runloop之于thread

做一个技术方向久了，难免会沉溺其中，对当初开始接触这个方向的许多根本上的疑问渐渐都不了了之，意识上认为然，而不知其所以然。
最近重新梳理iOS的runloop，说说自己的理解，希望能说清楚。

先抛出一个问题：程序入口main函数只是一段代码，为什么只运行了一段代码，程序就可以一直运行？

main函数中起了一个main thread，main thread执行结束，则应用程序退出，为了能让线程一直运行，苹果引入了runloop，苹果这样介绍runloop：

Run loops are part of the fundamental infrastructure associated with threads. A run loop is an event processing loop that you use to schedule work and coordinate the receipt of incoming events. The purpose of a run loop is to keep your thread busy when there is work to do and put your thread to sleep when there is none.

main thread中的runloop一直在跑圈圈(while循环)，所以这个main thread不会立即执行结束，如果设定这个runloop跑圈的时间是1年，app就可以运行1年，1年后app自动退出。
这里面有两个问题：

• runloop如果一直在跑圈，会一直占用/消耗系统资源，怎么避免？
• 跑圈圈的同时，如果用户有输入等操作，怎么检测？

runloop是基于事件处理的，有事件需要处理，则runlopp开始跑圈检测需要处理的事件，处理结束后，进入休眠，当再次有事件需要处理时，再次被唤醒去跑圈，如此反复。
怎么知道有事件要去处理呢？事件包括许多，计时器、用户输入、点击、网络请求等，main thread中创建main runloop时，会将这些事件作为source加入到runloop中，这样，当其中一个source有变更时，激活runloop去跑圈。当然如果这些runloop中source都被移除了，runloop跑一圈之后就会被释放，线程也随即结束。如果main runloop的source可以全部移除，那就意味着app要退出了，但实际的情况是，main runloop被系统做了特殊处理，是无法真正把source都remove掉的，想通过移除source达到app exit的目的是不行的。

做移动开发的同学经常会被问到iOS系统为什么比Android系统流畅的问题，问题也出在runloop中。runloop中有几种模式，其中一种叫Event tracking模式，意为事件追踪，当用户滚动页面等操作时，runloop会被切换到追踪模式，这个模式会限制后续其他事件，比如在这个模式下，点击、长按等其他事件等都将会被限制，让系统只专注处理当前tracking的事件。整个系统只专注做一件事，当让流畅。

题为runloop之于thread，是说它们之间的关系，thread可以没有runloop，但runloop必须运行在线程中，也就是是apple说的The purpose of a run loop is to keep your thread busy 。thread和runloop是一一对应的，以键值对存储在底层，一个thread/runloop中可以嵌套多个thread/runloop。

iOS中非常著名的网络库AFNetworking(老版本，大家都喜欢拿这段代码进行解读)有这样一段代码：

+ (void)networkRequestThreadEntryPoint:(id)__unused object {
　　@autoreleasepool {
　　　　[[NSThread currentThread] setName:@"AFNetworking"];

　　　　NSRunLoop *runLoop = [NSRunLoop currentRunLoop];
　　　　[runLoop addPort:[NSMachPort port] forMode:NSDefaultRunLoopMode];
　　　　[runLoop run];
　　}
}

+ (NSThread *)networkRequestThread {

　　static NSThread *_networkRequestThread = nil;static dispatch_once_t oncePredicate;

　　dispatch_once(&oncePredicate, ^{
　　　　_networkRequestThread = [[NSThread alloc] initWithTarget:self selector:@selector(networkRequestThreadEntryPoint:) object:nil];
　　　　[_networkRequestThread start];
　　});

　　return _networkRequestThread;
}

这段代码创建了一个守护线程，为了让这个线程能够一直在后台处理网络，在线程入口networkRequestThreadEntryPoint: 中通过 [NSRunLoop currentRunLoop]创建了一个runloop；为了runloop能够一直跑圈，向runloop中加入了一个Mach port源，只要这个port源不移除，runloop就会一直存在。
这个时候的runloop其实是一直处于休眠状态，随后开始网络请求时向其中加入了connection源：

- (void)operationDidStart {
　　self.connection = [[NSURLConnection alloc] initWithRequest:self.request delegate:self startImmediately:NO];
　　NSRunLoop *runLoop = [NSRunLoop currentRunLoop];
　　for (NSString *runLoopMode in self.runLoopModes) {
　　　　[self.connection scheduleInRunLoop:runLoop forMode:runLoopMode];
　　}
　　[self.connection start];
}
}

connection收到网络响应后，runloop被激活，开始跑圈，然后检测到有网络响应数据，runloop和connection协调数据输出，以回调的形式将底层接收的数据抛出，
当所有数据传输结束后，connection被AFNetworking置为ni，从runloop中移除，这时runloop进入休眠，这样就完成了一次在后台发请求、接收数据的过程。

等重新开始一次网络请求时，这个过程将会被再次执行一遍。

参考资料
Threading Programming Guide: Run Loops
Threading Programming Guide: Thread Management