iOS_定时器:NSTimer、GCDTimer、DisplayLink
文章目录
- 一、NSTimer
- 1. 工作原理
- 2. 初始化方法的区别
- 3. 8种初始化方法:
- 4. 不work的原因
- 5. 内存泄露
- 6. 对self的强引用的解决方案
- 6.1. target 使用类对象
- 6.2. 代理类(NSProxy)弱引用self + 消息转发
- 6.3. CoreFundation
- 二、GCD定时器
- 三、CADisplayLink定时器
- 1. 初始化:
- 2. 频率:
- 3. 回调方法:
- 4. 控制+销毁:
- 四、对比总结
在iOS里用个 Timer
(定时器)真的是太麻烦了,一不小心就不work了,一不小心又导致内存泄露了~
反正就是得非常注意,下面就来聊聊定时器:
一、NSTimer
1. 工作原理
首先我们得了解Timer
是怎么工作的:
首先它需要加到RunLoop
中,RunLoop
会在固定时间触发Timer
的回调。这个Timer
是被存放在RunLoop
的Model
的_timers
数组里,是强引用的。(之前的文章有介绍RunLoop的结构)
因此我们需要在持有Timer
的对象(如:ViewController
,本文就以ViewController
为Timer
的持有对象举例说明,下文用self
表示)的dealloc
方法里销毁Timer
:调用其invalidate
方法。(所以持有仅仅是为了销毁)
invalidate
方法:会将Timer
从RunLoop
中移除;并释放Timer
持有的资源(target
、userInfo
、Block
)
2. 初始化方法的区别
NSTimer
的初始化方法中只有scheduled
开头的,会自动把Timer
添加到当前的RunLoop
的DefaultMode
里。而其他初始化方法则需要我们手动加入RunLoop
但为了让其能在ScrollView
滑动的时候work,所以不管什么方式创建的我们都需要操作如下:
方法1:添加到CommonMode
中
方法2:添加到Default
和Tracking
的Mode中
(app启动后系统默认将Default
和Tracking
声明为common
属性了)(之前RunLoop的文章有介绍)
3. 8种初始化方法:
8种初始化方法,不带block的都会导致内存泄露,需要进行处理:
self.timer1 = [NSTimer scheduledTimerWithTimeInterval:1 target:self selector:@selector(timerOne) userInfo:nil repeats:YES];
self.timer2 = [NSTimer scheduledTimerWithTimeInterval:1 repeats:YES block:^(NSTimer * _Nonnull timer) {NSLog(@"timer 2");
}]; // iOS 10self.timer3 = [NSTimer timerWithTimeInterval:1 target:self selector:@selector(timerThree) userInfo:nil repeats:YES];
[[NSRunLoop currentRunLoop] addTimer:self.timer3 forMode:NSRunLoopCommonModes];
self.timer4 = [NSTimer timerWithTimeInterval:1 repeats:YES block:^(NSTimer * _Nonnull timer) {NSLog(@"timer 4");
}]; // iOS 10
[[NSRunLoop currentRunLoop] addTimer:self.timer4 forMode:NSRunLoopCommonModes];self.timer5 = [[NSTimer alloc] initWithFireDate:[NSDate dateWithTimeIntervalSinceNow:2] interval:1 target:self selector:@selector(timerFive) userInfo:nil repeats:YES];
[[NSRunLoop currentRunLoop] addTimer:self.timer5 forMode:NSRunLoopCommonModes];self.timer6 = [[NSTimer alloc] initWithFireDate:[NSDate dateWithTimeIntervalSinceNow:2] interval:1 repeats:YES block:^(NSTimer * _Nonnull timer) {NSLog(@"timer 6");
}]; // iOS 10
[[NSRunLoop currentRunLoop] addTimer:self.timer6 forMode:NSRunLoopCommonModes];NSMethodSignature *signature7 = [self methodSignatureForSelector:@selector(timerSeven:)];
self.invocation7 = [NSInvocation invocationWithMethodSignature:signature7]; // 必须持有
[self.invocation7 setSelector:@selector(timerSeven:)];
[self.invocation7 setTarget:self];
NSString *name7 = @"moxiaoyan7";
[self.invocation7 setArgument:&name7 atIndex:2]; // 前面有两个隐藏参数
self.timer7 = [NSTimer scheduledTimerWithTimeInterval:1 invocation:self.invocation7 repeats:YES];NSMethodSignature *signature8 = [self methodSignatureForSelector:@selector(timerEight:)];
self.invocation8 = [NSInvocation invocationWithMethodSignature:signature8];
[self.invocation8 setSelector:@selector(timerEight:)];
[self.invocation8 setTarget:self];
NSString *name8 = @"moxiaoyan8";
[self.invocation8 setArgument:&name8 atIndex:2];
self.timer8 = [NSTimer timerWithTimeInterval:1 invocation:self.invocation8 repeats:YES];
[[NSRunLoop currentRunLoop] addTimer:self.timer8 forMode:NSRunLoopCommonModes];
4. 不work的原因
- 滑动时切换到
Tracking Mode
:
// 解决方案一:
[[NSRunLoop currentRunLoop] addTimer:timer forMode:NSRunLoopCommonModes];
// 解决方案二:
[[NSRunLoop currentRunLoop] addTimer:timer forMode:NSDefaultRunLoopMode];
[[NSRunLoop currentRunLoop] addTimer:timer forMode:UITrackingRunLoopMode];
- 子线程的
RunLoop
没有创建
// 不获取就不会主动创建
NSRunLoop *runLoop = [NSRunLoop currentRunLoop];
// 保持线程常驻
[runLoop addPort:[NSMachPort port] forMode:NSDefaultRunLoopMode];
[runLoop run];
5. 内存泄露
NSTimer
为什么这么容易导致内存泄露,很重要的一点是因为 RunLoop
会强引用 NSTimer
,(系统实现的无法做修改)。
所以开发者必须在恰当的时机将NSTimer
释放掉。
而一般最佳释放时机为持有 NSTimer
的 self
的 dealloc
方法里:
- (void)dealloc {[self.timer invalidate];self.timer = nil;
}
iOS10之前的方法,需要传入target
(一般我们用self
)作为代理,执行需要定时触发的方法。
因为NSTimer
会强引用传入的target
(这也是系统实现的无法修改)。
当开发者直接传入 self 时,就导致了 self 无法被释放,开发者在 dealloc 里释放 NSTimer 的代码也不会执行,从而导致了内存泄露:RunLoop -> NSTimer -> self (不是引用环,但是无法释放)
iOS10苹果新出了3个方法,采用block
的形式实现代理方法,不需要传入self
(block中还是需要用weakSelf
),从而保证了self
的dealloc
的执行
6. 对self的强引用的解决方案
6.1. target 使用类对象
为NSTimer创建分类,实现block的方式传入代理方法
#import "NSTimer+MOBlock.h"
@implementation NSTimer (MOBlock)
+ (NSTimer *)mo_scheduledTimerWithTimeInterval:(NSTimeInterval)ti repeats:(BOOL)yesOrNo block:(void(^)(NSTimer *timer))block {return [self scheduledTimerWithTimeInterval:titarget:self // 类对象无需回收,所以不用担心selector:@selector(blockInvoke:)userInfo:[block copy] // 需要copy到堆中,否则会被释放repeats:yesOrNo];
}+ (void)blockInvoke:(NSTimer *)timer {void(^block)(NSTimer *timer) = timer.userInfo;if (block) {block(timer);}
}
@end
// 使用如下:
self.timerFirst = [NSTimer mo_scheduledTimerWithTimeInterval:2 repeats:YES block:^(NSTimer * _Nonnull timer) {NSLog(@"优化后的 first timer");
}];
6.2. 代理类(NSProxy)弱引用self + 消息转发
创建一个类继承自NSProxy
,弱引用 target,并将消息转发给 target:
@interface MOProxy : NSProxy
@property (nonatomic, weak) id target;
@end@implementation MOProxy
- (id)forwardingTargetForSelector:(SEL)aSelector {return _target;
}
@end
使用时,创建该类对象,并将需要响应消息的对象赋值给target:
MOProxy *proxy = [[MOProxy alloc] init];
proxy.target = self;
self.timerSecond = [NSTimer scheduledTimerWithTimeInterval:1target:proxyselector:@selector(timerSecond:)userInfo:@{@"name": @"cool"}repeats:YES];
另外YYKit库的Utility有一个YYWeakProxy的弱代理类,(具体实现可以点链接过去看)同理,使用如下:
YYWeakProxy *weakObj = [YYWeakProxy proxyWithTarget:self];self.timerSecond = [NSTimer scheduledTimerWithTimeInterval:1target:weakObjselector:@selector(timerSecond:)userInfo:@{@"name": @"cool"}repeats:YES];
6.3. CoreFundation
开源库 BlocksKit 的NSTimer+BlocksKit.m
使用 CFRunLoopTimerCreateWithHandler
实现了 Timer,也可以规避 Timer 持有 target 的问题:
+ (instancetype)bk_timerWithTimeInterval:(NSTimeInterval)inSeconds repeats:(BOOL)repeats usingBlock:(void (^)(NSTimer *timer))block {NSParameterAssert(block != nil);CFAbsoluteTime seconds = fmax(inSeconds, 0.0001);CFAbsoluteTime interval = repeats ? seconds : 0;CFAbsoluteTime fireDate = CFAbsoluteTimeGetCurrent() + seconds;return (__bridge_transfer NSTimer *)CFRunLoopTimerCreateWithHandler(NULL, fireDate, interval, 0, 0, (void(^)(CFRunLoopTimerRef))block);
}
最后不要忘了在self
的dealloc
中释放NSTimer
!!!
二、GCD定时器
GCDTimer完美避过NSTimer的3大缺陷:RunLoop、Thread、Leaks
因为NSTimer依赖RunLoop实现的,所以:
1.默认在RunLoop的DefaultMode下计时 (导致scrollView滑动不work)
2.RunLoop对NSTimer保持强引用 (容易导致内存泄露问题)
3.子线程中默认不创建RunLoop,导致NSTimer失效
4.NSTimer的创建和撤销必须在同一个线程操作,不能跨线程操作
// GCD 定时器(不会被RunLoop强引用)
// GCD 一次性定时器
dispatch_after(dispatch_time(DISPATCH_TIME_NOW, (int64_t)(2 * NSEC_PER_SEC)), dispatch_get_main_queue(), ^{NSLog(@"GCD 一次性计时器");
});
// GCD 重复性定时器
@property (nonatomic, strong) dispatch_source_t gcdTimer;self.gcdTimer = dispatch_source_create(DISPATCH_SOURCE_TYPE_TIMER, 0, 0, dispatch_get_global_queue(0, 0));
dispatch_time_t start = dispatch_time(DISPATCH_TIME_NOW, (int64_t)2 * NSEC_PER_SEC);
uint64_t duration = (uint64_t)(2.0 * NSEC_PER_SEC);
// 参数:sourceTimer 开始时间 循环间隔 精确度(这里写的0.1s)
dispatch_source_set_timer(self.gcdTimer, start, duration, 0.1 * NSEC_PER_SEC);
__weak typeof(self) weakSelf = self;
dispatch_source_set_event_handler(self.gcdTimer, ^{NSLog(@"GCD 重复性计时器");dispatch_suspend(weakSelf.gcdTimer); // 暂停sleep(1);dispatch_resume(weakSelf.gcdTimer); // 恢复
});
dispatch_resume(self.gcdTimer);
// cancel 销毁,不可再使用
// dispatch_source_cancel(self.gcdTimer);
三、CADisplayLink定时器
适用于界面的不停重绘,如:视频播放的时候需要不停的获取下一帧的数据用于界面渲染。不能被继承。
1. 初始化:
@property (nonatomic, strong) CADisplayLink *link;
self.link = [CADisplayLink displayLinkWithTarget:self selector:@selector(displayLink:)];
[self.link setPaused:YES]; // 先暂停,需要的时候再开启
// 依赖runloop的循环工作
[self.link addToRunLoop:[NSRunLoop currentRunLoop] forMode:NSRunLoopCommonModes];
2. 频率:
这里需要了解一个概念:
FPS:帧率,每秒刷新的最大次数。于人类眼睛的特殊生理结构,如果所看画面之帧率高于每秒约10至12帧的时候,就会认为是连贯的,此现象称之为视觉暂留。
iOS现存的设备是60HZ,即60次每秒,可以通过[UIScreen mainScreen].maximumFramesPerSecond
获得
所以这里selector被调用的频率是:FPS/s,(如:目前的60次/s)
控制selector触发频率的属性
- iOS10之前用
frameInterval
,默认1
self.link.frameInterval = 2; // 30次/s
即:每次时间间隔 duration = FPS / frameInterval
如:按目前设备的FPS算: 60/1 = 0.016667s 刷新1次
此为最理想的状态, 如果CPU忙碌会跳过若干次回调
当值小于1时,结果不可预测
(大概是频率已经大于屏幕刷新频率了, 能否及时绘制每次计算的数值得看CPU的负载情况, 此时就会出现严重的丢帧现象)
iOS10之后已被弃用, 因为每次的时间间隔会根据FPS的不同而不用, 以后某台设备提升了FPS, 此时duration在不同设备上的值就不一样了
- iOS10之后用
preferredFramesPerSecond
,默认0,跟设备FPS一样
self.link.preferredFramesPerSecond = 30; // 30次/s
这个就比较好理解了,也不会因为FPS的不同,导致不同的频率
3. 回调方法:
- (void)displayLink:(CADisplayLink *)link {link.duration // 最大屏幕刷新时间间隔, 在selector首次被调用后才会被赋值link.timestamp // 上一帧时间戳link.targetTimestamp // 下一帧时间戳// targetTimestamp - timestamp: 实际刷新时间间隔 (据此确定下一次需要display的内容)
}
4. 控制+销毁:
- (void)startLink {[self.link setPaused:NO]; // 恢复
}
- (void)pauseLink {[self.link setPaused:YES]; // 暂停
}
- (void)stopLink {[self.link invalidate]; // removeFromRunLoop, 释放target
}
它跟NSTimer
一样:依赖RunLoop
,会对target
造成强引用
解决的办法也可以跟NStimer
一样
四、对比总结
以上说了iOS的3中计时器,各有优缺点:
NSTimer:适用于各种计时/循环处理的事件,频率计算可以按秒计
CADisplayLink:精确度比较高,频率计算相对于每秒而言,适用情况比较单一,一般用于界面的不停重绘,需要保证刷新效率的事情。如:视频播放的时候需要不停的获取下一帧的数据用于界面渲染
以上两者原理都差不多,需要依赖RunLoop
,并指定Mode
实现;只是频率的计算方式不同;还有就是精确度,iOS10后为了尽量避免在NSTimer
触发时间到了而去中断当前处理的任务,NSTimer
新增了tolerance
属性,让用户可以设置可以容忍的触发的时间范围。可以看得出NSTimer不太强调多高的精确度。
GCD 比较精准,不依赖于RunLoop
,用dispatch_source_t
实现,代码较多可控性强
github Demo 地址
参考:
NSTimer使用解析
NSTimer定时器进阶——详细介绍,循环引用分析与解决
GCD实现多个定时器,完美避过NSTimer的三大缺陷(RunLoop、Thread、Leaks)
CADisplayLink官方文档
CADisplayLink
CADisplayLink的使用(一)
CADisplayLink学习笔记
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