iOS面试题精选

栏目: IOS · 发布时间: 5年前

内容简介:一个为UIImageView提供一个分类来支持远程服务器图片加载的库。减少网络流量,下载完图片后存储到本地,下载再获取同一张图片时,直接从本地获取,提升用户体验,能快速从本地获取呈现给用户。 SDWebImage提供了对图片进行了缓存,主要由SDImageCache完成。该类负责处理内存缓存以及一个可选的磁盘缓存,其中磁盘缓存的写操作是异步的,不会对UI造成影响。2、存储图片先在内存中放置一份缓存,如果需要缓存到磁盘,将磁盘缓存操作作为一个task放到串行队列中处理,会先检查图片格式是jpeg还是png,将

一个为UIImageView提供一个分类来支持远程服务器图片加载的库。

功能简介:

1、一个添加了web图片加载和缓存管理的UIImageView分类
      2、一个异步图片下载器
      3、一个异步的内存加磁盘综合存储图片并且自动处理过期图片
      4、支持动态gif图
      5、支持webP格式的图片
      6、后台图片解压处理
      7、确保同样的图片url不会下载多次
      8、确保伪造的图片url不会重复尝试下载
      9、确保主线程不会阻塞
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工作流程

1、入口 setImageWithURL:placeholderImage:options: 会先把 placeholderImage 显示,然后 SDWebImageManager 根据 URL 开始处理图片。

2、进入 SDWebImageManager-downloadWithURL:delegate:options:userInfo:,交给 SDImageCache 从缓存查找图片是否已经下载 queryDiskCacheForKey:delegate:userInfo:.

3、先从内存图片缓存查找是否有图片,如果内存中已经有图片缓存,SDImageCacheDelegate 回调 imageCache:didFindImage:forKey:userInfo: 到 SDWebImageManager。

4、SDWebImageManagerDelegate 回调 webImageManager:didFinishWithImage: 到 UIImageView+WebCache 等前端展示图片。

5、如果内存缓存中没有,生成 NSInvocationOperation 添加到队列开始从硬盘查找图片是否已经缓存。

6、根据 URLKey 在硬盘缓存目录下尝试读取图片文件。这一步是在 NSOperation 进行的操作,所以回主线程进行结果回调 notifyDelegate:。

7、如果上一操作从硬盘读取到了图片,将图片添加到内存缓存中(如果空闲内存过小,会先清空内存缓存)。SDImageCacheDelegate 回调 imageCache:didFindImage:forKey:userInfo:。进而回调展示图片。

8、如果从硬盘缓存目录读取不到图片,说明所有缓存都不存在该图片,需要下载图片,回调 imageCache:didNotFindImageForKey:userInfo:。

9、共享或重新生成一个下载器 SDWebImageDownloader 开始下载图片。

10、图片下载由 NSURLConnection 来做,实现相关 delegate 来判断图片下载中、下载完成和下载失败。

11、connection:didReceiveData: 中利用 ImageIO 做了按图片下载进度加载效果。connectionDidFinishLoading: 数据下载完成后交给 SDWebImageDecoder 做图片解码处理。

12、图片解码处理在一个 NSOperationQueue 完成,不会拖慢主线程 UI。如果有需要对下载的图片进行二次处理,最好也在这里完成,效率会好很多。

13、在主线程 notifyDelegateOnMainThreadWithInfo: 宣告解码完成,imageDecoder:didFinishDecodingImage:userInfo: 回调给 SDWebImageDownloader。imageDownloader:didFinishWithImage: 回调给 SDWebImageManager 告知图片下载完成。

14、通知所有的 downloadDelegates 下载完成,回调给需要的地方展示图片。将图片保存到 SDImageCache 中,内存缓存和硬盘缓存同时保存。写文件到硬盘也在以单独 NSInvocationOperation 完成,避免拖慢主线程。

15、SDImageCache 在初始化的时候会注册一些消息通知,在内存警告或退到后台的时候清理内存图片缓存,应用结束的时候清理过期图片。

16、SDWI 也提供了 UIButton+WebCache 和 MKAnnotationView+WebCache,方便使用。

17、SDWebImagePrefetcher 可以预先下载图片,方便后续使用。
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源码分析

主要用到的对象

一、图片下载

1、 SDWebImageDownloader

  • 1.单例,图片下载器,负责图片异步下载,并对图片加载做了优化处理

  • 2.图片的下载操作放在一个NSOperationQueue并发操作队列中,队列默认最大并发数是6

  • 3.每个图片对应一些回调(下载进度,完成回调等),回调信息会存在downloader的URLCallbacks(一个字典,key是url地址,value是图片下载回调数组)中,URLCallbacks可能被多个线程访问,所以downloader把下载任务放在一个barrierQueue中,并设置屏障保证同一时间只有一个线程访问URLCallbacks。,在创建回调URLCallbacks的block中创建了一个NSOperation并添加到NSOperationQueue中。

  • 4.每个图片下载都是一个operation类,创建后添加到一个队列中,SDWebimage定义了一个协议 SDWebImageOperation作为图片下载操作的基础协议,声明了一个cancel方法,用于取消操作。

@protocol SDWebImageOperation <NSObject>
-(void)cancel;
@end
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  • 5.对于图片的下载,SDWebImageDownloaderOperation完全依赖于NSURLConnection类,继承和实现了NSURLConnectionDataDelegate协议的方法
connection:didReceiveResponse:
connection:didReceiveData:
connectionDidFinishLoading:
connection:didFailWithError:
connection:willCacheResponse:
connectionShouldUseCredentialStorage:
-connection:willSendRequestForAuthenticationChalleng
-connection:didReceiveData:方法,接受数据,创建一个CGImageSourceRef对象,在首次获取数据时(图片width,height),图片下载完成之前,使用CGImageSourceRef对象创建一个图片对象,经过缩放、解压操作生成一个UIImage对象供回调使用,同时还有下载进度处理。
注:缩放:SDWebImageCompat中SDScaledImageForKey函数
 解压:SDWebImageDecoder文件中decodedImageWithImage

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2、SDWebImageDownloaderOption

  • 1.继承自NSOperation类,没有简单实现main方法,而是采用更加灵活的start方法,以便自己管理下载的状态

  • 2.start方法中创建了下载使用的NSURLConnections对象,开启了图片的下载,并抛出一个下载开始的通知,

  • 3.小结:下载的核心是利用NSURLSession加载数据,每个图片的下载都有一个operation操作来完成,并将这些操作放到一个操作队列中,这样可以实现图片的并发下载。

3、SDWebImageDecoder(异步对图片进行解码)

二、缓存

减少网络流量,下载完图片后存储到本地,下载再获取同一张图片时,直接从本地获取,提升用户体验,能快速从本地获取呈现给用户。 SDWebImage提供了对图片进行了缓存,主要由SDImageCache完成。该类负责处理内存缓存以及一个可选的磁盘缓存,其中磁盘缓存的写操作是异步的,不会对UI造成影响。

1、内存缓存及磁盘缓存

  • 1.内存缓存的处理由NSCache对象实现,NSCache类似一个集合的容器,它存储key-value对,类似于nsdictionary类,我们通常使用缓存来临时存储短时间使用但创建昂贵的对象,重用这些对象可以优化新能,同时这些对象对于程序来说不是紧要的,如果内存紧张就会自动释放。

  • 2.磁盘缓存的处理使用NSFileManager对象实现,图片存储的位置位于cache文件夹,另外SDImageCache还定义了一个串行队列来异步存储图片。

  • 3.SDImageCache提供了大量方法来缓存、获取、移除及清空图片。对于图片的索引,我们通过一个key来索引,在内存中,我们将其作为NSCache的key值,而在磁盘中,我们用这个key值作为图片的文件名,对于一个远程下载的图片其url实作为这个key的最佳选择。

2、存储图片先在内存中放置一份缓存,如果需要缓存到磁盘,将磁盘缓存操作作为一个task放到串行队列中处理,会先检查图片格式是jpeg还是png,将其转换为响应的图片数据,最后吧数据写入磁盘中(文件名是对key值做MD5后的串)

3、查询图片内存和磁盘查询图片API:

- (UIImage *)imageFromMemoryCacheForKey:(NSString *)key;
- (UIImage *)imageFromDiskCacheForKey:(NSString *)key;

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查看本地是否存在key指定的图片,使用一下API:

- (NSOperation *)queryDiskCacheForKey:(NSString *)key done:(SDWebImageQueryCompletedBlock)doneBlock;
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4、移除图片移除图片API:

- (void)removeImageForKey:(NSString *)key;
- (void)removeImageForKey:(NSString *)key withCompletion:(SDWebImageNoParamsBlock)completion;
- (void)removeImageForKey:(NSString *)key fromDisk:(BOOL)fromDisk;
- (void)removeImageForKey:(NSString *)key fromDisk:(BOOL)fromDisk withCompletion:(SDWebImageNoParamsBlock)completion;

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5、清理图片(磁盘)

清空磁盘图片可以选择完全清空和部分清空,完全清空就是吧缓存文件夹删除。

- (void)clearDisk;
- (void)clearDiskOnCompletion:(SDWebImageNoParamsBlock)completion;
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部分清理 会根据设置的一些参数移除部分文件,主要有两个指标:文件的缓存有效期(maxCacheAge:默认是1周)和最大缓存空间大小(maxCacheSize:如果所有文件大小大于最大值,会按照文件最后修改时间的逆序,以每次一半的递归来移除哪些过早的文件,知道缓存文件总大小小于最大值),具体代码参考- (void)cleanDiskWithCompletionBlock;

6、小结SDImageCache处理提供以上API,还提供了获取缓存大小,缓存中图片数量等API, 常用的接口和属性:

(1)-getSize  :获得硬盘缓存的大小

(2)-getDiskCount : 获得硬盘缓存的图片数量

(3)-clearMemory  : 清理所有内存图片

(4)- removeImageForKey:(NSString *)key  系列的方法 : 从内存、硬盘按要求指定清除图片

(5)maxMemoryCost  :  保存在存储器中像素的总和

(6)maxCacheSize  :  最大缓存大小 以字节为单位。默认没有设置,也就是为0,而清理磁盘缓存的先决条件为self.maxCacheSize > 0,所以0表示无限制。

(7)maxCacheAge : 在内存缓存保留的最长时间以秒为单位计算,默认是一周

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三、SDWebImageManager

实际使用中并不直接使用SDWebImageDownloader和SDImageCache类对图片进行下载和存储,而是使用SDWebImageManager来管理。包括平常使用UIImageView+WebCache等控件的分类,都是使用SDWebImageManager来处理,该对象内部定义了一个图片下载器(SDWebImageDownloader)和图片缓存(SDImageCache)

@interface SDWebImageManager : NSObject

@property (weak, nonatomic) id <SDWebImageManagerDelegate> delegate;

@property (strong, nonatomic, readonly) SDImageCache *imageCache;
@property (strong, nonatomic, readonly) SDWebImageDownloader *imageDownloader;

...

@end
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SDWebImageManager声明了一个delegate属性,其实是一个id对象,代理声明了两个方法

// 控制当图片在缓存中没有找到时,应该下载哪个图片
- (BOOL)imageManager:(SDWebImageManager *)imageManager shouldDownloadImageForURL:(NSURL *)imageURL;

// 允许在图片已经被下载完成且被缓存到磁盘或内存前立即转换
- (UIImage *)imageManager:(SDWebImageManager *)imageManager transformDownloadedImage:(UIImage *)image withURL:(NSURL *)imageURL;
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这两个方法会在SDWebImageManager的-downloadImageWithURL:options:progress:completed:方法中调用,而这个方法是SDWebImageManager类的核心所在(具体看源码)

SDWebImageManager的几个API:

(1)- (void)cancelAll   : 取消runningOperations中所有的操作,并全部删除

(2)- (BOOL)isRunning  :检查是否有操作在运行,这里的操作指的是下载和缓存组成的组合操作

(3) - downloadImageWithURL:options:progress:completed:   核心方法

(4)- (BOOL)diskImageExistsForURL:(NSURL *)url  :指定url的图片是否进行了磁盘缓存

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四、视图扩展

在使用SDWebImage的时候,使用最多的是UIImageView+WebCache中的针对UIImageView的扩展,核心方法是sd_setImageWithURL:placeholderImage:options:progress:completed:, 其使用SDWebImageManager单例对象下载并缓存图片。

除了扩展UIImageView外,SDWebImage还扩展了UIView,UIButton,MKAnnotationView等视图类,具体可以参考源码,除了可以使用扩展的方法下载图片,同时也可以使用SDWebImageManager下载图片。

UIView+WebCacheOperation分类: 把当前view对应的图片操作对象存储起来(通过运行时设置属性),在基类中完成 存储的结构:一个loadOperationKey属性,value是一个字典(字典结构: key:UIImageViewAnimationImages或者UIImageViewImageLoad,value是 operation数组(动态图片)或者对象)

UIButton+WebCache分类 会根据不同的按钮状态,下载的图片根据不同的状态进行设置 imageURLStorageKey:{state:url}

五、技术点

  • 1.dispatch_barrier_sync函数,用于对操作设置顺序,确保在执行完任务后再确保后续操作。常用于确保线程安全性操作
  • 2.NSMutableURLRequest:用于创建一个网络请求对象,可以根据需要来配置请求报头等信息
  • 3.NSOperation及NSOperationQueue:操作队列是OC中一种告诫的并发处理方法,基于GCD实现,相对于GCD来说,操作队列的优点是可以取消在任务处理队列中的任务,另外在管理操作间的依赖关系方面容易一些,对SDWebImage中我们看到如何使用依赖将下载顺序设置成后进先出的顺序
  • 4.NSURLSession:用于网络请求及相应处理
  • 5.开启后台任务
  • 6.NSCache类:一个类似于集合的容器,存储key-value对,这一点类似于nsdictionary类,我们通常用使用缓存来临时存储短时间使用但创建昂贵的对象。重用这些对象可以优化性能,因为它们的值不需要重新计算。另外一方面,这些对象对于程序来说不是紧要的,在内存紧张时会被丢弃
  • 7.清理缓存图片的策略:特别是最大缓存空间大小的设置。如果所有缓存文件的总大小超过这一大小,则会按照文件最后修改时间的逆序,以每次一半的递归来移除那些过早的文件,直到缓存的实际大小小于我们设置的最大使用空间。
  • 8.图片解压操作:这一操作可以查看SDWebImageDecoder.m中+decodedImageWithImage方法的实现。
  • 9.对GIF图片的处理
  • 10.对WebP图片的处理。

二、什么是Block?

  • Block是将函数及其执行上下文封装起来的对象。

比如:

NSInteger num = 3;
    NSInteger(^block)(NSInteger) = ^NSInteger(NSInteger n){
        return n*num;
    };

    block(2);

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通过clang -rewrite-objc WYTest.m命令编译该.m文件,发现该block被编译成这个形式:

NSInteger num = 3;

    NSInteger(*block)(NSInteger) = ((NSInteger (*)(NSInteger))&__WYTest__blockTest_block_impl_0((void *)__WYTest__blockTest_block_func_0, &__WYTest__blockTest_block_desc_0_DATA, num));

    ((NSInteger (*)(__block_impl *, NSInteger))((__block_impl *)block)->FuncPtr)((__block_impl *)block, 2);

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其中WYTest是文件名,blockTest是方法名,这些可以忽略。 其中__WYTest__blockTest_block_impl_0结构体为

struct __WYTest__blockTest_block_impl_0 {
  struct __block_impl impl;
  struct __WYTest__blockTest_block_desc_0* Desc;
  NSInteger num;
  __WYTest__blockTest_block_impl_0(void *fp, struct __WYTest__blockTest_block_desc_0 *desc, NSInteger _num, int flags=0) : num(_num) {
    impl.isa = &_NSConcreteStackBlock;
    impl.Flags = flags;
    impl.FuncPtr = fp;
    Desc = desc;
  }
};

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__block_impl结构体为

struct __block_impl {
  void *isa;//isa指针,所以说Block是对象
  int Flags;
  int Reserved;
  void *FuncPtr;//函数指针
};

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block内部有isa指针,所以说其本质也是OC对象 block内部则为:

static NSInteger __WYTest__blockTest_block_func_0(struct __WYTest__blockTest_block_impl_0 *__cself, NSInteger n) {
  NSInteger num = __cself->num; // bound by copy

        return n*num;
    }

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所以说 Block是将函数及其执行上下文封装起来的对象 既然block内部封装了函数,那么它同样也有参数和返回值。

二、Block变量截获

1、局部变量截获 是值截获。 比如:

NSInteger num = 3;

    NSInteger(^block)(NSInteger) = ^NSInteger(NSInteger n){

        return n*num;
    };

    num = 1;

    NSLog(@"%zd",block(2));

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这里的输出是6而不是2,原因就是对局部变量num的截获是值截获。 同样,在block里如果修改变量num,也是无效的,甚至编译器会报错。

2、局部静态变量截获 是指针截获。

static  NSInteger num = 3;

    NSInteger(^block)(NSInteger) = ^NSInteger(NSInteger n){

        return n*num;
    };

    num = 1;

    NSLog(@"%zd",block(2));

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输出为2,意味着num = 1这里的修改num值是有效的,即是指针截获。 同样,在block里去修改变量m,也是有效的。

3、全局变量,静态全局变量截获:不截获,直接取值。

我们同样用clang编译看下结果。

static NSInteger num3 = 300;

NSInteger num4 = 3000;

- (void)blockTest
{
    NSInteger num = 30;

    static NSInteger num2 = 3;

    __block NSInteger num5 = 30000;

    void(^block)(void) = ^{

        NSLog(@"%zd",num);//局部变量

        NSLog(@"%zd",num2);//静态变量

        NSLog(@"%zd",num3);//全局变量

        NSLog(@"%zd",num4);//全局静态变量

        NSLog(@"%zd",num5);//__block修饰变量
    };

    block();
}

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编译后

struct __WYTest__blockTest_block_impl_0 {
  struct __block_impl impl;
  struct __WYTest__blockTest_block_desc_0* Desc;
  NSInteger num;//局部变量
  NSInteger *num2;//静态变量
  __Block_byref_num5_0 *num5; // by ref//__block修饰变量
  __WYTest__blockTest_block_impl_0(void *fp, struct __WYTest__blockTest_block_desc_0 *desc, NSInteger _num, NSInteger *_num2, __Block_byref_num5_0 *_num5, int flags=0) : num(_num), num2(_num2), num5(_num5->__forwarding) {
    impl.isa = &_NSConcreteStackBlock;
    impl.Flags = flags;
    impl.FuncPtr = fp;
    Desc = desc;
  }
};

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( impl.isa = &_NSConcreteStackBlock;这里注意到这一句,即说明该block是栈block) 可以看到局部变量被编译成值形式,而静态变量被编成指针形式,全局变量并未截获。而__block修饰的变量也是以指针形式截获的,并且生成了一个新的结构体 对象

struct __Block_byref_num5_0 {
  void *__isa;
__Block_byref_num5_0 *__forwarding;
 int __flags;
 int __size;
 NSInteger num5;
};

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该对象有个属性:num5,即我们用__block修饰的变量。 这里__forwarding是指向自身的(栈block)。 一般情况下,如果我们要对block截获的局部变量进行赋值操作需添加__block 修饰符,而对全局变量,静态变量是不需要添加__block修饰符的。 另外,block里访问self或成员变量都会去截获self。

三、Block的几种形式

  • 分为全局Block(_NSConcreteGlobalBlock)、栈Block(_NSConcreteStackBlock)、堆Block(_NSConcreteMallocBlock)三种形式

    其中栈Block存储在栈(stack)区,堆Block存储在堆(heap)区,全局Block存储在已初始化数据(.data)区

1、不使用外部变量的block是全局block

比如:

NSLog(@"%@",[^{
        NSLog(@"globalBlock");
    } class]);

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输出:

__NSGlobalBlock__

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2、使用外部变量并且未进行copy操作的block是栈block

比如:

NSInteger num = 10;
    NSLog(@"%@",[^{
        NSLog(@"stackBlock:%zd",num);
    } class]);

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输出:

__NSStackBlock__

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日常开发常用于这种情况:

[self testWithBlock:^{
    NSLog(@"%@",self);
}];

- (void)testWithBlock:(dispatch_block_t)block {
    block();

    NSLog(@"%@",[block class]);
}

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3、对栈block进行copy操作,就是堆block,而对全局block进行copy,仍是全局block

  • 比如堆1中的全局进行copy操作,即赋值:
void (^globalBlock)(void) = ^{
        NSLog(@"globalBlock");
    };

 NSLog(@"%@",[globalBlock class]);

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输出:

__NSGlobalBlock__

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仍是全局block

  • 而对2中的栈block进行赋值操作:
NSInteger num = 10;

void (^mallocBlock)(void) = ^{

        NSLog(@"stackBlock:%zd",num);
    };

NSLog(@"%@",[mallocBlock class]);

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输出:

__NSMallocBlock__

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对栈blockcopy之后,并不代表着栈block就消失了,左边的mallock是堆block,右边被copy的仍是栈block 比如:

[self testWithBlock:^{

    NSLog(@"%@",self);
}];

- (void)testWithBlock:(dispatch_block_t)block
{
    block();

    dispatch_block_t tempBlock = block;

    NSLog(@"%@,%@",[block class],[tempBlock class]);
}

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输出:

__NSStackBlock__,__NSMallocBlock__

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  • 即如果对栈Block进行copy,将会copy到堆区,对堆Block进行copy,将会增加引用计数,对全局Block进行copy,因为是已经初始化的,所以什么也不做。

另外,__block变量在copy时,由于__forwarding的存在,栈上的__forwarding指针会指向堆上的__forwarding变量,而堆上的__forwarding指针指向其自身,所以,如果对__block的修改,实际上是在修改堆上的__block变量。

即__forwarding指针存在的意义就是,无论在任何内存位置, 都可以顺利地访问同一个__block变量。

  • 另外由于block捕获的__block修饰的变量会去持有变量,那么如果用__block修饰self,且self持有block,并且block内部使用到__block修饰的self时,就会造成多循环引用,即self持有block,block 持有__block变量,而__block变量持有self,造成内存泄漏。 比如:
__block typeof(self) weakSelf = self;

    _testBlock = ^{

        NSLog(@"%@",weakSelf);
    };

    _testBlock();

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如果要解决这种循环引用,可以主动断开__block变量对self的持有,即在block内部使用完weakself后,将其置为nil,但这种方式有个问题,如果block一直不被调用,那么循环引用将一直存在。 所以,我们最好还是用__weak来修饰self

三、RunLoop剖析

RunLoop是通过内部维护的 事件循环(Event Loop) 来对 事件/消息进行管理 的一个对象。

1、没有消息处理时,休眠已避免资源占用,由用户态切换到内核态(CPU-内核态和用户态) 2、有消息需要处理时,立刻被唤醒,由内核态切换到用户态

为什么main函数不会退出?

int main(int argc, char * argv[]) {
    @autoreleasepool {
        return UIApplicationMain(argc, argv, nil, NSStringFromClass([AppDelegate class]));
    }
}
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UIApplicationMain内部默认开启了主线程的RunLoop,并执行了一段无限循环的代码(不是简单的for循环或while循环)

//无限循环代码模式(伪代码)
int main(int argc, char * argv[]) {        
    BOOL running = YES;
    do {
        // 执行各种任务,处理各种事件
        // ......
    } while (running);

    return 0;
}

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UIApplicationMain函数一直没有返回,而是不断地接收处理消息以及等待休眠,所以运行程序之后会保持持续运行状态。

二、RunLoop的数据结构

NSRunLoop(Foundation)CFRunLoop(CoreFoundation) 的封装,提供了面向对象的API RunLoop 相关的主要涉及五个类:

CFRunLoop :RunLoop对象 CFRunLoopMode :运行模式 CFRunLoopSource :输入源/事件源 CFRunLoopTimer :定时源 CFRunLoopObserver :观察者

1、CFRunLoop

pthread (线程对象,说明RunLoop和线程是一一对应的)、 currentMode (当前所处的运行模式)、 modes (多个运行模式的集合)、 commonModes (模式名称字符串集合)、 commonModelItems (Observer,Timer,Source集合)构成

2、CFRunLoopMode

由name、source0、source1、observers、timers构成

3、CFRunLoopSource

分为source0和source1两种

source0
source1

4、CFRunLoopTimer

基于时间的触发器,基本上说的就是NSTimer。在预设的时间点唤醒RunLoop执行回调。因为它是基于RunLoop的,因此它不是实时的(就是NSTimer 是不准确的。 因为RunLoop只负责分发源的消息。如果线程当前正在处理繁重的任务,就有可能导致Timer本次延时,或者少执行一次)。

5、CFRunLoopObserver

监听以下时间点: CFRunLoopActivity

kCFRunLoopEntry
kCFRunLoopBeforeTimers
kCFRunLoopBeforeSources
kCFRunLoopBeforeWaiting
kCFRunLoopAfterWaiting
kCFRunLoopExit
kCFRunLoopAllActivities

6、各数据结构之间的联系

线程和RunLoop一一对应, RunLoop和Mode是一对多的,Mode和source、timer、observer也是一对多的

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三、RunLoop的Mode

关于Mode首先要知道一个RunLoop 对象中可能包含多个Mode,且每次调用 RunLoop 的主函数时,只能指定其中一个 Mode(CurrentMode)。切换 Mode,需要重新指定一个 Mode 。主要是为了分隔开不同的 Source、Timer、Observer,让它们之间互不影响。

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当RunLoop运行在Mode1上时,是无法接受处理Mode2或Mode3上的Source、Timer、Observer事件的

总共是有五种 CFRunLoopMode :

  • kCFRunLoopDefaultMode :默认模式,主线程是在这个运行模式下运行

  • UITrackingRunLoopMode :跟踪用户交互事件(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 :接受系统内部事件,通常用不到

  • kCFRunLoopCommonModes :伪模式,不是一种真正的运行模式,是同步Source/Timer/Observer到多个Mode中的一种解决方案

四、RunLoop的实现机制

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这张图在网上流传比较广。 对于RunLoop而言最核心的事情就是保证线程在没有消息的时候休眠,在有消息时唤醒,以提高程序性能。RunLoop这个机制是依靠系统内核来完成的(苹果操作系统核心组件Darwin中的Mach)。

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RunLoop通过 mach_msg() 函数接收、发送消息。它的本质是调用函数 mach_msg_trap() ,相当于是一个系统调用,会触发内核状态切换。在用户态调用 mach_msg_trap() 时会切换到内核态;内核态中内核实现的 mach_msg() 函数会完成实际的工作。 即基于port的source1,监听端口,端口有消息就会触发回调;而source0,要手动标记为待处理和手动唤醒RunLoop

Mach消息发送机制 大致逻辑为: 1、通知观察者 RunLoop 即将启动。 2、通知观察者即将要处理Timer事件。 3、通知观察者即将要处理source0事件。 4、处理source0事件。 5、如果基于端口的源(Source1)准备好并处于等待状态,进入步骤9。 6、通知观察者线程即将进入休眠状态。 7、将线程置于休眠状态,由用户态切换到内核态,直到下面的任一事件发生才唤醒线程。

  • 一个基于 port 的Source1 的事件(图里应该是source0)。
  • 一个 Timer 到时间了。
  • RunLoop 自身的超时时间到了。
  • 被其他调用者手动唤醒。

8、通知观察者线程将被唤醒。 9、处理唤醒时收到的事件。

  • 如果用户定义的定时器启动,处理定时器事件并重启RunLoop。进入步骤2。
  • 如果输入源启动,传递相应的消息。
  • 如果RunLoop被显示唤醒而且时间还没超时,重启RunLoop。进入步骤2

10、通知观察者RunLoop结束。

五、RunLoop与NSTimer

一个比较常见的问题:滑动tableView时,定时器还会生效吗? 默认情况下RunLoop运行在 kCFRunLoopDefaultMode 下,而当滑动tableView时,RunLoop切换到 UITrackingRunLoopMode ,而Timer是在 kCFRunLoopDefaultMode 下的,就无法接受处理Timer的事件。 怎么去解决这个问题呢?把Timer添加到 UITrackingRunLoopMode 上并不能解决问题,因为这样在默认情况下就无法接受定时器事件了。 所以我们需要把Timer同时添加到 UITrackingRunLoopModekCFRunLoopDefaultMode 上。 那么如何把timer同时添加到多个mode上呢?就要用到 NSRunLoopCommonModes

[[NSRunLoop currentRunLoop] addTimer:timer forMode:NSRunLoopCommonModes];
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Timer就被添加到多个mode上,这样即使RunLoop由 kCFRunLoopDefaultMode 切换到 UITrackingRunLoopMode 下,也不会影响接收Timer事件

六、RunLoop和线程

  • 线程和RunLoop是一一对应的,其映射关系是保存在一个全局的 Dictionary 里
  • 自己创建的线程默认是没有开启RunLoop的

1、怎么创建一个常驻线程?

1、为当前线程开启一个RunLoop(第一次调用 [NSRunLoop currentRunLoop]方法时实际是会先去创建一个RunLoop) 1、向当前RunLoop中添加一个Port/Source等维持RunLoop的事件循环(如果RunLoop的mode中一个item都没有,RunLoop会退出) 2、启动该RunLoop

@autoreleasepool {
        NSRunLoop *runLoop = [NSRunLoop currentRunLoop];
        [[NSRunLoop currentRunLoop] addPort:[NSMachPort port] forMode:NSDefaultRunLoopMode];
        [runLoop run];
    }
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2、输出下边代码的执行顺序

NSLog(@"1");
dispatch_async(dispatch_get_global_queue(0, 0), ^{
    NSLog(@"2");
    [self performSelector:@selector(test) withObject:nil afterDelay:10];
    NSLog(@"3");
});
NSLog(@"4");
- (void)test
{
    NSLog(@"5");
}
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答案是1423,test方法并不会执行。 原因是如果是带afterDelay的延时函数,会在内部创建一个 NSTimer,然后添加到当前线程的RunLoop中。也就是如果当前线程没有开启RunLoop,该方法会失效。 那么我们改成:

dispatch_async(dispatch_get_global_queue(0, 0), ^{
        NSLog(@"2");
        [[NSRunLoop currentRunLoop] run];
        [self performSelector:@selector(test) withObject:nil afterDelay:10];
        NSLog(@"3");
    });
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然而test方法依然不执行。 原因是如果RunLoop的mode中一个item都没有,RunLoop会退出。即在调用RunLoop的run方法后,由于其mode中没有添加任何item去维持RunLoop的时间循环,RunLoop随即还是会退出。 所以我们自己启动RunLoop,一定要在添加item后

dispatch_async(dispatch_get_global_queue(0, 0), ^{
        NSLog(@"2");
        [self performSelector:@selector(test) withObject:nil afterDelay:10];
        [[NSRunLoop currentRunLoop] run];
        NSLog(@"3");
    });
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3、怎样保证子线程数据回来更新UI的时候不打断用户的滑动操作?

当我们在子请求数据的同时滑动浏览当前页面,如果数据请求成功要切回主线程更新UI,那么就会影响当前正在滑动的体验。 我们就可以将更新UI事件放在主线程的 NSDefaultRunLoopMode 上执行即可,这样就会等用户不再滑动页面,主线程RunLoop由 UITrackingRunLoopMode 切换到 NSDefaultRunLoopMode 时再去更新UI

[self performSelectorOnMainThread:@selector(reloadData) withObject:nil waitUntilDone:NO modes:@[NSDefaultRunLoopMode]];
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以上就是本文的全部内容,希望对大家的学习有所帮助,也希望大家多多支持 码农网

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