深刻浅出 RunLoop（二）：数据结构

RunLoop 系列文章

深刻浅出 RunLoop（一）：初识
深刻浅出 RunLoop（二）：数据结构
深刻浅出 RunLoop（三）：事件循环机制
深刻浅出 RunLoop（四）：RunLoop 与线程
深刻浅出 RunLoop（五）：RunLoop 与 NSTimer
深刻浅出 RunLoop（六）：相关面试题

CFRunLoopRef

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）
• _commonModeItems：存储着被标记为通用模式的Source0/Source1/Timer/Observer
• _currentMode：RunLoop当前的运行模式
• _modes：存储着RunLoop全部的 Mode（CFRunLoopModeRef）模式

typedef struct __CFRunLoop * CFRunLoopRef;

struct __CFRunLoop {
    pthread_t _pthread;  // 与线程一一对应
    CFMutableSetRef _commonModes;
    CFMutableSetRef _commonModeItems;
    CFRunLoopModeRef _currentMode;
    CFMutableSetRef _modes;
    ...
};
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CFRunLoopModeRef

• CFRunLoopModeRef表明RunLoop的运行模式；
• 一个RunLoop包含若干个 Mode，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，切换模式不会致使程序退出；
• 不一样 Mode 中的Source0/Source1/Timer/Observer能分隔开来，互不影响；
• 若是 Mode 里没有任何Source0/Source1/Timer/Observer，RunLoop会立马退出。

typedef struct __CFRunLoopMode *CFRunLoopModeRef;

struct __CFRunLoopMode {
    CFStringRef _name;             // mode 类型，如：NSDefaultRunLoopMode
    CFMutableSetRef _sources0;     // CFRunLoopSourceRef
    CFMutableSetRef _sources1;     // CFRunLoopSourceRef
    CFMutableArrayRef _observers;  // CFRunLoopObserverRef
    CFMutableArrayRef _timers;     // CFRunLoopTimerRef
    ...
};
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RunLoop 的常见模式

ModeName	描述
KCFRunLoopDefaultMode / NSDefaultRunLoopMode	默认模式
UITrackingRunLoopMode	界面追踪模式，用于 ScrollView 追踪触摸滑动，保证界面滑动时不受其余 Mode 影响；
KCFRunLoopCommonModes / NSRunLoopCommonModes	通用模式（默认包含 KCFRunLoopDefaultMode 和 UITrackingRunLoopMode） 该模式不是实际存在的一种模式，它只是一个特殊的标记，是同步Source0/Source1/Timer/Observer到多个 Mode 中的技术方案。被标记为通用模式的Source0/Source1/Timer/Observer都会存放到 _commonModeItems 集合中，会同步这些Source0/Source1/Timer/Observer到多个 Mode 中。

CFRunLoopModeRef 这样设计有什么好处？Runloop为何会有多个 Mode？

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

• Source0：（须要手动唤醒线程：添加Source0到RunLoop并不会主动唤醒线程，须要手动唤醒）
  ① 触摸事件处理
  ② performSelector:onThread:
• Source1：（具有唤醒线程的能力）
  ① 基于 Port 的线程间通讯
  ② 系统事件捕捉：系统事件捕捉是由Source1来处理，而后再交给Source0处理

CFRunLoopTimerRef

• CFRunloopTimer和NSTimer是 toll-free bridged 的，能够相互转换；
• performSelector:withObject:afterDelay:方法会建立timer并添加到RunLoop中。

struct __CFRunLoopTimer {
    CFRuntimeBase _base;
    uint16_t _bits;
    pthread_mutex_t _lock;
    CFRunLoopRef _runLoop;     // 添加该 timer 的 RunLoop
    CFMutableSetRef _rlModes;  // 全部包含该 timer 的 modeName
    CFAbsoluteTime _nextFireDate;
    CFTimeInterval _interval;  		/* immutable */    // 理想时间间隔
    CFTimeInterval _tolerance;          /* mutable */  // 时间误差
    uint64_t _fireTSR;			/* TSR units */
    CFIndex _order;			/* immutable */
    CFRunLoopTimerCallBack _callout;	/* immutable */
    CFRunLoopTimerContext _context;	/* immutable, except invalidation */
};
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CFRunLoopObserverRef

• CFRunLoopObserverRef用来监听RunLoop的 6 种状态

/* 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
};
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• UI 刷新（BeforeWaiting）
• Autorelease pool（BeforeWaiting）