详解RunLoop与多线程

本文首发于个人博客

控制线程生命周期(线程保活)

通过上一篇详解RunLoop之源码分析 我们知道了runlLoop每条线程都有唯一的一个与之对应的RunLoop对象 并且 RunLoop会在线程结束时销毁
接下来就具体分析RunLoop会在线程结束时销毁这个特点

首先定义定义一个YZThread继承自NSThread 重写它的dealloc方法,为了检测是否销毁
然后,创建该类,并执行方法,如下图所示

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/** YZThread **/
@interface YZThread : NSThread
@end
@implementation YZThread
- (void)dealloc
{
NSLog(@"%s", __func__);
}
@end

@interface ViewController ()
@property (strong, nonatomic) YZThread *thread;
@end

@implementation ViewController

- (void)viewDidLoad {
[super viewDidLoad];
YZThread *thread = [[YZThread alloc] initWithTarget:self selector:@selector(run) object:nil];
[thread start];

}
// 这个方法
- (void)run {
NSLog(@"%s %@", __func__, [NSThread currentThread]);
}

运行结果

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 Interview03-线程保活[7854:134789] -[ViewController run] <YZThread: 0x600000a13b80>{number = 3, name = (null)}
Interview03-线程保活[7854:134789] -[YZThread dealloc]

从结果中,我们发现,当执行完run这个方法之后,该线程就销毁了。

但是在项目中,或者很多第三方中(比如AFN),可能会遇到这个线程我们经常做事情,如果每次都销毁、创建、销毁、、、那么对性能也是一种损耗.我们就需要我们自己控制线程的销毁和创建。
上面线程之所以立即销毁,根据上篇文章我们知道,

  • 是因为 如果Mode里没有任何Source0/Source1/Timer/Observer,RunLoop会立马退出
    那我们给它加上这些东西不就行了么?来试试看吧。
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/** YZThread **/
@interface YZThread : NSThread
@end
@implementation YZThread
- (void)dealloc
{
NSLog(@"%s", __func__);
}
@end

@interface ViewController ()
@property (strong, nonatomic) YZThread *thread;
@end

@implementation ViewController

- (void)viewDidLoad {
[super viewDidLoad];
YZThread *thread = [[YZThread alloc] initWithTarget:self selector:@selector(run) object:nil];
[thread start];

}
// 这个方法
- (void)run {
NSLog(@"%s %@", __func__, [NSThread currentThread]);
// 往RunLoop里面添加Source\Timer\Observer
[[NSRunLoop currentRunLoop] addPort:[[NSPort alloc] init] forMode:NSDefaultRunLoopMode];
[[NSRunLoop currentRunLoop] run];
NSLog(@"%s ----end----", __func__);
}

运行结果

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Interview03-线程保活[7967:136867] -[ViewController run] <YZThread: 0x600003105b00>{number = 3, name = (null)}

如上所示,添加了port之后,该线程就没有调用dealloc方法了。上一篇介绍了,Source1包含了基于Port的线程间通信,也就是说。添加了port之后,相当于与有了source1 那么线程就不会退出,也就不会调用dealloc方法了。

但是如果我们想在这个线程执行自己的操作,那就需要我们持有这个线程了。如下图所示,增加个属性,并且屏幕点击事件中调用test方法

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#import "ViewController.h"

/** YZThread **/
@interface YZThread : NSThread
@end
@implementation YZThread
- (void)dealloc
{
NSLog(@"%s", __func__);
}
@end

@interface ViewController ()
@property (strong, nonatomic) YZThread *thread;
@end

@implementation ViewController

- (void)viewDidLoad {
[super viewDidLoad];

self.thread = [[YZThread alloc] initWithTarget:self selector:@selector(run) object:nil];
[self.thread start];
}


- (void)run {
NSLog(@"%s %@", __func__, [NSThread currentThread]);
// 往RunLoop里面添加Source\Timer\Observer
[[NSRunLoop currentRunLoop] addPort:[[NSPort alloc] init] forMode:NSDefaultRunLoopMode];
[[NSRunLoop currentRunLoop] run];
NSLog(@"%s ----end----", __func__);
}

// 这个方法的目的:线程保活
- (void)touchesBegan:(NSSet<UITouch *> *)touches withEvent:(UIEvent *)event
{
NSLog(@"点击屏幕");
[self performSelector:@selector(test) onThread:self.thread withObject:nil waitUntilDone:NO];
}

运行结果:

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Interview03-线程保活[8035:138457] -[ViewController run] <YZThread: 0x60000232d4c0>{number = 3, name = (null)}
Interview03-线程保活[8035:138399] 点击屏幕
Interview03-线程保活[8035:138457] -[ViewController test] <YZThread: 0x60000232d4c0>{number = 3, name = (null)}

果然是线程不会销毁,而且 由 number = 3 可知,确实是在我们自己创建的线程中执行的操作

接下来我们再看一个问题,首先在控制器中写上dealloc方法,

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- (void)dealloc
{
NSLog(@"%s", __func__);

}

然后给个导航控制器跳转到当前控制器,之后返回的时候发现dealloc并没有执行
这是因为代码中用的

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self.thread = [[YZThread alloc] initWithTarget:self selector:@selector(run) object:nil];

这个方法,会导致线程持有当前控制器,导致循环引用,如果解除循环引用,需要把这个initWithTarget 换成initWithBlock

我们将之前的

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- (void)viewDidLoad {
[super viewDidLoad];

self.thread = [[YZThread alloc] initWithTarget:self selector:@selector(run) object:nil];
[self.thread start];
}
- (void)run {
NSLog(@"%s %@", __func__, [NSThread currentThread]);
// 往RunLoop里面添加Source\Timer\Observer
[[NSRunLoop currentRunLoop] addPort:[[NSPort alloc] init] forMode:NSDefaultRunLoopMode];
[[NSRunLoop currentRunLoop] run];
NSLog(@"%s ----end----", __func__);
}

改成

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- (void)viewDidLoad {
[super viewDidLoad];

self.thread = [[MJThread alloc] initWithBlock:^{
NSLog(@"%@----begin----", [NSThread currentThread]);

// 往RunLoop里面添加Source\Timer\Observer
[[NSRunLoop currentRunLoop] addPort:[[NSPort alloc] init] forMode:NSDefaultRunLoopMode];
// 这个方法会不能退出循环
[[NSRunLoop currentRunLoop] run];

}];
[self.thread start];
}

可以发现

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Interview03-线程保活[8035:138457] -[ViewController dealloc]

这次控制器可以销毁了。然后,你可能已经发现了,虽然控制器可以销毁,但是线程并没有销毁。换句话说,虽然没有循环引用了。而且控制器销毁了,然后线程依然没有销毁,这是为什么呢。

注意[[NSRunLoop currentRunLoop] run]

其实关键的一句代码是

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[[NSRunLoop currentRunLoop] run];

看一下官方对这个方法的解释

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Discussion

If no input sources or timers are attached to the run loop, this method exits immediately;
otherwise, it runs the receiver in the NSDefaultRunLoopMode by repeatedly invoking runMode:beforeDate:.
In other words, this method effectively begins an infinite loop that processes data from the run loops input sources and timers.

也就是说,NSRunLoop的run方法是无法停止的,它专门用于开启一个永不销毁的线程(NSRunLoop)
就相当于

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while (1) {
[[NSRunLoop currentRunLoop] runMode:NSDefaultRunLoopMode beforeDate:[NSDate distantFuture]];
}

就算我们手动调用停止RunLoop的方法,

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// 停止RunLoop
CFRunLoopStop(CFRunLoopGetCurrent());

也无法停止这个线程,因为这个只能停止这一次的RunLoop,下次循环,依然可以继续进行下去

我们把代码修改为如下的写法

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- (void)viewDidLoad {
[super viewDidLoad];

__weak typeof(self) weakSelf = self;

self.stopped = NO;
self.thread = [[MJThread alloc] initWithBlock:^{
NSLog(@"%@----begin----", [NSThread currentThread]);

// 往RunLoop里面添加Source\Timer\Observer
[[NSRunLoop currentRunLoop] addPort:[[NSPort alloc] init] forMode:NSDefaultRunLoopMode];

while (weakSelf && !weakSelf.isStoped) {
[[NSRunLoop currentRunLoop] runMode:NSDefaultRunLoopMode beforeDate:[NSDate distantFuture]];
}

NSLog(@"%@----end----", [NSThread currentThread]);
}];
[self.thread start];
}

// 用于停止子线程的RunLoop
- (void)stopThread
{
// 设置标记为NO
self.stopped = YES;

// 停止RunLoop
CFRunLoopStop(CFRunLoopGetCurrent());
NSLog(@"%s %@", __func__, [NSThread currentThread]);
}

我们用一个bool值做未标记,当下次进来的时候。判断已经停止了。那就不进入下次RunLoop了,就可以退出循环

注意

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// 在子线程调用stop(waitUntilDone设置为YES,代表子线程的代码执行完毕后,这个方法才会往下走)
[self performSelector:@selector(stopThread) onThread:self.thread withObject:nil waitUntilDone:YES];

至此,我们代码如下所示

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#import "ViewController.h"
#import "MJThread.h"

@interface ViewController ()
@property (strong, nonatomic) MJThread *thread;
@property (assign, nonatomic, getter=isStoped) BOOL stopped;
@end

@implementation ViewController

- (void)viewDidLoad {
[super viewDidLoad];

__weak typeof(self) weakSelf = self;

self.stopped = NO;

self.thread = [[MJThread alloc] initWithBlock:^{
NSLog(@"%@----begin----", [NSThread currentThread]);
// 往RunLoop里面添加Source\Timer\Observer
[[NSRunLoop currentRunLoop] addPort:[[NSPort alloc] init] forMode:NSDefaultRunLoopMode];
// 这个方法会不能退出循环
// [[NSRunLoop currentRunLoop] run];
while (!weakSelf.isStoped) {
[[NSRunLoop currentRunLoop] runMode:NSDefaultRunLoopMode beforeDate:[NSDate distantFuture]];
}
NSLog(@"%@----end----", [NSThread currentThread]);


}];
[self.thread start];
}

- (void)touchesBegan:(NSSet<UITouch *> *)touches withEvent:(UIEvent *)event
{
[self performSelector:@selector(test) onThread:self.thread withObject:nil waitUntilDone:NO];
}

// 子线程需要执行的任务
- (void)test
{
NSLog(@"%s %@", __func__, [NSThread currentThread]);
}

- (IBAction)stop {
// 在子线程调用stop
[self performSelector:@selector(stopThread) onThread:self.thread withObject:nil waitUntilDone:NO];
}

// 用于停止子线程的RunLoop
- (void)stopThread
{
// 设置标记为NO
self.stopped = YES;

// 停止RunLoop
CFRunLoopStop(CFRunLoopGetCurrent());
NSLog(@"%s %@", __func__, [NSThread currentThread]);
}

- (void)dealloc
{
NSLog(@"%s", __func__);

// [self stop];
}

封装线程

到这里,我们已经可以控制线程的创建,执行,销毁了。
但是,这也太复杂了吧。每次我们都需要写这么多代码,如果我们每次,都这么干的话,岂不是疯掉了。所以我们要抽取出来,这样,以后用的时候,直接拿来就可以了。

首先新建一个继承自 NSObject的类MJPermenantThread 然后持有一个NSThread的属性,注意这里不是直接继承NSThread 是因为,如果继承了NSThread 那么外界调用的时候,可以直接使用NSThread的方法,会影响线程的使用。所以,本着简洁,可控的原则,定义的类继承自NSThread 然后拥有属性NSThread,这样,外界只能使用我们暴露出去接口。

.h中代码如下

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typedef void (^MJPermenantThreadTask)(void);

@interface MJPermenantThread : NSObject

/**
开启线程
*/
//- (void)run;

/**
在当前子线程执行一个任务
*/
- (void)executeTask:(MJPermenantThreadTask)task;

/**
结束线程
*/
- (void)stop;

.m中代码如下

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/** MJPermenantThread **/
@interface MJPermenantThread()
@property (strong, nonatomic) NSThread *innerThread;
@end

@implementation MJPermenantThread
#pragma mark - public methods
- (instancetype)init
{
if (self = [super init]) {
self.innerThread = [[NSThread alloc] initWithBlock:^{
NSLog(@"begin----");

// 创建上下文(要初始化一下结构体)
CFRunLoopSourceContext context = {0};

// 创建source
CFRunLoopSourceRef source = CFRunLoopSourceCreate(kCFAllocatorDefault, 0, &context);

// 往Runloop中添加source
CFRunLoopAddSource(CFRunLoopGetCurrent(), source, kCFRunLoopDefaultMode);

// 销毁source
CFRelease(source);

// 启动
CFRunLoopRunInMode(kCFRunLoopDefaultMode, 1.0e10, false);

// while (weakSelf && !weakSelf.isStopped) {
// // 第3个参数:returnAfterSourceHandled,设置为true,代表执行完source后就会退出当前loop
// CFRunLoopRunInMode(kCFRunLoopDefaultMode, 1.0e10, true);
// }

NSLog(@"end----");
}];

[self.innerThread start];
}
return self;
}

//- (void)run
//{
// if (!self.innerThread) return;
//
// [self.innerThread start];
//}

- (void)executeTask:(MJPermenantThreadTask)task
{
if (!self.innerThread || !task) return;

[self performSelector:@selector(__executeTask:) onThread:self.innerThread withObject:task waitUntilDone:NO];
}

- (void)stop
{
if (!self.innerThread) return;

[self performSelector:@selector(__stop) onThread:self.innerThread withObject:nil waitUntilDone:YES];
}

- (void)dealloc
{
NSLog(@"%s", __func__);

[self stop];
}

#pragma mark - private methods
- (void)__stop
{
CFRunLoopStop(CFRunLoopGetCurrent());
self.innerThread = nil;
}

- (void)__executeTask:(MJPermenantThreadTask)task
{
task();
}

@end

MJPermenantThread.h 就是这样的

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#import <Foundation/Foundation.h>

typedef void (^MJPermenantThreadTask)(void);

@interface MJPermenantThread : NSObject

/**
开启线程
*/
//- (void)run;

/**
在当前子线程执行一个任务
*/
- (void)executeTask:(MJPermenantThreadTask)task;

/**
结束线程
*/
- (void)stop;

@end

MJPermenantThread.m 就是这样的

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#import "MJPermenantThread.h"

/** MJThread **/
@interface MJThread : NSThread
@end
@implementation MJThread
- (void)dealloc
{
NSLog(@"%s", __func__);
}
@end

/** MJPermenantThread **/
@interface MJPermenantThread()
@property (strong, nonatomic) NSThread *innerThread;
@end

@implementation MJPermenantThread
#pragma mark - public methods
- (instancetype)init
{
if (self = [super init]) {
self.innerThread = [[NSThread alloc] initWithBlock:^{
NSLog(@"begin----");

// 创建上下文(要初始化一下结构体)
CFRunLoopSourceContext context = {0};

// 创建source
CFRunLoopSourceRef source = CFRunLoopSourceCreate(kCFAllocatorDefault, 0, &context);

// 往Runloop中添加source
CFRunLoopAddSource(CFRunLoopGetCurrent(), source, kCFRunLoopDefaultMode);

// 销毁source
CFRelease(source);

// 启动
CFRunLoopRunInMode(kCFRunLoopDefaultMode, 1.0e10, false);

// while (weakSelf && !weakSelf.isStopped) {
// // 第3个参数:returnAfterSourceHandled,设置为true,代表执行完source后就会退出当前loop
// CFRunLoopRunInMode(kCFRunLoopDefaultMode, 1.0e10, true);
// }

NSLog(@"end----");
}];

[self.innerThread start];
}
return self;
}

//- (void)run
//{
// if (!self.innerThread) return;
//
// [self.innerThread start];
//}

- (void)executeTask:(MJPermenantThreadTask)task
{
if (!self.innerThread || !task) return;

[self performSelector:@selector(__executeTask:) onThread:self.innerThread withObject:task waitUntilDone:NO];
}

- (void)stop
{
if (!self.innerThread) return;

[self performSelector:@selector(__stop) onThread:self.innerThread withObject:nil waitUntilDone:YES];
}

- (void)dealloc
{
NSLog(@"%s", __func__);

[self stop];
}

#pragma mark - private methods
- (void)__stop
{
CFRunLoopStop(CFRunLoopGetCurrent());
self.innerThread = nil;
}

- (void)__executeTask:(MJPermenantThreadTask)task
{
task();
}

@end

这样就简单封装了线程,而且因为是用C语言创建的,能更灵活的控制 看官方对CFRunLoopAddSource的定义,第三个参数,如果是false,那么这个线程,执行完当前这次RunLoop,不会退出。这样写的话,就可以保证线程一直存在。

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//第三个参数 :A flag indicating whether the run loop should exit after processing one source.
//If false, the run loop continues processing events until seconds has passed.
CFRunLoopAddSource(CFRunLoopRef rl, CFRunLoopSourceRef source, CFRunLoopMode mode);

封装之后的使用

使用的时候,我们可以主动调用stop 来销毁掉线程,也可以,不做任何处理,当控制器销毁时候,MJPermenantThread对象就会销毁,根据

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- (void)dealloc
{
NSLog(@"%s", __func__);

[self stop];
}
- (void)stop
{
if (!self.innerThread) return;

[self performSelector:@selector(__stop) onThread:self.innerThread withObject:nil waitUntilDone:YES];
}

- (void)__stop
{
CFRunLoopStop(CFRunLoopGetCurrent());
self.innerThread = nil;
}

可知,RunLoop也会停止,线程也就退出了。所以使用的时候,如下所示

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#import "ViewController.h"
#import "MJPermenantThread.h"

@interface ViewController ()
@property (strong, nonatomic) MJPermenantThread *thread;
@end

@implementation ViewController

- (void)viewDidLoad {
[super viewDidLoad];
self.thread = [[MJPermenantThread alloc] init];

}

- (void)touchesBegan:(NSSet<UITouch *> *)touches withEvent:(UIEvent *)event
{
[self.thread executeTask:^{
NSLog(@"执行任务 - %@", [NSThread currentThread]);
}];

}

- (IBAction)stop {
[self.thread stop];
}

- (void)dealloc
{
NSLog(@"%s", __func__);
}
@end

至此。就说完了RunLoop和线程直接关系,以及线程的保活,以及自定义线程。这样使用起来更加得心用手。

本文相关代码github地址 github

本文参考资料:

RunLoop官方源码

iOS底层原理

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