--- layout: post title: 定时器 你真的会使用吗？ subtitle: iOS定时器详解 date: 2016-12-13 author: BY header-img: img/post-bg-ios10.jpg catalog: true tags: - iOS - 定时器 --- # 前言 定时器的使用是软件开发基础技能，用于延时执行或重复执行某些方法。 我相信大部分人接触iOS的定时器都是从这段代码开始的: ```objc [NSTimer scheduledTimerWithTimeInterval:1.0 target:self selector:@selector(action:) userInfo:nil repeats:YES] ``` 但是你真的会用吗？ # 正文 ## iOS定时器 首先来介绍iOS中的定时器 iOS中的定时器大致分为这几类： - **NSTimer** - **CADisplayLink** - **GCD定时器** ### NSTimer #### 使用方法 **NSTime**定时器是我们比较常使用的定时器，比较常使用的方法有两种： ```objc + (NSTimer *)timerWithTimeInterval:(NSTimeInterval)ti target:(id)aTarget selector:(SEL)aSelector userInfo:(nullable id)userInfo repeats:(BOOL)yesOrNo; + (NSTimer *)scheduledTimerWithTimeInterval:(NSTimeInterval)ti target:(id)aTarget selector:(SEL)aSelector userInfo:(nullable id)userInfo repeats:(BOOL)yesOrNo; ``` 这两种方法都是创建一个定时器，区别是用`timerWithTimeInterval:`方法创建的定时器需要手动加入RunLoop中。 ``` // 创建NSTimer对象 NSTimer *timer = [NSTimer timerWithTimeInterval:3 target:self selector:@selector(timerAction) userInfo:nil repeats:YES]; // 加入RunLoop中 [[NSRunLoop mainRunLoop] addTimer:timer forMode:NSDefaultRunLoopMode]; ``` 需要**注意**的是： `UIScrollView` 滑动时执行的是 `UITrackingRunLoopMode`，`NSDefaultRunLoopMode`被挂起，会导致定时器失效，等恢复为**滑动结束**时才恢复定时器。其原因可以查看我这篇[《Objective-C RunLoop 详解》](http://www.jianshu.com/p/c4f552ceda63)中的 “RunLoop 的 Mode“章节，有详细的介绍。 举个例子： ``` - (void)startTimer{ NSTimer *UIScrollView = [NSTimer timerWithTimeInterval:0.5 target:self selector:@selector(action:) userInfo:nil repeats:YES]; [[NSRunLoop mainRunLoop] addTimer:timer forMode:NSDefaultRunLoopMode]; } - (void)action:(NSTimer *)sender { static int i = 0; NSLog(@"NSTimer: %d",i); i++; } ``` 将`timer`添加到**NSDefaultRunLoopMode**中，没0.5秒打印一次，然后滑动`UIScrollView`. 打印台输出： ![](http://upload-images.jianshu.io/upload_images/2178672-9de097ecc618b498.jpg?imageMogr2/auto-orient/strip%7CimageView2/2/w/1240) 可以看出在滑动`UIScrollView`时，定时器被暂停了。 所以如果需要定时器在 `UIScrollView` 拖动时也不影响的话，有两种解决方法 1. **timer**分别添加到 `UITrackingRunLoopMode` 和 `NSDefaultRunLoopMode`中 ```objc [[NSRunLoop mainRunLoop] addTimer:timer forMode:NSDefaultRunLoopMode]; [[NSRunLoop mainRunLoop] addTimer:timer forMode: UITrackingRunLoopMode]; ``` 2. 直接将**timer**添加到`NSRunLoopCommonModes` 中： ```objc [[NSRunLoop mainRunLoop] addTimer:timer forMode: NSRunLoopCommonModes]; ``` 但并不是都**timer**所有的需要在滑动`UIScrollView`时继续执行，比如使用**NSTimer**完成的帧动画，滑动`UIScrollView`时就可以停止帧动画，保证滑动的流程性。 若没有特殊要求的话，一般使用第二种方法创建完**timer**，会自动添加到`NSDefaultRunLoopMode`中去执行，也是平时最常用的方法。 ``` NSTimer *timer = [NSTimer scheduledTimerWithTimeInterval:1.0 target:self selector:@selector(action:) userInfo:nil repeats:YES]; ``` 参数： `TimeInterval`：延时时间 `target`:目标对象，一般就是`self`本身 `selector`:执行方法 `userInfo`:传入信息 `repeats`:是否重复执行 以上创建的定时器，若`repeats`参数设为`NO`，执行一次后就会被释放掉; 若`repeats`参数设为`YES`重复执行时，必须手动关闭，否则定时器不会释放(停止）。 释放方法： ``` // 停止定时器 [timer invalidate]; ``` 实际开发中，我们会将`NSTimer`对象设置为属性，这样方便释放。 **iOS10.0** 推出了两个新的API，与上面的方法相比，`selector`换成Block回调以、减少传入的参数(那几个参数真是鸡肋)。不过开发中一般需要适配低版本，还是尽量使用上面的方法吧。 ``` + (NSTimer *)timerWithTimeInterval:(NSTimeInterval)interval repeats:(BOOL)repeats block:(void (^)(NSTimer *timer))block API_AVAILABLE(macosx(10.12), ios(10.0), watchos(3.0), tvos(10.0)); + (NSTimer *)scheduledTimerWithTimeInterval:(NSTimeInterval)interval repeats:(BOOL)repeats block:(void (^)(NSTimer *timer))block API_AVAILABLE(macosx(10.12), ios(10.0), watchos(3.0), tvos(10.0)); ``` ###特点 - **必须加入Runloop** 上面不管使用哪种方法，实际最后都会加入RunLoop中执行，区别就在于是否手动加入而已。 - **存在延迟** 不管是一次性的还是周期性的timer的实际触发事件的时间，都会与所加入的RunLoop和RunLoop Mode有关，如果此RunLoop正在执行一个连续性的运算，timer就会被延时出发。重复性的timer遇到这种情况，如果延迟超过了一个周期，则会在延时结束后立刻执行，并按照之前指定的周期继续执行，这个延迟时间大概为50-100毫秒. 所以NSTimer不是绝对准确的,而且中间耗时或阻塞错过下一个点,那么下一个点就pass过去了. - **UIScrollView滑动会暂停计时** 添加到`NSDefaultRunLoopMode`的 `timer` 在 `UIScrollView`滑动时会暂停，若不想被`UIScrollView`滑动影响，需要将 `timer` 添加再到 `UITrackingRunLoopMode` 或 直接添加到`NSRunLoopCommonModes` 中 ##CADisplayLink CADisplayLink官方介绍： >A CADisplayLink object is a timer object that allows your application to synchronize its drawing to the refresh rate of the display **CADisplayLink**对象是一个和屏幕刷新率同步的定时器对象。每当屏幕显示内容刷新结束的时候，runloop就会向CADisplayLink指定的`target`发送一次指定的`selector`消息， CADisplayLink类对应的 `selector` 就会被调用一次。 从原理上可以看出，CADisplayLink适合做界面的不停重绘，比如视频播放的时候需要不停地获取下一帧用于界面渲染，或者做动画。 ###使用方法 创建： ``` @property (nonatomic, strong) CADisplayLink *displayLink; self.displayLink = [CADisplayLink displayLinkWithTarget:self selector:@selector(handleDisplayLink:)]; // 每隔1帧调用一次 self.displayLink.frameInterval = 1; [self.displayLink addToRunLoop:[NSRunLoop currentRunLoop] forMode:NSDefaultRunLoopMode]; ``` 释放方法： ``` [self.displayLink invalidate]; self.displayLink = nil; ``` 当把**CADisplayLink**对象添加到runloop中后，`selector`就能被周期性调用，类似于重复的NSTimer被启动了；执行`invalidate`操作时，CADisplayLink对象就会从runloop中移除，`selector`调用也随即停止，类似于NSTimer的`invalidate`方法。 **CADisplayLink**中有两个重要的属性： - **frameInterval** NSInteger类型的值，用来设置间隔多少帧调用一次`selector`方法，默认值是1，即每帧都调用一次。 - **duration** `CFTimeInterval`值为`readOnly`，表示两次屏幕刷新之间的时间间隔。需要注意的是，该属性在`targe`t的`selector`被首次调用以后才会被赋值。`selector`的调用间隔时间计算方式是：**调用间隔时间 = duration × frameInterval**。 ###特点 - **刷新频率固定** 正常情况iOS设备的屏幕刷新频率是固定**60Hz**,如果CPU过于繁忙，无法保证屏幕60次/秒的刷新率，就会导致跳过若干次调用回调方法的机会，跳过次数取决CPU的忙碌程度。 - **屏幕刷新时调用** CADisplayLink在正常情况下会在每次刷新结束都被调用，精确度相当高。但如果调用的方法比较耗时，超过了屏幕刷新周期，就会导致跳过若干次回调调用机会 - **适合做界面渲染** CADisplayLink可以确保系统渲染每一帧的时候我们的方法都被调用，从而保证了动画的流畅性。 ##GCD定时器 **GCD定时器**和NSTimer是不一样的，NSTimer受RunLoop影响，但是GCD的定时器不受影响，因为通过源码可知RunLoop也是基于GCD的实现的，所以GCD定时器有非常高的精度。关于GCD的使用可一看看[这篇博客](http://www.cnblogs.com/pure/archive/2013/03/31/2977420.html)。 ###使用方法 创建GCD定时器定时器的方法稍微比较复杂，看下面的代码： ####单次的延时调用 NSObject中的`performSelector:withObject:afterDelay:`以及 `performSelector:withObject:afterDelay:inModes:` 这两个方法在调用的时候会设置当前 runloop 中 `timer` ，前者设置的 `timer` 在 `NSDefaultRunLoopMode` 运行，后者则可以指定 **NSRunLoop** 的 `mode` 来执行。我们上面介绍过 runloop 中 `timer` 在 `UITrackingRunLoopMode` 被挂起，就导致了代码就会一直等待 `timer` 的调度,解决办法在上面也有说明。 不过我们可以用另一套方案来解决这个问题，就是使用GCD中的 `dispatch_after` 来实现单次的延时调用： ``` double delayInSeconds = 2.0; dispatch_time_t popTime = dispatch_time(DISPATCH_TIME_NOW, (int64_t)(delayInSeconds * NSEC_PER_SEC)); dispatch_after(popTime, dispatch_get_main_queue(), ^(void){ [self someMethod]; }); ``` ####循环调用 ``` // 创建GCD定时器 dispatch_queue_t queue = dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0); dispatch_source_t _timer = dispatch_source_create(DISPATCH_SOURCE_TYPE_TIMER, 0, 0, queue); dispatch_source_set_timer(_timer, dispatch_walltime(NULL, 0), 1.0 * NSEC_PER_SEC, 0); //每秒执行 // 事件回调 dispatch_source_set_event_handler(_timer, ^{ dispatch_async(dispatch_get_main_queue(), ^{ // 在主线程中实现需要的功能 } } }); // 开启定时器 dispatch_resume(_timer); // 挂起定时器（dispatch_suspend 之后的 Timer，是不能被释放的！会引起崩溃） dispatch_suspend(_timer); // 关闭定时器 dispatch_source_cancel(_timer); ``` 上面代码中要注意的是： 1. `dispatch_source_set_event_handler()`中的任务实在子线程中执行的，若需要回到主线程，要调用`dispatch_async(dispatch_get_main_queue(), ^{}`. - `dispatch_source_set_timer` 中第二个参数，当我们使用 `dispatch_time` 或者 `DISPATCH_TIME_NOW` 时，系统会使用默认时钟来进行计时。然而当系统休眠的时候，默认时钟是不走的，也就会导致计时器停止。使用 `dispatch_walltime ` 可以让计时器按照真实时间间隔进行计时. - 第三个参数， ` 1.0 * NSEC_PER_SEC` 为每秒执行一次，对应的还有毫秒，分秒，纳秒可以选择. - `dispatch_source_set_event_handler` 这个函数在执行完之后，block 会立马执行一遍，后面隔一定时间间隔再执行一次。而 `NSTimer` 第一次执行是到计时器触发之后。这也是和 `NSTimer` 之间的一个显著区别。 - 挂起（暂停）定时器, `dispatch_suspend` 之后的 `Timer`，不能被释放的,会引起崩溃. - 创建的`timer`一定要有`dispatch_suspend(_timer)`或`dispatch_source_cancel(_timer)`这两句话来指定出口，否则定时器将不执行，若我们想无限循环可将 `dispatch_source_cancel(_timer)` 写在一句永不执行的`if`判断语句中。 ##使用场景 介绍完iOS中的各种定时器，接下来我们来说说这几种定时器在开发中的几种用法。 ###短信重发倒计时 短信倒计时使我们登录注册常用的功能，一般设置为60s，实现方法如下： ``` // 计时时间 @property (nonatomic, assign) int timeout; /** 开启倒计时 */ - (void)startCountdown { if (_timeout > 0) { return; } _timeout = 60; // GCD定时器 dispatch_queue_t queue = dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0); dispatch_source_t _timer = dispatch_source_create(DISPATCH_SOURCE_TYPE_TIMER, 0, 0, queue); dispatch_source_set_timer(_timer, dispatch_walltime(NULL, 0), 1.0 * NSEC_PER_SEC, 0); //每秒执行 dispatch_source_set_event_handler(_timer, ^{ if(_timeout <= 0 ){// 倒计时结束 // 关闭定时器 dispatch_source_cancel(_timer); dispatch_async(dispatch_get_main_queue(), ^{ //设置界面的按钮显示 根据自己需求设置 [self.sendMsgBtn setTitle:@"发送" forState:UIControlStateNormal]; self.sendMsgBtn.enabled = YES; }); }else{// 倒计时中 // 显示倒计时结果 NSString *strTime = [NSString stringWithFormat:@"重发(%.2d)", _timeout]; dispatch_async(dispatch_get_main_queue(), ^{ //设置界面的按钮显示 根据自己需求设置 [self.sendMsgBtn setTitle:[NSString stringWithFormat:@"%@",strTime] forState:UIControlStateNormal]; self.sendMsgBtn.enabled = NO; }); _timeout--; } }); // 开启定时器 dispatch_resume(_timer); } ``` 在上面代码中，我们设置了一个60s循环倒计时，当我们向服务器获取短信验证码成功时 调用该方法开始倒计时。每秒刷新按钮的倒计时数，倒计时结束时再将按钮 `Title` 恢复为“发送”. 有一点需要注意的是，按钮的样式要设置为 **UIButtonTypeCustom**,否则会出现刷新 `Title` 时闪烁. 我们可以把这个方法封装一下，方便调用，否则在控制器中写这么一大段代码确实也不优雅。 效果如下： ![](http://upload-images.jianshu.io/upload_images/2178672-3d4d1353bcc36026.jpg?imageMogr2/auto-orient/strip%7CimageView2/2/w/1240) ##### [代码链接](https://github.com/qiubaiying/BYTimer) ###每个几分钟向服务器发送数据 在有定位服务的APP中，我们需要每个一段时间将定位数据发送到服务器，比如每5s定位一次每隔5分钟将再统一将数据发送服务器，这样会处理比较省电。 一般程序进入后台时，定时器会停止，但是在定位APP中，需要持续进行定位，APP在后台时依旧可以运行，所以在后台定时器也是可以运行的。 注：关于iOS后台常驻,可以查看[这篇博客](http://waitingyuan.blog.163.com/blog/static/2155781652014111133150534/) 在使用GCD定时的时候发现GCD定时器也可以在后代运行，创建方法同上面的短信倒计时. 这里我们使用**NSTimer**来创建一个每个5分钟执行一次的定时器. ``` #import typedef void(^TimerBlock)(); @interface BYTimer : NSObject - (void)startTimerWithBlock:(TimerBlock)timerBlock; - (void)stopTimer; @end ``` ``` #import "BYTimer.h" @interface BYTimer () @property (nonatomic, strong) NSTimer *timer; @property (nonatomic, strong) TimerBlock timerBlock; @end @implementation BYTimer - (void)startTimerWithBlock:(TimerBlock)timerBlock { self.timer = [NSTimer timerWithTimeInterval:300 target:self selector:@selector(_timerAction) userInfo:nil repeats:YES]; [[NSRunLoop mainRunLoop] addTimer:self.timer forMode:NSRunLoopCommonModes]; _timerBlock = timerBlock; } - (void)_timerAction { if (self.timerBlock) { self.timerBlock(); } } - (void)stopTimer { [self.timer invalidate]; } @end ``` 该接口的实现很简单，就是 **NSTimer** 创建了一个300s执行一次的定时器，但是要注意定时器需要加入`NSRunLoopCommonModes`中。 要使定时器在后台能运行，app 就需要在 [后台常驻](http://waitingyuan.blog.163.com/blog/static/2155781652014111133150534/)。 # 结语 最后总结一下： NSTimer 使用简单方便，但是应用条件有限。 CADisplayLink 刷新频率与屏幕帧数相同，用于绘制动画。具体使用可看我封装好的一个 [水波纹动画](https://github.com/qiubaiying/WaterRippleView)。 GCD定时器 精度高，可控性强，使用稍复杂。