在之前的篇章中，对RunLoop有了基本认识，以及对其底层的对象也有了一定了解。
这篇描述的是”RunLoop是如何运行的？”
为了解决这个问题，我们还是直接上源码，并给出导读的路径，如下：
★ Core Foundation 下载地址
★ CFRounLoop.c

__CFRunLoopRun
>>>CFRunLoopRunSpecific
>>>CFRunLoopRun

★ 源码注读下载地址

以上对应的链接，见文末-参考。

一、运行逻辑

上图左侧运行逻辑图出自于官方文档。

可以看到，在RunLoop中，接收输入事件来自两种不同的来源：输入源（input source）和定时源（timer source）。

1. 来源按同步异步分类

上图描述了按两种来源：异步方式接收的输入源，以及同步接收的定时源。

1.1 Input sources

输入源传递异步事件，通常消息来自于其他线程或程序，按照是否来源于内核也分为下面几种：

Port-Based Sources，基于 Port的事件，系统底层的，一般由内核自动发出信号。例如 CFSocketRef ，在应用层基本用不到。
Custom Input Sources，非基于Port事件，用户手动创建的 Source，则必须从其他线程手动发送信号。
Cocoa Perform Selector Sources， Cocoa 提供的 performSelector 系列方法，也是一种事件源。和基于端口的源一样，执行selector请求会在目标线程上序列化，减缓许多在线程上允许多个方法容易引起的同步问题。不像基于端口的源，一个selector执行完后会自动从Run Loop里面移除。

1.2 Timer sources

定时源则传递同步事件，发生在特定时间或者重复的时间间隔。

定时器可以产生基于时间的通知，但它并不是实时机制。和输入源一样，定时器也和你的Run Loop的特定模式相关。如果定时器所在的模式当前未被Run Loop监视，那么定时器将不会开始直到Run Loop运行在相应的模式下。

其主要包含了两部分：

NSTimer
performSelector:withObject:afterDelay:

2. 来源按对象分类

在上一篇中，我们就是按对象将RunLoop接收事件按对象分类的。

2.1 Source1

对应于Port-Based Sources，即基于Port的，通过内核和其他线程通信。

常用于接收、分发系统事件，大部分屏幕交互事件都是由Source1接收，包装成Event，然后分发下去，最后由Source0去处理。

所以，其包括：

基于Port的线程间通信；
系统事件捕捉；

2.2 Source0

是非Port事件。在应用中，触摸事件的最终处理，以及perforSelector:onThread都是包装成该类型对象，最后由开发者指定回调函数，手动处理该事件。

需要注意的是perforSelector:onThread是否有delay，即是否延迟函数或者定时函数等类型。

perforSelector:onThread 不是delay函数时，是Source0事件。
performSelector:withObject:afterDelay有delay时，则属于Timers事件。

所以，其包括：

触摸事件处理
performSelector:onThread

2.3 Timers

同上[Timer sources](#Timer sources)说明。

二、源码详解

RunLoop主要运行逻辑源码都集中在CFRunLoop.c，笔者进行了注读，而且抽取出RunLoopCycle.c，方便查看。代码见文末参考-示例源码。

也可以跳过该节，直接查看三、流程图，直观清晰的分析RunLoop的运行逻辑及详细流程。

1. 入口函数

void CFRunLoopRun(void) {
    int32_t result;
    do {
        // 调用RunLoop执行函数
        result = CFRunLoopRunSpecific(CFRunLoopGetCurrent(), kCFRunLoopDefaultMode, 1.0e10, false);
    } while (kCFRunLoopRunStopped != result && kCFRunLoopRunFinished != result);
}
复制代码

2. RunLoop执行函数

SInt32 CFRunLoopRunSpecific(CFRunLoopRef rl, CFStringRef modeName, CFTimeInterval seconds, Boolean returnAfterSourceHandled) {
    // RunLoop正在释放，完成返回
    if (__CFRunLoopIsDeallocating(rl)) return kCFRunLoopRunFinished;
    __CFRunLoopLock(rl);
    // 根据modeName 取出当前的运行Mode
    CFRunLoopModeRef currentMode = __CFRunLoopFindMode(rl, modeName, false);
    // 如果mode里没有source/timer/observer, 直接返回。
    int32_t result = kCFRunLoopRunFinished;
    
    if (currentMode->_observerMask & kCFRunLoopEntry )
        // 1. 通知 Observers: 进入RunLoop。
        __CFRunLoopDoObservers(rl, currentMode, kCFRunLoopEntry);
        // 2---11，RunLoop的运行循环的核心代码
    result = __CFRunLoopRun(rl, currentMode, seconds, returnAfterSourceHandled, previousMode);
    
    if (currentMode->_observerMask & kCFRunLoopExit )
        // 12. 通知 Observers: 退出RunLoop
        __CFRunLoopDoObservers(rl, currentMode, kCFRunLoopExit);
    
    rl->_currentMode = previousMode;
    return result;
}
复制代码

3. RunLoop消息处理函数

static int32_t __CFRunLoopRun(CFRunLoopRef rl, CFRunLoopModeRef rlm, CFTimeInterval seconds, Boolean stopAfterHandle, CFRunLoopModeRef previousMode) {
    
    int32_t retVal = 0;
    do {
        if (rlm->_observerMask & kCFRunLoopBeforeTimers)
            // 2. 通知 Observers: RunLoop 即将处理 Timer 回调。
            __CFRunLoopDoObservers(rl, rlm, kCFRunLoopBeforeTimers);
        if (rlm->_observerMask & kCFRunLoopBeforeSources)
            // 3. 通知 Observers: RunLoop 即将处理 Source
            __CFRunLoopDoObservers(rl, rlm, kCFRunLoopBeforeSources);
        // 4. 处理Blocks
        __CFRunLoopDoBlocks(rl, rlm);
        
        // 5. 处理 Source0 (非port) 回调(可能再次处理Blocks)
        Boolean sourceHandledThisLoop = __CFRunLoopDoSources0(rl, rlm, stopAfterHandle);
        if (sourceHandledThisLoop) {
            // 处理Blocks
            __CFRunLoopDoBlocks(rl, rlm);
        }
        
        Boolean poll = sourceHandledThisLoop || (0ULL == timeout_context->termTSR);
        
        if (MACH_PORT_NULL != dispatchPort && !didDispatchPortLastTime) {
            // 6. 如果有 Source1 (基于port) 处于 ready 状态，直接处理这个 Source1 然后跳转去处理消息。
            msg = (mach_msg_header_t *)msg_buffer;
            if (__CFRunLoopServiceMachPort(dispatchPort, &msg, sizeof(msg_buffer), &livePort, 0, &voucherState, NULL)) {
                goto handle_msg;
            }
        }
        
        if (!poll && (rlm->_observerMask & kCFRunLoopBeforeWaiting))
            // 7. 通知 Observers: RunLoop 的线程即将进入休眠(sleep)。
            __CFRunLoopDoObservers(rl, rlm, kCFRunLoopBeforeWaiting);
        __CFRunLoopSetSleeping(rl);
        CFAbsoluteTime sleepStart = poll ? 0.0 : CFAbsoluteTimeGetCurrent();
        do {
            msg = (mach_msg_header_t *)msg_buffer;
            // 8. RunLoop开始休眠：等待消息唤醒，调用 mach_msg 等待接收 mach_port 的消息。
            // • 一个基于 port 的Source 的事件。
            // • 一个 Timer 到时间了
            // • RunLoop 自身的超时时间到了
            // • 被其他什么调用者手动唤醒
            __CFRunLoopServiceMachPort(waitSet, &msg, sizeof(msg_buffer), &livePort, poll ? 0 : TIMEOUT_INFINITY, &voucherState, &voucherCopy);
        } while (1);

        __CFRunLoopUnsetSleeping(rl);
        if (!poll && (rlm->_observerMask & kCFRunLoopAfterWaiting))
            // 9. 通知 Observers: RunLoop 结束休眠（被某个消息唤醒）
            __CFRunLoopDoObservers(rl, rlm, kCFRunLoopAfterWaiting);
    handle_msg:;
        // 收到消息，处理消息。
        __CFRunLoopSetIgnoreWakeUps(rl);
        
        if (MACH_PORT_NULL == livePort) {
            CFRUNLOOP_WAKEUP_FOR_NOTHING();
            // handle nothing
        } else if (livePort == rl->_wakeUpPort) {
            CFRUNLOOP_WAKEUP_FOR_WAKEUP();
        } else if (rlm->_timerPort != MACH_PORT_NULL && livePort == rlm->_timerPort) {
            CFRUNLOOP_WAKEUP_FOR_TIMER();
            // 9.1 处理Timer：如果一个 Timer 到时间了，触发这个Timer的回调。
            if (!__CFRunLoopDoTimers(rl, rlm, mach_absolute_time())) {
                __CFArmNextTimerInMode(rlm, rl);
            }
        } else if (livePort == dispatchPort) {
            CFRUNLOOP_WAKEUP_FOR_DISPATCH();
            _CFSetTSD(__CFTSDKeyIsInGCDMainQ, (void *)6, NULL);
            // 9.2 处理GCD Async To Main Queue：如果有dispatch到main_queue的block，执行block。
            __CFRUNLOOP_IS_SERVICING_THE_MAIN_DISPATCH_QUEUE__(msg);
        } else {
            CFRUNLOOP_WAKEUP_FOR_SOURCE();
            voucher_t previousVoucher = _CFSetTSD(__CFTSDKeyMachMessageHasVoucher, (void *)voucherCopy, os_release);
            CFRunLoopSourceRef rls = __CFRunLoopModeFindSourceForMachPort(rl, rlm, livePort);
            if (rls) {
                mach_msg_header_t *reply = NULL;
                // 9.3 处理Source1：如果一个 Source1 (基于port) 发出事件了，处理这个事件
                sourceHandledThisLoop = __CFRunLoopDoSource1(rl, rlm, rls, msg, msg->msgh_size, &reply) || sourceHandledThisLoop;
                if (NULL != reply) {
                    (void)mach_msg(reply, MACH_SEND_MSG, reply->msgh_size, 0, MACH_PORT_NULL, 0, MACH_PORT_NULL);
                    CFAllocatorDeallocate(kCFAllocatorSystemDefault, reply);
                }
            }
        }
        // 10. 处理Blocks
        __CFRunLoopDoBlocks(rl, rlm);
        
        // 11. 根据前面的处理结果，决定流程
        // 11.1 当下面情况发生时，退出RunLoop
        if (sourceHandledThisLoop && stopAfterHandle) {
            retVal = kCFRunLoopRunHandledSource;
        } else if (timeout_context->termTSR < mach_absolute_time()) {
            // 11.1.1 超出传入参数标记的超时时间了
            retVal = kCFRunLoopRunTimedOut;
        } else if (__CFRunLoopIsStopped(rl)) {
            // 11.1.2 当前RunLoop已经被外部调用者强制停止了
            __CFRunLoopUnsetStopped(rl);
            retVal = kCFRunLoopRunStopped;
        } else if (rlm->_stopped) {
            // 11.1.3 当前运行模式已经被停止
            rlm->_stopped = false;
            retVal = kCFRunLoopRunStopped;
        } else if (__CFRunLoopModeIsEmpty(rl, rlm, previousMode)) {
            // 11.1.4 source/timer/observer一个都没有了
            retVal = kCFRunLoopRunFinished;
        }
        voucher_mach_msg_revert(voucherState);
        os_release(voucherCopy);
        // 11.2 如果没超时，mode里不为空也没停止，loop也没被停止，那继续loop。
    } while (0 == retVal);
    
    return retVal;
}
复制代码

4. 消息处理底层函数

当 RunLoop 进行回调时，一般都是通过一个很长的函数调用出去 (call out)，当你在你的代码中下断点调试时，打印堆栈（bt），就能在调用栈上看到这些函数。

下面是这几个函数的整理版本，如果你在调用栈中看到这些长函数名，在这里查找一下就能定位到具体的调用地点了：

{
    // 1. 通知 Observers: 进入RunLoop。
    // 此处有Observer会创建AutoreleasePool: _objc_autoreleasePoolPush();
    __CFRUNLOOP_IS_CALLING_OUT_TO_AN_OBSERVER_CALLBACK_FUNCTION__(kCFRunLoopEntry);
 
    // 2. 通知 Observers: RunLoop 即将处理 Timer 回调。   
__CFRUNLOOP_IS_CALLING_OUT_TO_AN_OBSERVER_CALLBACK_FUNCTION__(kCFRunLoopBeforeTimers);
   
    // 3. 通知 Observers: RunLoop 即将处理 Source
 __CFRUNLOOP_IS_CALLING_OUT_TO_AN_OBSERVER_CALLBACK_FUNCTION__(kCFRunLoopBeforeSources);
    // 4. 处理Blocks
    __CFRUNLOOP_IS_CALLING_OUT_TO_A_BLOCK__(block);

    // 5. 处理 Source0 (非port) 回调(可能再次处理Blocks)
    __CFRUNLOOP_IS_CALLING_OUT_TO_A_SOURCE0_PERFORM_FUNCTION__(source0);
    __CFRUNLOOP_IS_CALLING_OUT_TO_A_BLOCK__(block);

    // 7. 通知 Observers: RunLoop 的线程即将进入休眠(sleep)。
    /// 此处有Observer释放并新建AutoreleasePool: _objc_autoreleasePoolPop(); _objc_autoreleasePoolPush();
 __CFRUNLOOP_IS_CALLING_OUT_TO_AN_OBSERVER_CALLBACK_FUNCTION__(kCFRunLoopBeforeWaiting);

    // 8. RunLoop开始休眠：等待消息唤醒，调用 mach_msg 等待接收 mach_port 的消息。
    mach_msg() -> mach_msg_trap();


    // 9. 通知 Observers: RunLoop 结束休眠（被某个消息唤醒）
 __CFRUNLOOP_IS_CALLING_OUT_TO_AN_OBSERVER_CALLBACK_FUNCTION__(kCFRunLoopAfterWaiting);

    // 9.1 处理Timer：如果一个 Timer 到时间了，触发这个Timer的回调。
    __CFRUNLOOP_IS_CALLING_OUT_TO_A_TIMER_CALLBACK_FUNCTION__(timer);

    // 9.2 处理GCD Async To Main Queue：如果有dispatch到main_queue的block，执行block。
    __CFRUNLOOP_IS_SERVICING_THE_MAIN_DISPATCH_QUEUE__(dispatched_block);

    // 9.3 处理Source1：如果一个 Source1 (基于port) 发出事件了，处理这个事件
    __CFRUNLOOP_IS_CALLING_OUT_TO_A_SOURCE1_PERFORM_FUNCTION__(source1);
 
    // 10. 处理Blocks
    __CFRUNLOOP_IS_CALLING_OUT_TO_A_BLOCK__(block);
    
    // 12. 通知 Observers: 退出RunLoop
    // 此处有Observer释放AutoreleasePool: _objc_autoreleasePoolPop();
    __CFRUNLOOP_IS_CALLING_OUT_TO_AN_OBSERVER_CALLBACK_FUNCTION__(kCFRunLoopExit);
}
复制代码

5. 休眠的实现

RunLoop如何实现真正意义上的休眠，而不是像下面这种方式：

//会一直占用线程，会一直执行while(1);
while(1);
复制代码

其内部是通过内核态的调用。

三、流程图

将上面的代码逻辑抽取下面得到如下：

黄色：表示通知Observer各个阶段；
蓝色：处理消息的逻辑；
绿色：分支判断逻辑；

1. 执行逻辑

2. 流程图

参考

链接

示例源码

源码注读

文章版权归作者所有，未经允许请勿转载。

THE END

IOS

轻量化模型调研

Drupal Views Builk Operations模块跨站脚本漏洞

知音漫客v6.1官网修改版可以看羞羞漫画

Comus Accept.PHP 远程代码执行漏洞

PowerScripts PlusMail WebConsole加密问题漏洞

Morpho Itemiser 安全漏洞

RunLoop（三）运行

一、运行逻辑

1. 来源按同步异步分类

1.1 Input sources

1.2 Timer sources

2. 来源按对象分类

2.1 Source1

2.2 Source0

2.3 Timers

二、源码详解

1. 入口函数

2. RunLoop执行函数

3. RunLoop消息处理函数

4. 消息处理底层函数

5. 休眠的实现

三、流程图

1. 执行逻辑

2. 流程图

参考

链接

示例源码

轻量化模型调研

Drupal Views Builk Operations模块跨站脚本漏洞

知音漫客v6.1官网修改版 可以看羞羞漫画

Comus Accept.PHP 远程代码执行漏洞

PowerScripts PlusMail WebConsole加密问题漏洞

Morpho Itemiser 安全漏洞

RunLoop（三）运行

一、运行逻辑

1. 来源按同步异步分类

1.1 Input sources

1.2 Timer sources

2. 来源按对象分类

2.1 Source1

2.2 Source0

2.3 Timers

二、源码详解

1. 入口函数

2. RunLoop执行函数

3. RunLoop消息处理函数

4. 消息处理底层函数

5. 休眠的实现

三、流程图

1. 执行逻辑

2. 流程图

参考

链接

示例源码

知音漫客v6.1官网修改版可以看羞羞漫画