iOS run loop NSRunloop

Phone應用開發中關於NSRunLoop的概述是本文要介紹的內容，NSRunLoop是一種更加高明的訊息處理模式，他就高明在對訊息處理過程進行了更好的抽象和封裝，這樣才能是的你不用處理一些很瑣碎很低層次的具體訊息的處理，在NSRunLoop中每一個訊息就被打包在input source或者是timer source中了，來看詳細內容。

1.什麼是NSRunLoop

我們會經常看到這樣的代碼：

1. - (IBAction)start:(id)sender  
    
2. {  
    
3. pageStillLoading = YES;  
    
4. [NSThread detachNewThreadSelector:@selector(loadPageInBackground:)toTarget:self withObject:nil];  
    
5. [progress setHidden:NO];  
    
6. while (pageStillLoading) {  
    
7. [NSRunLoop currentRunLoop] runMode:NSDefaultRunLoopMode beforeDate:[NSDate distantFuture]];  
    
8. }  
    
9. [progress setHidden:YES];  
    
10. }  

複製代碼

這段代碼很神奇的，因為他會“暫停”代碼運行，而且程式運行不會因為這裡有一個while迴圈而受到影響。在[progress setHidden:NO]執行之後，整個函數想暫停了一樣停在迴圈裡面，等loadPageInBackground裡面的操作都完成了以後才讓[progress setHidden:YES]運行。這樣做就顯得簡介，而且邏輯很清晰。如果你不這樣做，你就需要在loadPageInBackground裡面表示load完成的地方調用[progress setHidden:YES]，顯得代碼不緊湊而且容易出錯。
[iGoogle有話說:應用程式架構主線程已經封裝了對NSRunLoop runMode:beforeDate:的調用;它和while迴圈構成了一個訊息泵,不斷擷取和處理訊息;可能大家會比較奇怪,既然主線程中已經封裝好了對NSRunLoop的調用,為什麼這裡還可以再次調用,這個就是它與Windows訊息迴圈的區別,它可以嵌套調用.當再次調用while+NSRunLoop時候程式並沒有停止執行,它還在不停提取訊息/處理訊息.這一點與Symbian中Active Scheduler的嵌套調用達到同步作用原理是一樣的.]

那麼具體什麼是NSRunLoop呢？其實NSRunLoop的本質是一個訊息機制的處理模式。如果你對vc++編程有一定瞭解，在windows中，有一系列很重要的函數SendMessage，PostMessage，GetMessage，這些都是有關訊息傳遞處理的API。

但是在你進入到Cocoa的編程世界裡面，我不知道你是不是走的太快太匆忙而忽視了這個很重要的問題，Cocoa裡面就沒有提及到任何關於訊息處理的API，開發人員從來也沒有自己去關心過訊息的傳遞過程，好像一切都是那麼自然，像大自然一樣自然？在Cocoa裡面你再也不用去自己定義WM_COMMAD_XXX這樣的宏來標識某個訊息，也不用在switch-case裡面去對特定的訊息做特別的處理。難道是Cocoa裡面就沒有了訊息機制？答案是否定的，只是Apple在設計訊息處理的時候採用了一個更加高明的模式，那就是RunLoop。

2. NSRunLoop工作原理

接下來看一下NSRunLoop具體的工作原理，首先是官方文檔提供的說法，看圖：

通過所有的“訊息”都被添加到了NSRunLoop中去，而在這裡這些訊息並分為“input source”和“Timer source” 並在迴圈中檢查是不是有事件需要發生，如果需要那麼就調用相應的函數處理。為了更清晰的解釋，我們來對比VC++和iOS訊息處理過程。

VC++中在一切初始化都完成之後程式就開始這樣一個迴圈了（代碼是從戶sir mfc程式設計課程的slides中截取）：

1. int APIENTRY WinMain(HINSTANCE hInstance,HINSTANCE hPrevInstance,LPSTR  lpCmdLine,int nCmdShow){  
    
2. ...  
    
3. while (GetMessage(&msg, NULL, 0, 0)){  
    
4. if (!TranslateAccelerator(msg.hwnd, hAccelTable, &msg)){  
    
5. TranslateMessage(&msg);  
    
6. DispatchMessage(&msg);  
    
7. }  
    
8. }  
    
9. }  

可以看到在GetMessage之後就去分發處理訊息了，而iOS中main函數中只是調用了UIApplicationMain，那麼我們可以介意猜出UIApplicationMain在初始化完成之後就會進入這樣一個情形：

1. int UIApplicationMain(...){  
    
2. ...  
    
3. while(running){  
    
4. [NSRunLoop currentRunLoop] runMode:NSDefaultRunLoopMode beforeDate:[NSDate distantFuture]];  
    
5. }  
    
6. ...  
    
7. }

所以在UIApplicationMain中也是同樣在不斷處理runloop才是的程式沒有退出。剛才的我說了NSRunLoop是一種更加高明的訊息處理模式，他就高明在對訊息處理過程進行了更好的抽象和封裝，這樣才能是的你不用處理一些很瑣碎很低層次的具體訊息的處理，在NSRunLoop中每一個訊息就被打包在input source或者是timer source中了，當需要處理的時候就直接調用其中包含的相應對象的處理函數了。

所以對外部的開發人員來講，你感受到的就是，把source/timer加入到runloop中，然後在適當的時候類似於[receiver action]這樣的事情發生了。甚至很多時候，你都沒有感受到整個過程前半部分，你只是感覺到了你的某個對象的某個函數調用了。

比如在UIView被觸摸時會用touchesBegan/touchesMoved等等函數被調用，也許你會想，“該死的，我都不知道在那裡被告知有觸摸訊息，這些處理函數就被調用了！？”所以，訊息是有的，只是runloop已經幫你做了！為了證明我的觀點，我截取了一張debug touchesBegan的call stack，
 

 

 

利用NSRunLoop阻塞NSOperation線程
在使用NSOperationQueue簡化多線程開發中介紹了多線程的開發，我這裡主要介紹一下使用NSRunLoop阻塞線程。
主要使用在NStimer定時啟用的任務或者非同步擷取資料的情況如socket擷取網路資料，要阻塞線程，直到擷取資料之後在釋放線程。
下面是線程中沒有使用NSRunLoop阻塞線程的代碼和執行效果：
線程類：

#import <Foundation/Foundation.h> 
@interface MyTask : NSOperation {     
} 
@end

#import "MyTask.h" 
@implementation MyTask 
-(void)main     
{      
    NSLog(@"開始線程=%@",self);      
    [NSTimer timerWithTimeInterval:2 target:self selector:@selector(hiandeTime:) userInfo:nil repeats:NO];      
}      
-(void)hiandeTime:(id)sender      
{      
    NSLog(@"執行了NSTimer");      
}      
-(void)dealloc      
{      
    NSLog(@"delloc mytask=%@",self);      
    [super dealloc];      
} 
@end

線程添加到隊列中：

- (void)viewDidLoad     
{      
    [super viewDidLoad];      
    NSOperationQueue *queue=[[NSOperationQueue alloc] init];      
    MyTask *myTask=[[[MyTask alloc] init] autorelease];      
    [queue addOperation:myTask];      
    MyTask *myTask1=[[[MyTask alloc] init] autorelease];      
    [queue addOperation:myTask1];      
    MyTask *myTask2=[[[MyTask alloc] init] autorelease];      
    [queue addOperation:myTask2];      
    [queue release];      
}
執行結果是：
2011-07-25 09:44:45.393 OperationDemo[20676:1803] 開始線程=<MyTask: 0x4b4dea0>   
2011-07-25 09:44:45.393 OperationDemo[20676:5d03] 開始線程=<MyTask: 0x4b50db0>    
2011-07-25 09:44:45.396 OperationDemo[20676:1803] 開始線程=<MyTask: 0x4b51070>    
2011-07-25 09:44:45.404 OperationDemo[20676:6303] delloc mytask=<MyTask: 0x4b4dea0>    
2011-07-25 09:44:45.404 OperationDemo[20676:5d03] delloc mytask=<MyTask: 0x4b50db0>    
2011-07-25 09:44:45.405 OperationDemo[20676:6303] delloc mytask=<MyTask: 0x4b51070>
可以看到，根本沒有執行NSTimer中的方法，線程就釋放掉了，我們要執行
NSTimer中的方法，就要利用NSRunLoop阻塞線程。下面是修改後的代碼：

-(void)main     
{      
    NSLog(@"開始線程=%@",self);      
    NSTimer *timer=[NSTimer timerWithTimeInterval:2 target:self selector:@selector(hiandeTime) userInfo:nil repeats:NO];      
    [timer fire];      
    while (!didDisconnect) {      
        [[NSRunLoop currentRunLoop] runMode:NSDefaultRunLoopMode beforeDate:[NSDate distantFuture]];      
    }      
}

執行結果如下：

2011-07-25 10:07:00.543 OperationDemo[21270:1803] 開始線程=<MyTask: 0x4d16380>     
2011-07-25 10:07:00.543 OperationDemo[21270:5d03] 開始線程=<MyTask: 0x4d17790>      
2011-07-25 10:07:00.550 OperationDemo[21270:6303] 開始線程=<MyTask: 0x4d17a50>      
2011-07-25 10:07:00.550 OperationDemo[21270:1803] 執行了NSTimer      
2011-07-25 10:07:00.551 OperationDemo[21270:5d03] 執行了NSTimer      
2011-07-25 10:07:00.552 OperationDemo[21270:6303] 執行了NSTimer      
2011-07-25 10:07:00.556 OperationDemo[21270:6503] delloc mytask=<MyTask: 0x4d16380>      
2011-07-25 10:07:00.557 OperationDemo[21270:6303] delloc mytask=<MyTask: 0x4d17790>      
2011-07-25 10:07:00.557 OperationDemo[21270:5d03] delloc mytask=<MyTask: 0x4d17a50>

我們可以使用NSRunLoop進行線程阻塞。

 

 

使用runloop阻塞線程的正確寫法

Runloop可以阻塞線程，等待其他線程執行後再執行。

比如：

@implementation ViewController{
    BOOL end;
}
…
– (void)viewDidLoad
{
    [super viewDidLoad]; 
    NSLog(@”start new thread …”);
    [NSThread detachNewThreadSelector:@selector(runOnNewThread) toTarget:self withObject:nil];    
    while (!end) {
        NSLog(@”runloop…”);
        [[NSRunLoop currentRunLoop] runMode:NSDefaultRunLoopMode beforeDate:[NSDate distantFuture]];
        NSLog(@”runloop end.”);
    }
    NSLog(@”ok.”);
}
-(void)runOnNewThread{
     NSLog(@”run for new thread …”);
    sleep(1);
    end=YES;
    NSLog(@”end.”);
}

但是這樣做，運行時會發現，while迴圈後執行的語句會在很長時間後才被執行。

那是不是可以這樣：

[[NSRunLoop currentRunLoop] runMode:NSDefaultRunLoopMode beforeDate:[NSDate dateWithTimeIntervalSinceNow:0.1]];

縮短runloop的休眠時間，看起來解決了上面出現的問題。

不過這樣也又問題，runloop對象被經常性的喚醒，這違背了runloop的設計初衷。runloop的作用就是要減少cpu做無謂的空轉，cpu可在閒置時候休眠，以節約電量。

那麼怎麼做呢？正確的寫法是：

-(void)runOnNewThread{

     NSLog(@”run for new thread …”);
    sleep(1);
    [self performSelectorOnMainThread:@selector(setEnd) withObject:nil waitUntilDone:NO];
    NSLog(@”end.”);
}
-(void)setEnd{
    end=YES;
}

見黑體斜體字部分，要將直接設定變數，改為向主線程發送訊息，執行方法。問題得到解決。

這裡要說一下，造成while迴圈後語句延緩執行的原因是，runloop未被喚醒。因為，改變變數的值，runloop對象根本不知道。延緩的時間長度總是不定的，這是因為，有其他事件在某個時點喚醒了主線程，這才結束了while迴圈。那麼，向主線程發送訊息，將喚醒runloop，因此問題就解決了。

  NSRunLoop  runMode: NSDefaultRunLoopMode/NSRunLoopCommonModes   eg. [[NSRunLoopcurrentRunLoop] addTimer:timer forMode:NSRunLoopCommonModes];    [[NSRunLoop currentRunLoop] runMode:NSDefaultRunLoopMode beforeDate:[NSDate distantFuture]];