事件循环——不一样的死循环
一谈起死循环，我们首先想到的就是程序假死、机子发热等，唯恐避之不及。但其实程序的世界是离不开死循环的，无论是运行在手机端的app，还是运行在服务器上的服务，都需要死循环来让程序一直执行不退出。那么，这类死循环和造成机器假死的死循环有什么不一样呢？
万恶的死循环？
说起死循环，首先想到的就是下面的这一段代码。
while (YES) {
NSLog(@"test infinite loop");
}
让这段代码在模拟器跑起来，不一会儿我们就能听见风扇呼呼的转个不停，通过Xcode查看CPU占用率。
死循环直接将主线程的CPU占满了，因为iPhone是多核的，所以CPU的使用率并没有到达100%。
那么，是不是说死循环就一定会导致CPU满负荷运转，造成手机发热，耗电增加呢？
我们来看这段代码。
while (YES) {
sleep(1); // 每次循环睡1s
NSLog(@"test infinite loop");
}
这回CPU的使用率是怎么样的呢？
哇塞！CPU消耗竟然几乎可以忽略了！sleep到底干了什么呢？查查wiki，它是这么说的。
Sleep让线程或者进程放弃剩余的时间片，在指定的时间内保持
Not Runnable状态。一旦指定的时间过去之后，系统会通过信号中断等方式来唤醒该线程或者进程。
也就是说，线程或者进程进入Not Runnable的状态的时候，对系统资源的消耗是非常少的。而且在这样的状态下，系统提供了信号、中断等方式来唤醒线程或进程。
这样的死循环绝对不会是什么坏事啊！那程序的世界里面有没有此类死循环的使用场景呢？必然是有的。
事件循环
没错！我要说的就是事件循环 —— Event Loop。
好吧，wikipedia告诉我们，这个东西的名儿挺多。
event loop, message dispatcher, message loop, message pump, or run loop
虽然本文要开刀的是RunLoop，但其实无论是客户端还是服务端需要事件循环，其机制也是大同小异的。 比如NodeJS就需要事件循环来实现非阻塞的IO调用，毕竟JS是单线程的语言，否则的话，它怎么撑起JS服务器一片天呢？
当我们打开一个应用后，这个应用就开始运行，只要这个应用在前台（后台待久了会被系统强制杀掉），它就不会自己退出，会一直显示着，而且随时能响应我们的操作。最最重要的是，当我们不操作的时候，手机一般是不会发烫的，也就是CPU使用率几乎是0。
对，这么牛逼的特性就是抱的RunLoop的大腿，RunLoop是苹果实现的事件循环。
RunLoop
不多说，直接看看这个循环在哪里？代码源自苹果开源的CoreFoundation。
void CFRunLoopRun(void) { /* DOES CALLOUT */
int32_t result;
do {
result = CFRunLoopRunSpecific(CFRunLoopGetCurrent(), kCFRunLoopDefaultMode, 1.0e10, false);
CHECK_FOR_FORK();
} while (kCFRunLoopRunStopped != result && kCFRunLoopRunFinished != result);
}
只要不是Stopped或者Finished的状态，runloop就会跑啊跑，不停歇。那为什么这个循环会不消耗CPU呢？原理无非跟上面咱们说的sleep是一样的，看代码验证一下。
在CFRunLoopRunSpecific里面调用了__CFRunLoopServiceMachPort。
static Boolean __CFRunLoopServiceMachPort(......) {
......
for (;;) {
......
ret = mach_msg(msg, MACH_RCV_MSG|(voucherState ? MACH_RCV_VOUCHER : 0)|MACH_RCV_LARGE|((TIMEOUT_INFINITY != timeout) ? MACH_RCV_TIMEOUT : 0)|MACH_RCV_TRAILER_TYPE(MACH_MSG_TRAILER_FORMAT_0)|MACH_RCV_TRAILER_ELEMENTS(MACH_RCV_TRAILER_AV), 0, msg->msgh_size, port, timeout, MACH_PORT_NULL);
......
if (MACH_MSG_SUCCESS == ret) {
......
return true;
}
if (MACH_RCV_TIMED_OUT == ret) {
......
return false;
}
......
}
HALT;
return false;
}
在这个函数里面看到了一个系统函数mach_msg，只有在ret是MACH_MSG_SUCCESS或者MACH_RCV_TIMED_OUT的时候，才能跳出死循环。
查阅mach_msg的相关文档，他是这么说的:
System Trap / Function - Send and/or receive a message from the target port.
里面有个参数需要关注下
timeout:
[in scalar] When using the MACH_SEND_TIMEOUT and MACH_RCV_TIMEOUT options, specifies the time in milliseconds to wait before giving up. Otherwise MACH_MSG_TIMEOUT_NONE should be supplied.
CFRunLoopRunSpecific传递进来的timeout参数要么是0，要么是无穷大，但这些都不重要，重要的是这里的wait。
调用mach_msg这个函数，会将线程挂起，然后等待指定的时间，如果期间从目标端口有消息收到，系统就会唤醒该线程，继续执行逻辑，这跟sleep是异曲同工的。
这也就是RunLoop这个死循环不会导致CPU使用率爆表的本质原因。
牛逼的依然是底层
事件循环就这么简单，主要是靠系统的消息机制、中断机制实现了线程状态的切换，节省了不必要的CPU消耗。关于中断和消息的详细介绍，还是老老实实拿本计算机体系结构的书啃一啃吧。