iOS 涨薪： Run Loop 面试题

时间 2021-06-21

标签 git github 数组数据结构 app ide oop 性能 this 栏目 iOS 繁體版

原文原文链接

Run Loopgit

运行循环github

app 程序只有不停地运行, 才能不断响应用户的操做

Run Loop 两大功能:数组

睡眠中，等待消息
处理消息

从睡眠中 -> 处理消息, 须要一个唤醒的过程数据结构

一、讲讲 RunLoop, 项目中有用到吗？app

appDelegate, 是一个 RunLoop 对象ide

RunLoop 的基本做用：oop

保持程序的持续运行性能

节省 CPU 的资源，提升程序的性能（没有事情，就请休眠，不要功耗。有事情，就处理）ui

二、 RunLoop 内部实现逻辑？this

RunLoop 里面有不少种模式，他在运行的过程当中，只会选择一种来运行

Modes，就是 RunLoop 平时要作的事情

Core Foundation 中关于 RunLoop 的 5 个类：

CFRunLoopRef

CFRunLoopModeRef

CFRunLoopSourceRef

CFRunLoopTimerRef

CFRunLoopObserverRef

CFRunLoopModeRef

CFRunLoopModeRef 表明 RunLoop 的运行模式
一个 RunLoop 包含若干个 Modes, 每一个 Mode 又包含若干个 Source0 / Source1 / Timer / Observer
RunLoop 启动时，只能选择其中一个 Mode, 做为 currentMode
若是须要切换 Mode, 只能退出当前 Loop, 再从新选择一个 Mode 进入

不一样组的 Source0 / Source1 / Timer / Observer 能分割开来，互不影响

若是 Mode 里没有任何 Source0 / Source1 / Timer / Observer ， RunLoop 会马上退出

__CFRunLoop 的数据结构

struct __CFRunLoop {
    CFRuntimeBase _base;
    pthread_mutex_t _lock;            /* locked for accessing mode list */
    __CFPort _wakeUpPort;            // used for CFRunLoopWakeUp 
    Boolean _unused;
    volatile _per_run_data *_perRunData;              // reset for runs of the run loop
    
    
    
    pthread_t _pthread;
    uint32_t _winthread;
    
    
    
    CFMutableSetRef _commonModes;
    CFMutableSetRef _commonModeItems;
    
    
    CFRunLoopModeRef _currentMode;
    

    // 这里有一个集合
    // 装的是一些 CFRunLoopModeRef 
    CFMutableSetRef _modes;
    // _modes 里面有不少 mode ( CFRunLoopModeRef )
    // 其中有一个 mode 是 _currentMode （ 当前模式 ）
    
    
    struct _block_item *_blocks_head;
    struct _block_item *_blocks_tail;
    CFAbsoluteTime _runTime;
    CFAbsoluteTime _sleepTime;
    CFTypeRef _counterpart;
};

进入 mode

CFRunLoopModeRef 的数据结构

typedef struct __CFRunLoopMode *CFRunLoopModeRef;

struct __CFRunLoopMode {
    CFRuntimeBase _base;
    pthread_mutex_t _lock;    /* must have the run loop locked before locking this */
    
    
    
    CFStringRef _name;
    Boolean _stopped;
    char _padding[3];
    
    
    
    // 这两个集合，装的是 CFRunLoopSourceRef 对象
    CFMutableSetRef _sources0;
    CFMutableSetRef _sources1;
    // 对应平时的事情：
    // 包括点击事件，刷新 UI 事件，performSelector
    
    
    
    
    // 这个数组，装的是 CFRunLoopObserverRef 对象
    CFMutableArrayRef _observers;
    // 监听器
    
    
    // 这个数组，装的是 CFRunLoopTimerRef 对象
    CFMutableArrayRef _timers;
    // 对应计时器， 定时器
    
    
    CFMutableDictionaryRef _portToV1SourceMap;
    __CFPortSet _portSet;
    CFIndex _observerMask;
#if USE_DISPATCH_SOURCE_FOR_TIMERS
    dispatch_source_t _timerSource;
    dispatch_queue_t _queue;
    Boolean _timerFired; // set to true by the source when a timer has fired
    Boolean _dispatchTimerArmed;
#endif
#if USE_MK_TIMER_TOO
    mach_port_t _timerPort;
    Boolean _mkTimerArmed;
#endif
#if DEPLOYMENT_TARGET_WINDOWS
    DWORD _msgQMask;
    void (*_msgPump)(void);
#endif
    uint64_t _timerSoftDeadline; /* TSR */
    uint64_t _timerHardDeadline; /* TSR */
};

三、 RunLoop 和线程的关系？

每条线程，都有惟一的一个，与之对应的 RunLoop 对象

runloops[thread] = runloop

RunLoop 保存在一个全局的 Dictionary 里，线程做为 Key, RunLoop 做为 Value
线程刚建立时，并无 RunLoop 对象， RunLoop 会在第一次获取它时，建立
RunLoop 会在线程结束时，销毁

线程都没有了，runloop 也就没有意义了

子线程，要什么 runloop?
没有 runloop , 就是命令行，调用一次就完结

有了 runloop, 能够反复休眠、唤醒、处理消息

主线程的 RunLoop 已经自动获取（建立），子线程默认没有开启 RunLoop

子线程中，获取一下 currentRunLoop, 就建立开启了 RunLoop

CFRunLoopRef CFRunLoopGetCurrent(void) {
    CHECK_FOR_FORK();
    CFRunLoopRef rl = (CFRunLoopRef)_CFGetTSD(__CFTSDKeyRunLoop);
    if (rl) return rl;
    
    // 从这里拿
    return _CFRunLoopGet0(pthread_self());
}

进入详情

// should only be called by Foundation
// t==0 is a synonym for "main thread" that always works
CF_EXPORT CFRunLoopRef _CFRunLoopGet0(pthread_t t) {
    if (pthread_equal(t, kNilPthreadT)) {
    t = pthread_main_thread_np();
    }
    __CFLock(&loopsLock);
    if (!__CFRunLoops) {
        __CFUnlock(&loopsLock);
    CFMutableDictionaryRef dict = CFDictionaryCreateMutable(kCFAllocatorSystemDefault, 0, NULL, &kCFTypeDictionaryValueCallBacks);
    CFRunLoopRef mainLoop = __CFRunLoopCreate(pthread_main_thread_np());
    CFDictionarySetValue(dict, pthreadPointer(pthread_main_thread_np()), mainLoop);
    if (!OSAtomicCompareAndSwapPtrBarrier(NULL, dict, (void * volatile *)&__CFRunLoops)) {
        CFRelease(dict);
    }
    CFRelease(mainLoop);
        __CFLock(&loopsLock);
    }
    CFRunLoopRef loop = (CFRunLoopRef)CFDictionaryGetValue(__CFRunLoops, pthreadPointer(t));
    __CFUnlock(&loopsLock);
    if (!loop) {
    CFRunLoopRef newLoop = __CFRunLoopCreate(t);
        __CFLock(&loopsLock);
        
        
     // 从字典里面，获取 runloop 对象
    // __CFRunLoops 字典
    // pthreadPointer(t) ，键 key
    
    
    loop = (CFRunLoopRef)CFDictionaryGetValue(__CFRunLoops, pthreadPointer(t));
    
    // runloop 对象 loop 不存在，就新建
    if (!loop) {
            // 字典中，设置
            //   __CFRunLoops  字典
            //   pthreadPointer(t)，键 key
            //   newLoop， 值  value
        CFDictionarySetValue(__CFRunLoops, pthreadPointer(t), newLoop);
        loop = newLoop;
    }
        // don't release run loops inside the loopsLock, because CFRunLoopDeallocate may end up taking it
        __CFUnlock(&loopsLock);
    CFRelease(newLoop);
    }
    if (pthread_equal(t, pthread_self())) {
        _CFSetTSD(__CFTSDKeyRunLoop, (void *)loop, NULL);
        if (0 == _CFGetTSD(__CFTSDKeyRunLoopCntr)) {
            _CFSetTSD(__CFTSDKeyRunLoopCntr, (void *)(PTHREAD_DESTRUCTOR_ITERATIONS-1), (void (*)(void *))__CFFinalizeRunLoop);
        }
    }
    return loop;
}

线程之间通讯（交互），通常经过端口 port 的形式

四、 timer 和 runloop 的关系？

五、程序中添加每 3 秒响应一次的 NSTimer, 当拖动 tableView 时 timer 可能没法响应，要怎么解决？

CFRunLoopModeRef

常见的 2 种 Mode:

kCFRunLoopDefaultMode ( NSDefaultRunLoopMode ) : App 的默认 Mode, 一般主线程是在这个 Mode 下运行
UITrackingRunLoopMode: 界面跟踪 Mode，用于 ScrollView 追踪触摸滚动，保证界面滚动时，不受其余 Mode 的影响

切换 Mode：

是在 while 的循环中进行，至关于一次 goto, 或者 continue

六、 RunLoop 是怎么响应用户操做的，具体流程是什么样的？

RunLoop 的运行逻辑

七、说说 RunLoop 的几种状态

切换 RunLoop 的模式，须要 RunLoop 退出和从新进入

/* Run Loop Observer Activities */
typedef CF_OPTIONS(CFOptionFlags, CFRunLoopActivity) {
  kCFRunLoopEntry = (1UL << 0),
  // 即将进入 Loop
  
  
  
  kCFRunLoopBeforeTimers = (1UL << 1),
  // 即将处理 Timer
  
  
  kCFRunLoopBeforeSources = (1UL << 2),
  // 即将处理 Source
  
  
  kCFRunLoopBeforeWaiting = (1UL << 5),
  // 即将进入休眠
  
  
  kCFRunLoopAfterWaiting = (1UL << 6),
  // 刚从休眠中唤醒
  // 唤醒
  
  
  
  kCFRunLoopExit = (1UL << 7),
  // 即将退出 Loop
  
  
  kCFRunLoopAllActivities = 0x0FFFFFFFU
};

RunLoop 的 Before 什么，就是即将处理什么

八、 runloop 的 mode 做用是什么？

source 0
处理触摸 ( 点击 )事件
performSelector: onThread: (把方法放在子线程，去执行)

- (void)touchesBegan:(NSSet<UITouch *> *)touches withEvent:(UIEvent *)event{
    
    
    NSLog(@"%s", __func__);
   // 断点， bt 一下 
    
    
}

点击一下，进入断点

(lldb) bt
* thread #1, queue = 'com.apple.main-thread', stop reason = breakpoint 1.1

// 咱们的 source code
  * frame #0: 0x0000000104d2eed4 RunLooper`-[ViewController touchesBegan:withEvent:](self=0x00007fe015509870, _cmd="touchesBegan:withEvent:", touches=1 element, event=0x00006000016998c0) at ViewController.m:43:1
    frame #1: 0x00007fff48cb94e2 UIKitCore`forwardTouchMethod + 323
    frame #2: 0x00007fff48cb938e UIKitCore`-[UIResponder touchesBegan:withEvent:] + 49
    frame #3: 0x00007fff48cc82ab UIKitCore`-[UIWindow _sendTouchesForEvent:] + 622
    frame #4: 0x00007fff48cca311 UIKitCore`-[UIWindow sendEvent:] + 4501
    frame #5: 0x00007fff48ca4755 UIKitCore`-[UIApplication sendEvent:] + 356
    frame #6: 0x00007fff48d2f552 UIKitCore`__dispatchPreprocessedEventFromEventQueue + 7628
    frame #7: 0x00007fff48d32716 UIKitCore`__handleEventQueueInternal + 6584
    
    
    // 处理事件
    frame #8: 0x00007fff48d28fb9 UIKitCore`__handleHIDEventFetcherDrain + 88
    
    
    // source 0
    frame #9: 0x00007fff23da0d31 CoreFoundation`__CFRUNLOOP_IS_CALLING_OUT_TO_A_SOURCE0_PERFORM_FUNCTION__ + 17
    frame #10: 0x00007fff23da0c5c CoreFoundation`__CFRunLoopDoSource0 + 76
    
    
    
    // source 0
    frame #11: 0x00007fff23da0434 CoreFoundation`__CFRunLoopDoSources0 + 180
    frame #12: 0x00007fff23d9b02e CoreFoundation`__CFRunLoopRun + 974
    frame #13: 0x00007fff23d9a944 CoreFoundation`CFRunLoopRunSpecific + 404
    frame #14: 0x00007fff38ba6c1a GraphicsServices`GSEventRunModal + 139
    frame #15: 0x00007fff48c8b9ec UIKitCore`UIApplicationMain + 1605
    frame #16: 0x0000000104d2f182 RunLooper`main(argc=1, argv=0x00007ffeeaecfd30) at main.m:18:12
    frame #17: 0x00007fff51a231fd libdyld.dylib`start + 1

source 1

基于 port 的线程间通讯
系统事件捕捉

（例如：在屏幕上点一下，产生一个点击事件，
这个点击事件，一开始，属于 source 1，
再包装成 source 0 ，来处理）
屏幕点击， source 1 捕捉，分发到 source 0 来处理

Timers

NSTimer
performSelector: withObject: afterDelay:

Observers

用于监听 RunLoop 的状态
UI 刷新（ before waiting ）

监听器一旦监听到, runLoop 要休眠了，
他就会在 runLoop 休眠以前，
刷新 UI 界面

自动释放池， autoReleasePool

runLoop 休眠以前, 清理一下自动释放池

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代码 github