RunLoop是一个运行循环，保证App能够持续运行，处理各种事件，节省CPU资源，没事处理的时候就进入休眠。简单的RunLoop机制如下：

int main(int argc, const char * argv[]) {
    @autoreleasepool {
//        return UIApplicationMain(argc, argv, nil, NSStringFromClass([AppDelegate class]));//这行代码会默认创建一个runloop，循环做一些事情，使程序能够持续运行下去大概类似于下面代码实现：
        int retVal = 0;
        do {
            //睡眠中等待消息
            int message = sleep_and_wait();
            //处理消息
            retVal = process_message(message);
        } while (0 == retVal);
    }
    return 0;
}

NSRunLoop是iOS的Foundation对象，CFRunLoopRef是c语言的对象，两个都是一样的。NSRunLoop是对CFRunLoopRef的封装。

runloop与线程的关系

• 每一条线程都有唯一的一个与之对应的RunLoop

[NSRunLoop currentRunLoop];//获取当前线程的RunLoop，如果当前线程没有，那会新建一个。

• 主线程的RunLoop是默认创建好并开启的，子线程的RunLoop默认是没有的，RunLoop会在第一次获取它时创建，然后手动开启。
• RunLoop是保存在一个全局的字典里，线程作为Key，RunLoop作为Value。
• RunLoop会在线程结束时销毁。

RunLoop本质

RunLoop的底层原理是这样一个结构体：

struct __CFRunLoop {
  pthread_t _pthread;
  CFMutableSetRef _commonModes;
  CFMutableSetRef _commonModeItems;
  CFRunLoopModeRef _currentMode;
  CFMutableSetRef _modes;
}

每一个RunLoop里面对应只有一个CurrentMode，每个Mode是长这样：

struct __CFRunLoopMode {
  CFString _name;
  CFMutableSetRef _source0;//点击事件，刷新UI界面，performSelector:onThread:等
  CFMutableSetRef _cource1;//系统内部的事件，基于Port的线程通信，系统事件捕捉等
  CFMutableArrayRef _observers;//监听器，UI刷新
  CFMutableArrayRef _timers;//定时器
}

一个RunLoop包含若干个Mode，每个Mode又包含若干个Source0/Source1/Timer/Observer

RunLoop启动时只能选择其中一个Mode，作为CurrentMode
如果需要切换Mode，只能退出当前Loop，再重新选择一个Mode进入。
这样的好处是，不同组的Source0/Source1/Timer/Observer能分隔开来，互不影响。

常见的2种Mode
kCFRunLoopDefaultMode：App的默认Mode，通常主线程是在这个Mode下运行
UITrackingRunLoopMode：界面跟踪Mode，用于Scrollview追踪触摸滑动，保证界面滑动时不受其他Mode影响。

RunLoop执行流程

RunLoop运行逻辑

RunLoop执行源码

//通知Observers：进入RunLoop
    __CFRunLoopDoObservers(rl, currentMode, kCFRunLoopEntry);
    
    // 具体要做的事情
    result = __CFRunLoopRun(rl, currentMode, seconds, returnAfterSourceHandled, previousMode);
    
    // 通知Observers：退出RunLoop
     __CFRunLoopDoObservers(rl, currentMode, kCFRunLoopExit);

static int32_t __CFRunLoopRun(CFRunLoopRef rl, CFRunLoopModeRef rlm, CFTimeInterval seconds, Boolean stopAfterHandle, CFRunLoopModeRef previousMode) {
int32_t retVal = 0;
    do {
        //通知Observers：即将处理Timers
        __CFRunLoopDoObservers(rl, rlm, kCFRunLoopBeforeTimers);
        
        //通知Observers：即将处理Sources
        __CFRunLoopDoObservers(rl, rlm, kCFRunLoopBeforeSources);
        
        //处理Blocks
        __CFRunLoopDoBlocks(rl, rlm);
        
        //处理Source0
        if (__CFRunLoopDoSources0(rl, rlm, stopAfterHandle)) {
            //处理Blocks
            __CFRunLoopDoBlocks(rl, rlm);
        }

        Boolean poll = sourceHandledThisLoop || (0ULL == timeout_context->termTSR);

        //判断有无Source1
            if (__CFRunLoopServiceMachPort(dispatchPort, &msg, sizeof(msg_buffer), &livePort, 0, &voucherState, NULL)) {
                //如果有Source1
                goto handle_msg;
            }

        didDispatchPortLastTime = false;
        
        //通知Observers：即将休眠
        __CFRunLoopDoObservers(rl, rlm, kCFRunLoopBeforeWaiting);
        //休眠
        __CFRunLoopSetSleeping(rl);

        do {//等待别的消息来唤醒当前线程，即等待Source1唤醒线程
            __CFRunLoopServiceMachPort(waitSet, &msg, sizeof(msg_buffer), &livePort, poll ? 0 : TIMEOUT_INFINITY, &voucherState, &voucherCopy);
        } while (1);
        
        __CFRunLoopUnsetSleeping(rl);
        
        //通知Observers：结束休眠
        __CFRunLoopDoObservers(rl, rlm, kCFRunLoopAfterWaiting);

        handle_msg:;

        else if (被Timer唤醒) {
            __CFRunLoopDoTimers(rl, rlm, mach_absolute_time())
        }
        else if (被GCD唤醒) {
            // 处理GCD相关的事情
            __CFRUNLOOP_IS_SERVICING_THE_MAIN_DISPATCH_QUEUE__(msg);
        } else {
            //被Source1唤醒
            __CFRunLoopDoSource1(rl, rlm, rls, msg, msg->msgh_size, &reply)
        }
            
        //处理Blocks
    __CFRunLoopDoBlocks(rl, rlm);
        
        //设置返回值
    if (sourceHandledThisLoop && stopAfterHandle) {
        retVal = kCFRunLoopRunHandledSource;
        } else if (timeout_context->termTSR < mach_absolute_time()) {
            retVal = kCFRunLoopRunTimedOut;
    } else if (__CFRunLoopIsStopped(rl)) {
            __CFRunLoopUnsetStopped(rl);
        retVal = kCFRunLoopRunStopped;
    } else if (rlm->_stopped) {
        rlm->_stopped = false;
        retVal = kCFRunLoopRunStopped;
    } else if (__CFRunLoopModeIsEmpty(rl, rlm, previousMode)) {
        retVal = kCFRunLoopRunFinished;
    }
    } while (0 == retVal);

    return retVal;
}

RunLoop在实际开发中的应用

控制线程的生命周期（线程保活）

解决NSTimer在滑动时停止工作的问题

监控应用卡顿

性能优化

面试题

RunLoop如何响应用户操作？具体流程是怎样的？
首先由Source1捕捉到这个事件，即用户点击屏幕的时候，这个事件会交给Source1处理，Source1会把这个事件包装成事件队列Event Queue，然后由Source0处理

RunLoop的基本作用

1. 保持程序的持续运行
2. 处理App中的各种事件（比如触摸事件、定时器事件等）
3. 节省CPU资源，提高程序性能：该做事时做事，该休息休息

实现线程阻塞的方式

1. while(1)循环
2. RunLoop休眠

RunLoop如何做到休眠？
通过调用mach_msg给内核发送消息，达到真正休眠的目的，不干事情，不占用CPU资源