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RunLoop 的基本作用和模式 (Mode) 有哪些？

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RunLoop 是 iOS 和 macOS 开发中非常核心的基础组件，它本质上是一个处理事件的循环（Event Loop）。

简单来说，RunLoop 的目的就是：让线程在有工作的时候忙碌，没有工作的时候休眠（省电/省资源）。

以下是关于 RunLoop 的基本作用和模式（Mode）的详细解析：

一、 RunLoop 的基本作用

RunLoop 主要有以下四个核心作用：

  1. 保持线程存活 (Keep Alive)

    • 如果没有 RunLoop，线程执行完入口函数（如 main 函数或线程的 block）后就会立即退出。
    • RunLoop 启动后，会进入一个 do-while 循环，使线程一直处于“运行-休眠-运行”的状态，从而保证 App 不会一启动就退出（主线程），或者后台线程能持续等待任务。

  2. 处理各种事件 (Event Processing)

    • RunLoop 负责监听和分发各种事件，包括：
      • 用户交互事件：点击、滑动、屏幕刷新（CADisplayLink）。
      • 系统事件：定时器（NSTimer）、网络请求回调、GCD 的 Main Queue 分发。
      • Selector 调用：performSelector... 系列方法。

  3. 节省 CPU 资源 (Save Resources)

    • 这是 RunLoop 的精髓。当没有事件处理时，RunLoop 会让线程从用户态切换到内核态并进入休眠（Sleep），此时 CPU 不占用资源。
    • 当有事件到来（如触摸或网络数据），内核会将线程唤醒，处理任务。这极大地延长了移动设备的电池寿命。

  4. 管理 AutoreleasePool

    • RunLoop 在每次循环的休眠之前会释放旧的 AutoreleasePool，并在唤醒后创建新的 AutoreleasePool。这保证了在循环中产生的临时对象能被及时释放，防止内存暴涨。

二、 RunLoop 的 Mode (模式)

RunLoop 的运行是基于 Mode 的。

1. Mode 的概念

  • 一个 RunLoop 包含多个 Mode。
  • 每个 Mode 内部包含一组 Source (事件源)、Timer (定时器) 和 Observer (监听者)。
  • 关键规则：RunLoop 在同一时刻只能运行在一种 Mode 下。如果要切换 Mode，必须退出当前 Loop，重新指定 Mode 进入。这样做是为了隔离不同组的 Source/Timer/Observer，互不影响。

2. 常见的 Mode 类型

系统默认注册了 5 个 Mode，开发者最常接触的是前三个：

  1. kCFRunLoopDefaultMode (NSDefaultRunLoopMode)

    • 描述：App 的默认运行模式。
    • 场景：通常主线程是在这个 Mode 下运行的。绝大多数空闲状态或非滑动状态下，App 都在此模式。

  2. UITrackingRunLoopMode

    • 描述：界面跟踪 Mode。
    • 场景：当用户手指在屏幕上滑动（如滑动 UIScrollView、UITableView）时，RunLoop 会自动切换到这个模式。
    • 目的：为了保证界面滑动的流畅性，该模式拥有最高优先级，会暂停处理 DefaultMode 下的低优先级事件（如普通的 Timer）。

  3. kCFRunLoopCommonModes (NSRunLoopCommonModes)

    • 描述：这不是一个真正的、具体的运行 Mode，而是一个集合（标记）。
    • 作用：默认情况下，它包含了 DefaultMode 和 TrackingMode。
    • 应用：如果你将一个 Timer 添加到 CommonModes，意味着这个 Timer 在“默认模式”和“滑动模式”下都能运行。

  4. UIInitializationRunLoopMode

    • 描述：私有 Mode。
    • 场景：App 启动时的第一个 Mode，启动完成后就不再使用。

  5. GSEventReceiveRunLoopMode

    • 描述：内部 Mode，用于接受系统内部事件（Graphics Services），通常开发者用不到。

三、 经典面试题/实战场景：Timer 在滑动时停止工作

问题描述：
你在 viewDidLoad 中创建了一个 NSTimer 用于轮播图自动滚动。但是当你手指按住 UITableView 或 UIScrollView 滑动时，轮播图停止了滚动。当你松手停止滑动后，轮播图又恢复了。

原因分析：

  1. 默认情况下，NSTimer 是被添加到 NSDefaultRunLoopMode 的。
  2. 当你滑动屏幕时，主线程的 RunLoop 切换到了 UITrackingRunLoopMode。
  3. 因为 RunLoop 同一时间只能运行在一个 Mode 下，且不同 Mode 互不干扰，所以处于 DefaultMode 的 Timer 就不会被回调了。

解决方案：
将 Timer 添加到 NSRunLoopCommonModes 中。这样无论是默认状态还是滑动状态，Timer 都能正常工作。

plaintext 
// Objective-C
NSTimer *timer = [NSTimer timerWithTimeInterval:1.0 target:self selector:@selector(tick) userInfo:nil repeats:YES];
[[NSRunLoop currentRunLoop] addTimer:timer forMode:NSRunLoopCommonModes];
plaintext 
// Swift
let timer = Timer(timeInterval: 1.0, target: self, selector: #selector(tick), userInfo: nil, repeats: true)
RunLoop.current.add(timer, forMode: .common)

总结

  • 基本作用：保活线程、处理事件、节省资源（休眠/唤醒机制）、管理自动释放池。
  • 核心 Mode：
    • Default：平时用。
    • Tracking：滑动时用（优先级高）。
    • Common：占位符，相当于 Default + Tracking，用于解决滑动卡顿/停止问题。
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