• 在等待任务(用户输入，网络收发数据)的实现上，多线程比力有效。
  

弊端

• 如果有大量线程，由于操作系统须要在他们之间切换。
  
• 更多的线程须要更多的内存空间。
  
• 线程的中断须要考虑对程序运行的影响。
  
• 须要防止程序死锁的环境。
  

2. iOS多线程的方式有哪几种

实现多线程的方法：

更倾向于GCD和NSOperation，封装更高级，使用起来更方便。
3. 有效过GCD吗

• 在其他线程请求完备数据，在主线程更新UI
  

1.   //让处理在主线程中执行
2.         dispatch_async(dispatch_get main_queue(), ^{
3.                 /*
4.                  *只在主线程可以执行的处理
5.                  *例如用户界面更新
6.                  */
7.         });

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• Manager封装网络请求，可以使用GCD实现
  

1. - (void)once {        //GCD的一次性代码(只执行一次)
2.     static dispatch_once_t onceToken;
3.     dispatch_once(&onceToken, ^{
4.         // 只执行1次的代码(这里面默认是线程安全的)
5.     });
6. }

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• GCD定时器
  

1. - (void)after {
2.     NSLog(@"run -- 0");
3.     dispatch_after(dispatch_time(DISPATCH_TIME_NOW, (int64_t)(2.0 * NSEC_PER_SEC)), dispatch_get_main_queue(), ^{
4.         // 2秒后异步执行这里的代码...
5.        NSLog(@"run -- 2");
6.     });
7. }

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• 信号量加锁包管线程安全
  

1.      dispatch_semaphore_t semalook = dispatch_semaphore_create(1);
2.    
3.     dispatch_async(dispatch_get_global_queue(0, 0), ^{
4.         dispatch_semaphore_wait(semalook, DISPATCH_TIME_FOREVER);
5.         NSLog(@"1开始");
6.         sleep(2);
7.         NSLog(@"1结束");
8.         dispatch_semaphore_signal(semalook);
9.     });
10.    
11.     dispatch_async(dispatch_get_global_queue(0, 0), ^{
12.         dispatch_semaphore_wait(semalook, DISPATCH_TIME_FOREVER);
13.         NSLog(@"2开始");
14.         sleep(2);
15.         NSLog(@"2结束");
16.         dispatch_semaphore_signal(semalook);
17.     });

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4. GCD的队列类型

可以使用dispatch_queue_create来创建对象，须要传入两个参数，第一个参数表示队列的唯一标识符，用于DEBUG，可为空；第二个参数用来识别是串行队列还是并发队列。DISPATCH_QUEUE_SERIAL表示串行队列，DISPATCH_QUEUE_CONCURRENT表示并发队列。

1. // 串行队列的创建方法
2. dispatch_queue_t queue= dispatch_queue_create("test.queue", DISPATCH_QUEUE_SERIAL);
3. // 并发队列的创建方法
4. dispatch_queue_t queue= dispatch_queue_create("test.queue", DISPATCH_QUEUE_CONCURRENT);

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5. NSOperationQueue和GCD的区别以及上风

区别：

• GCD实验的效率更高，队列中实验的是由block构成的任务，写起来比力方便。
  
• GCD只支持FIFO的队列，但是NSOperationQueue可以设置最大并发数，设置优先级，添加依赖，调整顺序。
  
• NSOperationQueue可以在队列中设置依赖关系，但是GCD只能通过设置串行队列，或者在队列内添加barrier(dispatch_barrier_async)任务，才能控制实验顺序,较为复杂。
  
• NSOperationQueue由于面向对象，以是支持KVO，可以监测operation是否正在实验（isExecuted）、是否竣事（isFinished）、是否取消（isCanceld）
  

6. 线程安全的处理本领

• 互斥锁（Mutex）：使用互斥锁可以确保同时时间只有一个线程访问共享资源，在Objective-C中，可以使用@synchronized关键字来创建互斥锁。
  

1. @synchronized (self) {
2.     // 访问共享资源的代码
3. }

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• 自旋锁（Spin Lock）：自旋锁是一种忙等待锁，不断尝试获取锁，直到成功为止。在Objective-C中，可以使用os_unfair_lock来创建自旋锁。
  

1. os_unfair_lock_t lock = &(OS_UNFAIR_LOCK_INIT);
2. os_unfair_lock_lock(lock);
3. // 访问共享资源的代码
4. os_unfair_lock_unlock(lock);

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• 信号量（Semaphore）：信量是一种数器，用于控制同时访问某个资源的线程数目，在Objective-C中可以使用dispatch_semaphore来创建信号量。
  

1. dispatch_semaphore_t semaphore = dispatch_semaphore_create(1);
2. dispatch_semaphore_wait(semaphore, DISPATCH_TIME_FOREVER);
3. // 访问共享资源的代码
4. dispatch_semaphore_signal(semaphore);

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• 原子操作（Atomic Operations）：原子操作是一种特的操作，可以确保对共享资源的读写操作是原子的，即不会被其他线程停止。在Objective-C中，可以使用atomic键字来声明属性原子类型。
  

1. @property (atomic, strong) NSObject *sharedObject;

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• 串行队列（Serial Queue）：使用串行队列可以确保任务按顺序实验，从而避多个线程同时访问共享资源。可以使用GCD(Grand Central Dispatch）来创建串行队列。
  

1. dispatch_queue_t serialQueue = dispatch_queue_create("com.example.serialQueue DISPATCH_QUEUE_SERIAL);
2. dispatch_async(serialQueue, ^{
3.     // 访问共享资源的代码
4. });

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