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RunLoop解决卡顿问题

2018-04-20 13:46 编辑: yyuuzhu 分类:iOS开发 来源:采釆一叶秋的iOS漫步

人生就像RunLoop,不断的循环、不断的往复。当线程被杀掉,当生命结束,RunLoop就消失了,人生也就结束了。在有限的生命里,为何不让自己像RunLoop一样优雅的活着,享受每一个循环。

作为一个有强迫症患者,在自己的app中容不下一丝杂质。这不最近遇到一个卡顿问题,查了半天代码没问题,后来发现内存暴涨。这是一个列表页面,加载了很多图片,最后查下来是因为图片太大,导致内存暴涨然后卡顿。作为一个正常的列表,代码写的很完美??墒窃趺唇饩瞿诖姹┱堑奈侍饽??

这里有一个完整的Demo,包含卡顿与优化后的代码:

目录
通过在storyboard中更改两套代码

军棋玩法:一、卡顿分析

36选7玩法 www.mnaki.com 最根本的原因是RunLoop转一圈的时间太长了,因为一次RunLoop循环需要解析24张大图,很卡
既然一次RunLoop加载24张图卡,那能不能一次循环加载1张呢?

二、分析RunLoop的运行机制

RunLoop:运行循环
-保证(线程)不退出
-负责监听所有事件:时钟、触摸、网络事件,没有事件就睡眠
-每一条线程上面都有一个RunLoop,但是子线程的RunLoop默认不运行
RunLoop的事件处理:每当有时钟、触摸、网络事件发生的时候,RunLoop苏醒,执行一次循环,循环执行完毕马上进入睡眠状态。
可以猜想:能不能通过NSTimer来每间隔一定时间执行一个任务,这样RunLoop每间隔一定时间就会苏醒一次。每苏醒一次就执行加载一张图片。当图片加载完成让NSTimer释放,当列表每滑动一次,让NSTimer重新执行任务。

如下图,RunLoop 想要跑起来,必须有 Mode 对象支持,而 Mode 里面必须有
(NSSet *)Source、 (NSArray *)Timer ,源和定时器。
至于另外一个类(NSArray *)observer是用于监听 RunLoop 的状态,因此不会激活RunLoop。


Runloop

observer是用于监听 RunLoop 的状态,我们就可以通过observer来监听runloop的苏醒

伪代码
1、创建一个定时器:每间隔0.001s执行一个空方法来唤醒RunLoop
2、将加载图片的方法装入block,将block加入数组
3、监听RunLoop的苏醒,苏醒回掉就执行一次就从数组中取出一个事件,执行完的事件从数组中删除

说干就干。

三、代码实现

可以先下载Demo

1、创建一个定时器:每间隔0.001s执行一个空方法来唤醒RunLoop(这里存在质疑,后面已经回答了质疑)

self.timer = [NSTimer scheduledTimerWithTimeInterval:0.001 target:self selector:@selector(timerMethod) userInfo:nil repeats:YES];

-(void)timerMethod{ //啥都不干!! }

(这里要感谢DreamTracer大神Q提的建议)
那这里添加定时器又是为了干什么呢?应不应该加呢?下面会讲到。

2、将加载图片的方法装入block,将block加入数组

- (UITableViewCell *)tableView:(UITableView *)tableView cellForRowAtIndexPath:(NSIndexPath *)indexPath {
    MyTableViewCell *cell = [[MyTableViewCell alloc] cellWithTableView:tableView withID:@"cell"]; NSLog(@"current:%ld",(long)indexPath.row);
    ...
    cell.myImageView.image = nil;
    cell.secondLImage.image = nil;
    cell.thirdyLImage.image = nil;
    cell.fouthLImage.image = nil; ##### //添加事件 //添加文字 [self addTask:^{
        cell.myLabel.text = [NSString stringWithFormat:@"%zd - Drawing index is top priority", indexPath.row];
    }];
    [self addTask:^{
        cell.thirdLabel.text = [NSString stringWithFormat:@"%zd - Drawing large image is low priority. Should be distributed into different run loop passes.", indexPath.row];
    }]; NSString *path1 = [[NSBundle mainBundle] pathForResource:@"spaceship" ofType:@"png"]; //添加图片 [self addTask:^{ UIImage *image1 = [UIImage imageWithContentsOfFile:path1];
        
        cell.myImageView.image = image1;
    }];
    
    [self addTask:^{ UIImage *image2 = [UIImage imageWithContentsOfFile:path1];
        
        cell.secondLImage.image = image2;
        
    }];
    [self addTask:^{ UIImage *image3 = [UIImage imageWithContentsOfFile:path1];
        
        cell.thirdyLImage.image = image3;
    }];
    [self addTask:^{ UIImage *image4 = [UIImage imageWithContentsOfFile:path1];
        
        cell.fouthLImage.image = image4;
    }]; return cell;
}
-(void)addTask:(RunloopBlock)task{ if (!self.timer) {//这是优化 self.timer = [NSTimer scheduledTimerWithTimeInterval:0.001 target:self selector:@selector(timerMethod) userInfo:nil repeats:YES];
    } //添加任务到数组!! [self.tasks addObject:task];
    
    
}

3、监听RunLoop的苏醒,苏醒回掉就执行一次就从数组中取出一个事件,执行完的事件从数组中删除

#pragma mark -  //添加RunLoop观察者!!  CoreFoundtion 里面 Ref (引用)指针!! -(void)addRunloopObserver{ //拿到当前的runloop CFRunLoopRef runloop = CFRunLoopGetCurrent(); //定义一个context CFRunLoopObserverContext context = { 0,
        (__bridge void *)(self),
        &CFRetain,
        &CFRelease, NULL,
    }; //定义观察 static CFRunLoopObserverRef defaultModeObserver; //创建观察者 defaultModeObserver = CFRunLoopObserverCreate(NULL, kCFRunLoopBeforeWaiting, YES, 0, &Callback, &context); //添加当前runloop的观察者!! CFRunLoopAddObserver(runloop, defaultModeObserver, kCFRunLoopCommonModes); //C 语言里面Create相关的函数!创建出来的指针!需要释放 CFRelease(defaultModeObserver);
} static void Callback(CFRunLoopObserverRef observer, CFRunLoopActivity activity, void *info){ NSLog(@"gemelaile "); //拿到控制器 ViewController * vc = (__bridge ViewController *)info; if (vc.tasks.count == 0) {//任务执行完成就清掉timer [vc.timer invalidate];
        vc.timer = nil; return;
    }
    RunloopBlock task = vc.tasks.firstObject;
    task(); //干掉第一个任务 [vc.tasks removeObjectAtIndex:0];
}

如上代码做到了监听RunLoop的苏醒,每次苏醒都会回掉Callback方法

4 打开demo,分别引入

demo

ViewController(优化过的)与ViewControllerNo(未优化过的)运行,看是不是完美解决卡顿。(可以看看内存,cpu)

敲黑板

那么我们现在来讲讲为什么前面我们要添加定时器。
我们把加载图片的事件放进数组中,每次runloop循环一次就执行一次事件。每次有拖动事件发生,runloop都会自动执行,runloop执行几次呢,我不知道。所以为了安全起见,这里我加了个定时器。当然这里可以添加优化,例如滑动结束后初始化定时器,事件执行完就清理定时器。

完美解决卡顿问题,RunLoop是不是很强大。
是不是以为这篇文章就结束了,那你就太小看我了。
每次有拖动事件发生,runloop都会自动执行,runloop执行几次呢,我不知道。最后我进入了深入的实验了解。

真正的重点来了

//创建runloop的即将处理 Source的观察者 static CFRunLoopObserverRef defaultModeObserver1;
    defaultModeObserver1 = CFRunLoopObserverCreate(NULL, kCFRunLoopBeforeSources, YES, 0, & sourceTodo, &context); //添加当前runloop的观察者!! CFRunLoopAddObserver(runloop, defaultModeObserver1, kCFRunLoopCommonModes); //C 语言里面Create相关的函数!创建出来的指针!需要释放 CFRelease(defaultModeObserver1); static void sourceTodo(CFRunLoopObserverRef observer, CFRunLoopActivity activity, void *info){ NSLog(@"sourceTodo");
}

这样每次有事件就会调用sourceTodo的事件
在callback也加上输出log,同时把[vc.tasks removeObjectAtIndex:0];注销掉,那样vc.tasks就一直有事件,看看到底callBack会走多少次。这样是不是就解决了我们的疑惑呢

static void Callback(CFRunLoopObserverRef observer, CFRunLoopActivity activity, void *info){ //拿到控制器 ViewController * vc = (__bridge ViewController *)info; NSLog(@"CallbackNoTask");//这里还没有执行事件 if (vc.tasks.count == 0) { return;
    }
    RunloopBlock task = vc.tasks.firstObject;
    task(); //干掉第一个任务 // [vc.tasks removeObjectAtIndex:0]; NSLog(@"CallbackHasTask");//这里执行了事件 }

一个惊人的发现,callback一直停不下来。这样不就是说在callback里执行的

RunloopBlock task = vc.tasks.firstObject;
task();

这也是一个source,只要数组里面有数据,runloop就不会停?。?!

那这样果断去掉定时器。
把注销的代码[vc.tasks removeObjectAtIndex:0]打开,运行看看

事件执行完后,runloop还是会跑几次就结束了。
功夫不负苦心人,终于算了解决了这个疑惑。再次感谢之前对我的文章提出质疑的大神们,是你们让我有了动力来解决这些疑惑。

有没有了解的欲望?。?!
完整的Demo
下面是RunLoop的一些基础知识,希望对你有帮助

RunLoop入门

一、简介

首先,先象征性的讲下RunLoop的概念
从字面上看,就可以看出就是兜圈圈,就是一个死循环嘛。

二、作用

1.保持程序运行
2.处理app的各种事件(比如触摸,定时器等等)
3.节省CPU资源,提高性能。

三、枯燥知识

下面是关于RunLoop的一些使用简述。也许有点枯燥,但是也是必须要知道的?。ㄇ煤诎錳ng),我尽量说的通俗易懂一点。

1.两个API

首先要知道iOS里面有两套API可以访问和使用RunLoop:

Foundation

NSRunLoop

Core Foundation

CFRunLoopRef

上面两套都可以使用,但是要知道CFRunLoopRef是用c语言写的,是开源的,相比于NSRunLoop更加底层,而NSRunLoop其实是对CFRunLoopRef的一个简单的封装。便于使用而已。这样说来,显然CFRunLoopRef的性能要高一点。

2.RunLoop与线程(形象)

1.每条线程都有唯一的与之对应的RunLoop对象。
2.主线程的RunLoop已经创建好了,而子线程的需要手动创建。(也就是说子线程的RunLoop默认是关闭的,因为有时候开了个线程但却没有必要开一个RunLoop,不然反而浪费了资源。 )
3.RunLoop在第一次获取时创建,在线程结束时销毁。(这就相当于 线程是一个类,RunLoop是类里的实例变量,这样便于理解)

3.获取RunLoop对象

Foundation

[NSRunLoop currentRunLoop]; // 获得当前线程的RunLoop对象 [NSRunLoop mainRunLoop]; // 获得主线程的RunLoop对象

Core Foundation

CFRunLoopGetCurrent(); // 获得当前线程的RunLoop对象 CFRunLoopGetMain(); // 获得主线程的RunLoop对象

4.RunLoop相关类

在Core Foundation中有RunLoop的五个类

CFRunLoopRef CFRunLoopModeRef CFRunLoopSourceRef CFRunLoopTimerRef CFRunLoopObserverRef

这五个类的关系如下

五个类的关系

由图中可以得出以下几点:
1.CFRunLoopModeRef代表的是RunLoop的运行模式。
2.一个 RunLoop 包含若干个 Mode,每个 Mode 又包含若干个 Source/Timer/Observer。
3.每次调用 RunLoop 的主函数时,只能指定其中一个 Mode,这个Mode被称作 CurrentMode。
4.如果需要切换 Mode,只能退出 Loop,再重新指定一个 Mode 进入。这样做主要是为了分隔开不同组的 Source/Timer/Observer,让其互不影响。

CFRunLoopModeRef

系统默认注册了5个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 UIInitializationRunLoopMode // 在刚启动 App 时第进入的第一个 Mode,启动完成后就不再使用 GSEventReceiveRunLoopMode // 接受系统事件的内部 Mode,通常用不到 kCFRunLoopCommonModes //这是一个占位用的Mode,不是一种真正的Mode

至于CFRunLoopModeRef的使用我会在 下面的实验三timer的使用中 详细说到。

四、实验讲解

这里开始之前,希望您跟着新建一个工程。实操最清晰。
一、main函数的实验
再来做个试验:将main的代码添加一个输出NSLog,如下

int main(int argc, char * argv[]) { @autoreleasepool { int res = UIApplicationMain(argc, argv, nil, NSStringFromClass([AppDelegate class])); NSLog(@"-----"); return res;

    }
}

你猜会输出 “-----” 吗?答案是否定的,你会发现程序始终不会到NSLog(@"-----");这一行来。这就说明了程序一直在运行着。其实这都是RunLoop的功劳,它的其中一个功能就是保持程序的持续运行。有了RunLoop,main里面相当于是这样的代码(伪代码):

BOOL running = YES; do { // 执行各种操作 } while (running); return 0;

程序是始终在while里面的,是一个死循环。
说到这里你肯定又会疑惑,RunLoop是什么时候创建的。其实在UIApplicationMain(argc, argv, nil, NSStringFromClass([AppDelegate class]))这个函数的内部就已经启动了一个RunLoop,所以函数一直没有返回,这才使得程序保持运行。
(注意:这个默认启动的RunLoop是和主线程相关的!!!)

二、NSTimer的使用

在项目中用的NSTimer其实也和RunLoop有关系,下面我们来做个实验

实验一 scheduledTimer方法

新建一个工程,在ViewController中添加一个UIButton,增加button的响应以及timerTest方法,代码如下

- (IBAction)ButtonDidClick:(id)sender {
    [NSTimer scheduledTimerWithTimeInterval:1.0 target:self selector:@selector(timerTest) userInfo:nil repeats:YES];
}

- (void)timerTest
{ NSLog(@"timerTest----");
}

点击button可以看到输出台每隔一秒钟就打印"timerTest----"。

实验二 timerWithTime方法

代码如下:

- (IBAction)ButtonDidClick:(id)sender { NSTimer *timer = [NSTimer timerWithTimeInterval:1.0 target:self selector:@selector(timerTest) userInfo:nil repeats:YES];
}

- (void)timerTest
{ NSLog(@"timerTest----");
}

但是实验结果是,点击button后没有反应。为什么呢?
噢~原来是少加了一句话,添加后的代码如下:

- (IBAction)ButtonDidClick:(id)sender { NSTimer *timer = [NSTimer timerWithTimeInterval:1.0 target:self selector:@selector(timerTest) userInfo:nil repeats:YES];
    [[NSRunLoop currentRunLoop] addTimer:timer forMode:NSDefaultRunLoopMode];
}

- (void)timerTest
{ NSLog(@"timerTest----");
}

可是,为什么实验二比实验一要多加一句话呢?解:那是因为scheduledTimer方法会自动添加到当前的runloop里面去,而且runloop的运行模式kCFRunLoopDefaultMode,也就是说实验一已经将timer自动加入到了一个运行模式为kCFRunLoopDefaultMode的runloop中。

实验三 有scrollView的情况下使用Timer

首先,按钮响应以及timerTest的方法如下:

- (IBAction)ButtonDidClick:(id)sender { NSTimer *timer = [NSTimer timerWithTimeInterval:1.0 target:self selector:@selector(timerTest) userInfo:nil repeats:YES];
    [[NSRunLoop currentRunLoop] addTimer:timer forMode:NSDefaultRunLoopMode];
}

- (void)timerTest
{ NSLog(@"timerTest----");
}

然后在vc中加一个textView,run起来,

然后点击按钮,随后滑动textView,根据打印结果可以看出滑动textView的时候是不打印的,奇怪吧。其实说到底还是RunLoop搞的鬼??梢钥吹?,我们把timer加到了NSDefaultRunLoopMode的runLoop中,而在滑动textview的时候,RunLoop就切换到UITrackingRunLoopMode模式,而上面有提到说:在每次调用 RunLoop 的主函数时,只能指定其中一个 Mode,这个Mode被称作 CurrentMode。 所以定时器就不起作用了。
现在可以思考一下解决方法了?。ㄇ煤诎錳ng)
提示一下,问题出在了模式上面,是不是修改一下模式就好了呢。

解决方法:
上面有提到过五个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 UIInitializationRunLoopMode // 在刚启动 App 时第进入的第一个 Mode,启动完成后就不再使用 GSEventReceiveRunLoopMode // 接受系统事件的内部 Mode,通常用不到 kCFRunLoopCommonModes //这是一个占位用的Mode,不是一种真正的Mode

其实如果把mode改为kCFRunLoopCommonModes的话就可以既支持kCFRunLoopDefaultMode又支持UITrackingRunLoopMode了。
修改如下:
修改mode类型

- (IBAction)ButtonDidClick:(id)sender { NSTimer *timer = [NSTimer timerWithTimeInterval:1.0 target:self selector:@selector(timerTest) userInfo:nil repeats:YES];
    [[NSRunLoop currentRunLoop] addTimer:timer forMode:NSRunLoopCommonModes];
}

然后run发现就算滚动textView也不会影响打印。

写在最后:
希望这篇文章对您有帮助。当然如果您发现有可以优化的地方,希望您能慷慨的提出来。最后祝您工作愉快!

作者:采釆一叶秋的iOS漫步
链接:https://www.jianshu.com/p/ef2599f7251f

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