如何在后台线程上创建 NSTimer？

Question

我有一个需要每 1 秒执行一次的任务。目前我有一个 NSTimer 每 1 秒重复触发一次。如何在后台线程（非 UI 线程）中触发计时器？

我可以在主线程上触发 NSTimer，然后使用 NSBlockOperation 调度后台线程，但我想知道是否有更有效的方法来执行此操作。

Answer 1

如果您需要这样做，以便在您滚动视图（或地图）时计时器仍然运行，您需要将它们安排在不同的运行循环模式下。替换您当前的计时器：

[NSTimer scheduledTimerWithTimeInterval:0.5
                                 target:self
                               selector:@selector(timerFired:)
                               userInfo:nil repeats:YES];

有了这个：

NSTimer *timer = [NSTimer timerWithTimeInterval:0.5
                                           target:self
                                         selector:@selector(timerFired:)
                                         userInfo:nil repeats:YES];
[[NSRunLoop mainRunLoop] addTimer:timer forMode:NSRunLoopCommonModes];

详情请查看这篇博文：Event tracking stops NSTimer

编辑： 第二个代码块，NSTimer 仍然在主线程上运行，仍然在与滚动视图相同的运行循环中。区别在于运行循环模式。查看博客文章以获得清晰的解释。

Answer 2

如果您想使用纯 GCD 并使用调度源，Apple 在其Concurrency Programming Guide 中有一些示例代码：

dispatch_source_t CreateDispatchTimer(uint64_t interval, uint64_t leeway, dispatch_queue_t queue, dispatch_block_t block)
{
    dispatch_source_t timer = dispatch_source_create(DISPATCH_SOURCE_TYPE_TIMER, 0, 0, queue);
    if (timer)
    {
        dispatch_source_set_timer(timer, dispatch_walltime(NULL, 0), interval, leeway);
        dispatch_source_set_event_handler(timer, block);
        dispatch_resume(timer);
    }
    return timer;
}

斯威夫特 3：

func createDispatchTimer(interval: DispatchTimeInterval,
                         leeway: DispatchTimeInterval,
                         queue: DispatchQueue,
                         block: @escaping ()->()) -> DispatchSourceTimer {
    let timer = DispatchSource.makeTimerSource(flags: DispatchSource.TimerFlags(rawValue: 0),
                                               queue: queue)
    timer.scheduleRepeating(deadline: DispatchTime.now(),
                            interval: interval,
                            leeway: leeway)

    // Use DispatchWorkItem for compatibility with iOS 9. Since iOS 10 you can use DispatchSourceHandler
    let workItem = DispatchWorkItem(block: block)
    timer.setEventHandler(handler: workItem)
    timer.resume()
    return timer
}

然后您可以使用如下代码设置一秒计时器事件：

dispatch_source_t newTimer = CreateDispatchTimer(1ull * NSEC_PER_SEC, (1ull * NSEC_PER_SEC) / 10, dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0), ^{
    // Repeating task
});

当然，请确保在完成后存储和释放您的计时器。以上为您在触发这些事件时提供了 1/10 秒的余地，如果您愿意，可以收紧。

Answer 3

需要将计时器安装到在已运行的后台线程上运行的运行循环中。该线程必须继续运行运行循环才能真正触发计时器。为了让该后台线程继续能够触发其他计时器事件，它需要生成一个新线程来实际处理事件（当然，假设您正在进行的处理需要大量时间）。

无论如何，我认为通过使用 Grand Central Dispatch 或 NSBlockOperation 生成新线程来处理计时器事件是对主线程的完全合理的使用。

Answer 4

这应该可行，

它在后台队列中每 1 秒重复一个方法，而不使用 NSTimers :)

- (void)methodToRepeatEveryOneSecond
{
    // Do your thing here

    // Call this method again using GCD 
    dispatch_queue_t q_background = dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_BACKGROUND, 0);
    double delayInSeconds = 1.0;
    dispatch_time_t popTime = dispatch_time(DISPATCH_TIME_NOW, delayInSeconds * NSEC_PER_SEC);
    dispatch_after(popTime, q_background, ^(void){
        [self methodToRepeatEveryOneSecond];
    });
}

如果您在主队列中并且想要调用上述方法，您可以这样做，以便在运行之前更改为后台队列:)

dispatch_queue_t q_background = dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_BACKGROUND, 0);
dispatch_async(q_background, ^{
    [self methodToRepeatEveryOneSecond];
});

希望对你有帮助

Answer 5

对于 swift 3.0，

Tikhonv 的回答并没有过多解释。这里补充一些我的理解。

为了简短起见，这里是代码。在我创建计时器的地方，它与 Tikhonv 的代码不同。我使用构造函数创建计时器并将其添加到循环中。我认为 scheduleTimer 函数会将计时器添加到主线程的 RunLoop 中。所以最好使用构造函数来创建定时器。

class RunTimer{
  let queue = DispatchQueue(label: "Timer", qos: .background, attributes: .concurrent)
  let timer: Timer?

  private func startTimer() {
    // schedule timer on background
    queue.async { [unowned self] in
      if let _ = self.timer {
        self.timer?.invalidate()
        self.timer = nil
      }
      let currentRunLoop = RunLoop.current
      self.timer = Timer(timeInterval: self.updateInterval, target: self, selector: #selector(self.timerTriggered), userInfo: nil, repeats: true)
      currentRunLoop.add(self.timer!, forMode: .commonModes)
      currentRunLoop.run()
    }
  }

  func timerTriggered() {
    // it will run under queue by default
    debug()
  }

  func debug() {
     // print out the name of current queue
     let name = __dispatch_queue_get_label(nil)
     print(String(cString: name, encoding: .utf8))
  }

  func stopTimer() {
    queue.sync { [unowned self] in
      guard let _ = self.timer else {
        // error, timer already stopped
        return
      }
      self.timer?.invalidate()
      self.timer = nil
    }
  }
}

创建队列

首先，创建一个队列以使计时器在后台运行，并将该队列存储为类属性，以便将其重用于停止计时器。我不确定我们是否需要使用相同的队列来启动和停止，我这样做的原因是因为我看到了一条警告消息here。

RunLoop 类通常不被认为是线程安全的，并且 它的方法只能在当前的上下文中调用 线。您永远不应该尝试调用 RunLoop 对象的方法 在不同的线程中运行，因为这样做可能会导致意外 结果。

所以我决定存储队列并为计时器使用相同的队列以避免同步问题。

还创建一个空计时器并将其存储在类变量中。将其设为可选，以便您可以停止计时器并将其设置为 nil。

class RunTimer{
  let queue = DispatchQueue(label: "Timer", qos: .background, attributes: .concurrent)
  let timer: Timer?
}

启动计时器

要启动计时器，首先从 DispatchQueue 调用 async。然后最好先检查计时器是否已经启动。如果计时器变量不为 nil，则 invalidate() 并将其设置为 nil。

下一步是获取当前的 RunLoop。因为我们是在我们创建的队列块中这样做的，所以它将获得我们之前创建的后台队列的 RunLoop。

创建计时器。这里不使用 scheduleTimer，而是调用 timer 的构造函数，并传入任何你想要的 timer 属性，例如 timeInterval、target、selector 等。

将创建的计时器添加到 RunLoop。运行它。

这是一个关于运行 RunLoop 的问题。根据此处的文档，它说它有效地开始了一个无限循环，该循环处理来自运行循环的输入源和计时器的数据。

private func startTimer() {
  // schedule timer on background
  queue.async { [unowned self] in
    if let _ = self.timer {
      self.timer?.invalidate()
      self.timer = nil
    }

    let currentRunLoop = RunLoop.current
    self.timer = Timer(timeInterval: self.updateInterval, target: self, selector: #selector(self.timerTriggered), userInfo: nil, repeats: true)
    currentRunLoop.add(self.timer!, forMode: .commonModes)
    currentRunLoop.run()
  }
}

触发定时器

正常执行功能。调用该函数时，默认在队列下调用。

func timerTriggered() {
  // under queue by default
  debug()
}

func debug() {
  let name = __dispatch_queue_get_label(nil)
  print(String(cString: name, encoding: .utf8))
}

上面的调试功能是用来打印出队列的名字的。如果你担心它是否已经在队列中运行，你可以调用它来检查。

停止计时器

停止计时器很简单，调用 validate() 并将存储在类中的计时器变量设置为 nil。

在这里，我再次在队列下运行它。由于这里的警告，我决定在队列下运行所有​​与计时器相关的代码以避免冲突。

func stopTimer() {
  queue.sync { [unowned self] in
    guard let _ = self.timer else {
      // error, timer already stopped
      return
    }
    self.timer?.invalidate()
    self.timer = nil
  }
}

与 RunLoop 相关的问题

我对是否需要手动停止 RunLoop 感到有些困惑。根据此处的文档，似乎当没有附加计时器时，它将立即退出。因此，当我们停止计时器时，它应该自身存在。但是，在该文件的末尾，它还说：

从运行循环中删除所有已知的输入源和计时器并不是 保证运行循环将退出。 macOS 可以安装和删除 处理针对 接收者的线程。因此，这些来源可能会阻止运行循环 从退出。

我尝试了文档中提供的以下解决方案，以保证终止循环。但是，将 .run() 更改为下面的代码后，计时器不会触发。

while (self.timer != nil && currentRunLoop.run(mode: .commonModes, before: Date.distantFuture)) {};

我的想法是在 iOS 上使用 .run() 可能是安全的。因为文档指出 macOS 会根据需要安装和删除其他输入源，以处理针对接收者线程的请求。所以iOS可能没问题。

Answer 6

6 年后的今天，我尝试做同样的事情，这里是替代解决方案：GCD 或 NSThread。

定时器与run loops一起工作，一个线程的runloop只能从线程中获取，所以关键是线程中的调度定时器。

除了主线程的runloop，runloop应该手动启动；在运行runloop中应该有一些事件需要处理，比如Timer，否则runloop会退出，如果timer是唯一的事件源，我们可以使用它来退出runloop：使定时器失效。

以下代码是 Swift 4：

解决方案 0：GCD

weak var weakTimer: Timer?
@objc func timerMethod() {
    // vefiry whether timer is fired in background thread
    NSLog("It's called from main thread: \(Thread.isMainThread)")
}

func scheduleTimerInBackgroundThread(){
    DispatchQueue.global().async(execute: {
        //This method schedules timer to current runloop.
        self.weakTimer = Timer.scheduledTimer(timeInterval: 1, target: self, selector: #selector(timerMethod), userInfo: nil, repeats: true)
        //start runloop manually, otherwise timer won't fire
        //add timer before run, otherwise runloop find there's nothing to do and exit directly.
        RunLoop.current.run()
    })
}

Timer对target有强引用，runloop对timer有强引用，定时器失效后释放target，所以在target中保持对它的弱引用，并在适当的时候使其失效退出runloop（然后退出线程）。

注意：作为优化，DispatchQueue 的syncfunction 会尽可能调用当前线程上的块。实际上，你在主线程中执行上面的代码，定时器是在主线程中触发的，所以不要使用sync函数，否则定时器不会在你想要的线程中触发。

您可以通过暂停在 Xcode 中执行的程序来命名线程以跟踪其活动。在 GCD 中，使用：

Thread.current.name = "ThreadWithTimer"

解决方案 1：线程

我们可以直接使用 NSThread。别怕，写代码很简单。

func configurateTimerInBackgroundThread(){
    // Don't worry, thread won't be recycled after this method return.
    // Of course, it must be started.
    let thread = Thread.init(target: self, selector: #selector(addTimer), object: nil)
    thread.start()
}

@objc func addTimer() {
    weakTimer = Timer.scheduledTimer(timeInterval: 1, target: self, selector: #selector(timerMethod), userInfo: nil, repeats: true)
    RunLoop.current.run()
}

解决方案 2：子类线程

如果你想使用 Thread 子类：

class TimerThread: Thread {
    var timer: Timer
    init(timer: Timer) {
        self.timer = timer
        super.init()
    }

    override func main() {
        RunLoop.current.add(timer, forMode: .defaultRunLoopMode)
        RunLoop.current.run()
    }
}

注意：不要在init中添加timer，否则timer会添加到init的调用者线程的runloop，而不是这个线程的runloop，例如，你在主线程中运行以下代码，如果TimerThread在init方法中添加timer，timer会被调度到主线程的runloop，而不是timerThread的runloop。您可以在timerMethod() 日志中进行验证。

let timer = Timer.init(timeInterval: 1, target: self, selector: #selector(timerMethod), userInfo: nil, repeats: true)
weakTimer = timer
let timerThread = TimerThread.init(timer: timer)
timerThread.start()

P.S 关于Runloop.current.run()，它的文档建议如果我们想终止runloop，不要调用这个方法，使用run(mode: RunLoopMode, before limitDate: Date)，实际上run()在NSDefaultRunloopMode中反复调用这个方法，什么模式？更多详情runloop and thread。

Answer 7

我的 iOS 10+ Swift 3.0 解决方案，timerMethod() 将在后台队列中调用。

class ViewController: UIViewController {

    var timer: Timer!
    let queue = DispatchQueue(label: "Timer DispatchQueue", qos: .background, attributes: .concurrent, autoreleaseFrequency: .workItem, target: nil)

    override func viewDidLoad() {
        super.viewDidLoad()

        queue.async { [unowned self] in
            let currentRunLoop = RunLoop.current
            let timeInterval = 1.0
            self.timer = Timer.scheduledTimer(timeInterval: timeInterval, target: self, selector: #selector(self.timerMethod), userInfo: nil, repeats: true)
            self.timer.tolerance = timeInterval * 0.1
            currentRunLoop.add(self.timer, forMode: .commonModes)
            currentRunLoop.run()
        }
    }

    func timerMethod() {
        print("code")
    }

    override func viewDidDisappear(_ animated: Bool) {
        super.viewDidDisappear(animated)
        queue.sync {
            timer.invalidate()
        }
    }
}

Answer 8

仅适用于 Swift（尽管可以修改为与 Objective-C 一起使用）

从https://github.com/arkdan/ARKExtensions 中查看DispatchTimer，它“以指定的时间间隔在指定的调度队列上执行闭包指定的次数（可选）。”

let queue = DispatchQueue(label: "ArbitraryQueue")
let timer = DispatchTimer(timeInterval: 1, queue: queue) { timer in
    // body to execute until cancelled by timer.cancel()
}

Answer 9

class BgLoop:Operation{
    func main(){
        while (!isCancelled) {
            sample();
            Thread.sleep(forTimeInterval: 1);
        }
    }
}

Answer 10

如果您希望您的 NSTimer 在均匀背景下运行，请执行以下操作-

1. 在 applicationWillResignActive 方法中调用 [self beginBackgroundTask] 方法
2. 在applicationWillEnterForeground中调用[self endBackgroundTask]方法

就是这样

-(void)beginBackgroundTask
{
    bgTask = [[UIApplication sharedApplication] beginBackgroundTaskWithExpirationHandler:^{
        [self endBackgroundTask];
    }];
}

-(void)endBackgroundTask
{
    [[UIApplication sharedApplication] endBackgroundTask:bgTask];
    bgTask = UIBackgroundTaskInvalid;
}