RunLoop 详解 - 技术栈

概述：

RunLoop 是一个核心的 iOS 机制，它是 事件循环机制 的实现，负责管理线程的执行和调度。RunLoop 能够持续监听输入事件（如用户触摸、定时器、网络请求等）并分发给相应的处理方法，从而保持应用程序持续运行。

核心功能：

处理异步事件： RunLoop 可以管理事件源，比如定时器、触摸事件、网络响应等，确保这些事件在合适的时机被触发。
控制线程执行： 通过控制线程是否处于休眠或运行状态，RunLoop 能够让线程处于活跃状态，并等待事件的发生。
保持线程活跃： 如果没有事件需要处理，RunLoop 会让线程进入休眠状态，节省系统资源。

1. 为什么需要 RunLoop？

背景：

在多线程编程中，主线程 （UI线程）必须保持活跃，才能响应用户的操作和刷新界面。没有 RunLoop，即便你创建了一个线程，也不能有效地等待和处理外部事件。

UI更新 ：当我们触发按钮点击等操作时，事件会通过 RunLoop 传递给相应的处理方法，确保 UI 在需要的时候得到更新。
后台任务 ：在后台线程处理任务时，我们也需要 RunLoop 来监听定时器、网络请求等异步任务。

没有 RunLoop，线程就像失去了生命，即使任务没完成，它也会直接退出。

2. RunLoop 的基本工作原理

基本流程：

RunLoop 启动 ：线程启动后，会进入 RunLoop 循环。
等待事件 ：RunLoop 会等待外部事件的发生，比如触摸事件、定时器触发、网络回调等。
事件处理 ：当事件发生时，RunLoop 会将事件分发到对应的处理方法（例如响应按钮点击事件、定时器回调等）。
继续运行 ：当事件处理完后，RunLoop 会继续等待新的事件，或者退出。

RunLoop 状态：

休眠状态 ：当没有事件需要处理时，RunLoop 处于休眠状态。休眠时，线程不会消耗过多的 CPU 资源。
活跃状态 ：当有事件发生时，RunLoop 被唤醒，进入活跃状态来处理这些事件。

3. 常见用法

(1) 主线程的 RunLoop

主线程的 RunLoop 是自动开启的，常用于UI事件处理 和异步任务的等待。

例如，在处理定时器时，你可能希望在主线程中定期执行某些操作：

objectivec 复制代码

NSTimer *timer = [NSTimer scheduledTimerWithTimeInterval:1.0 target:self selector:@selector(updateUI) userInfo:nil repeats:YES];
[[NSRunLoop mainRunLoop] addTimer:timer forMode:NSRunLoopCommonModes];

定时器 会定期触发 updateUI 方法。
NSRunLoopCommonModes 确保定时器在滚动、拖动等事件中也能继续触发。

(2) 自定义线程的 RunLoop

对于自定义线程（非主线程），你需要手动创建并启动 RunLoop：

objectivec 复制代码

- (void)startCustomThread {
    NSThread *customThread = [[NSThread alloc] initWithTarget:self selector:@selector(runThread) object:nil];
    [customThread start];
}

- (void)runThread {
    @autoreleasepool {
        // 创建并启动 RunLoop
        [[NSRunLoop currentRunLoop] run]; // 必须显式调用，线程才能持续运行
    }
}

[[NSRunLoop currentRunLoop] run] 启动线程的 RunLoop，使其持续运行，处理事件。

(3) 使用 RunLoop 处理定时器

objectivec 复制代码

NSTimer *timer = [NSTimer timerWithTimeInterval:2.0 target:self selector:@selector(handleTimer) userInfo:nil repeats:YES];
[[NSRunLoop currentRunLoop] addTimer:timer forMode:NSRunLoopCommonModes];

这样可以确保定时器的回调不会被滚动等事件阻塞。
NSRunLoopCommonModes 模式确保在用户滚动屏幕时，定时器依然可以触发。

4. 解决实际问题：

(1) 主线程阻塞问题

RunLoop 可以有效避免主线程阻塞。很多时候我们需要执行耗时操作（比如网络请求），但不能让主线程被阻塞，否则界面无法响应。

objectivec 复制代码

- (void)fetchData {
    NSURL *url = [NSURL URLWithString:@"https://example.com"];
    NSURLRequest *request = [NSURLRequest requestWithURL:url];
    
    NSURLSessionDataTask *task = [[NSURLSession sharedSession] dataTaskWithRequest:request completionHandler:^(NSData *data, NSURLResponse *response, NSError *error) {
        // 网络请求完成后，更新 UI
        dispatch_async(dispatch_get_main_queue(), ^{
            // 更新 UI
        });
    }];
    
    [task resume];
}

通过 dispatch_async 把 UI 更新放到主线程，避免主线程阻塞。
事件循环 让主线程保持活跃，直到请求完成，才处理回调。

(2) 后台任务与定时器的配合

当我们在后台线程执行定时任务时，必须确保线程运行不被中断。使用 RunLoop 能保证后台线程的活跃：

objectivec 复制代码

- (void)performBackgroundTask {
    [NSThread detachNewThreadSelector:@selector(executeBackgroundTask) toTarget:self withObject:nil];
}

- (void)executeBackgroundTask {
    @autoreleasepool {
        NSTimer *timer = [NSTimer scheduledTimerWithTimeInterval:1.0 target:self selector:@selector(backgroundTask) userInfo:nil repeats:YES];
        [[NSRunLoop currentRunLoop] addTimer:timer forMode:NSDefaultRunLoopMode];
        [[NSRunLoop currentRunLoop] run];  // 保持线程活跃
    }
}

- (void)backgroundTask {
    NSLog(@"Background task executed");
}

通过 RunLoop 保证定时器在后台线程中正常触发，否则后台线程执行完毕后会自动退出，定时器就会停止。

5. 注意事项与优缺点

优点：

节省系统资源 ：通过在没有事件时让线程进入休眠状态，RunLoop 可以有效减少不必要的 CPU 消耗。
异步任务管理：能够很方便地在多线程中管理事件源（如定时器、网络请求等），确保线程在等待事件时不会结束。
灵活的线程控制 ：RunLoop 提供了灵活的方式来控制线程，确保线程在处理事件时能一直活跃。

缺点：

不能主动退出 ：RunLoop 只会在有事件时才会退出，如果没有事件源，线程会一直保持休眠状态，因此我们需要手动管理退出条件。
性能问题：过多的事件源可能会增加线程的调度开销，影响应用的性能。
内存管理 ：RunLoop 本身并不负责对象的内存管理，所以在使用时要注意内存泄漏（例如通过定时器等引用）。