RunLoop内幕揭秘：输入源、定时源、观察者、线程间通信及各类端口详解
2024-02-07 01:26:15
RunLoop概述
RunLoop是应用程序的主事件循环，负责协调和管理应用程序中的事件。它可以处理各种类型的事件，包括用户交互、定时器事件、网络事件等。RunLoop的实现原理非常复杂，但我们可以从以下几个方面来理解它的工作原理：
- 事件源 ：事件源是产生事件的对象。当事件源产生事件时，它会将事件发送给RunLoop。
- 事件处理程序 ：事件处理程序是处理事件的对象。当RunLoop收到事件时，它会将事件传递给相应的事件处理程序。
- 事件循环 ：事件循环是RunLoop的核心部分。它不断地检查事件源是否有事件产生，如果有事件产生，则将事件传递给相应的事件处理程序。事件循环会一直运行，直到应用程序退出。
RunLoop中的关键概念
RunLoop中有一些非常重要的概念，包括输入源、定时源、观察者、线程间通信等。下面我们就来详细讲解这些概念。
输入源
输入源是产生事件的对象。当用户与应用程序交互时，例如点击按钮、滑动屏幕等，就会产生输入事件。这些输入事件会由输入源发送给RunLoop。输入源可以分为两种类型：
- 主动输入源 ：主动输入源会主动向RunLoop发送事件。例如，当用户点击按钮时，按钮会向RunLoop发送一个鼠标点击事件。
- 被动输入源 ：被动输入源只会响应RunLoop的查询。例如，当RunLoop调用文件符的read()方法时，文件符会向RunLoop发送一个数据可读事件。
定时源
定时源是产生定时事件的对象。定时源会周期性地向RunLoop发送事件。例如，当我们创建一个定时器时，定时器就会成为一个定时源。定时源可以分为两种类型：
- 绝对定时源 ：绝对定时源会在指定的时间点向RunLoop发送事件。例如，我们可以创建一个定时器，让它在10秒后向RunLoop发送一个事件。
- 相对定时源 ：相对定时源会在相对当前时间指定的时间间隔后向RunLoop发送事件。例如，我们可以创建一个定时器，让它每10秒向RunLoop发送一个事件。
观察者
观察者是监听RunLoop事件的对象。当RunLoop收到事件时，它会将事件传递给相应的观察者。观察者可以分为两种类型：
- 输入源观察者 ：输入源观察者监听输入源的事件。例如，当我们创建一个按钮时，我们可以创建一个观察者来监听按钮的点击事件。
- 定时源观察者 ：定时源观察者监听定时源的事件。例如，当我们创建一个定时器时，我们可以创建一个观察者来监听定时器的事件。
线程间通信
RunLoop还可以用于实现线程间通信。我们可以通过以下两种方式来实现线程间通信：
- NSPort ：NSPort是苹果操作系统提供的一种线程间通信机制。NSPort可以用来在不同的线程之间发送消息。
- NSMachPort ：NSMachPort是苹果操作系统提供的一种线程间通信机制。NSMachPort可以用来在不同的进程之间发送消息。
RunLoop中的端口类型
RunLoop中提供了多种端口类型，包括NSPort、NSMessagePort和NSMachPort。下面我们就来详细讲解这些端口类型。
NSPort
NSPort是苹果操作系统提供的一种线程间通信机制。NSPort可以用来在不同的线程之间发送消息。NSPort的实现原理非常简单，它本质上就是一对文件描述符。NSPort的发送端使用一个文件描述符来发送消息，NSPort的接收端使用另一个文件描述符来接收消息。
NSMessagePort
NSMessagePort是苹果操作系统提供的一种线程间通信机制。NSMessagePort可以用来在不同的线程之间发送消息。NSMessagePort的实现原理与NSPort类似，但NSMessagePort提供了更丰富的功能。例如，NSMessagePort支持发送和接收任意类型的数据，而NSPort只能发送和接收字节数据。
NSMachPort
NSMachPort是苹果操作系统提供的一种线程间通信机制。NSMachPort可以用来在不同的进程之间发送消息。NSMachPort的实现原理与NSPort和NSMessagePort类似，但NSMachPort提供了更强大的功能。例如，NSMachPort支持跨进程的消息传递，而NSPort和NSMessagePort只能在同一进程内进行消息传递。
NSPortMessage的使用方法
NSPortMessage是NSPort发送和接收消息的数据结构。NSPortMessage包含以下几个字段：
- 版本号 ：NSPortMessage的版本号。
- 头部长度 ：NSPortMessage的头部长度。
- 数据长度 ：NSPortMessage的数据长度。
- 消息类型 ：NSPortMessage的消息类型。
- 发送端口 ：NSPortMessage的发送端口。
- 接收端口 ：NSPortMessage的接收端口。
- 数据 ：NSPortMessage的数据。
NSPortMessage的使用方法非常简单，我们只需要按照以下步骤进行操作即可：
- 创建一个NSPort对象。
- 将NSPort对象添加到RunLoop中。
- 创建一个NSPortMessage对象。
- 将NSPortMessage对象发送给NSPort对象。
- 在NSPort对象的回调函数中接收NSPortMessage对象。
总结
RunLoop是苹果操作系统中一个非常重要的概念，负责协调和管理应用程序中的事件循环。RunLoop可以处理各种类型的事件，包括用户交互、定时器事件、网络事件等。RunLoop的实现原理非常复杂，但我们可以从输入源、定时源、观察者、线程间通信等几个方面来理解它的工作原理。RunLoop还提供了多种端口类型，包括NSPort、NSMessagePort和NSMachPort，我们可以使用这些端口类型来实现线程间通信。NSPortMessage是NSPort发送和接收消息的数据结构，使用NSPortMessage非常简单，我们只需要按照以下步骤进行操作即可：创建NSPort对象、将NSPort对象添加到RunLoop中、创建NSPortMessage对象、将NSPortMessage对象发送给NSPort对象、在NSPort对象的回调函数中接收NSPortMessage对象。
