IOSタイマー

いくつかのアクションを定期的に実行する必要があるアプリケーションで作業していると想像してください。 これはまさに、SwiftがTimerクラスを使用するためのものです。



タイマーは、アプリケーションのアクションを計画するために使用されます。 これは、1回限りのアクションまたは繰り返し手順です。



このガイドでは、iOSでタイマーがどのように機能するか、UIの応答性にどのように影響するか、タイマー使用時のバッテリー消費を最適化する方法、およびアニメーションにCADisplayLinkを使用する方法を学習します。



テストサイトとして、アプリケーション-プリミティブタスクスケジューラを使用します。

はじめに

ソースプロジェクトをダウンロードします。 Xcodeで開き、その構造を見て、コンパイルして実行します。 最も簡単なタスクスケジューラが表示されます。







新しいタスクを追加します。 [+]アイコンをタップし、タスクの名前を入力して、[OK]をタップします。



追加されたタスクにはタイムスタンプがあります。 作成したばかりの新しいタスクにはゼロ秒のマークが付けられます。 ご覧のとおり、この値は増加しません。



各タスクは完了済みとしてマークできます。 タスクをタップします。 タスク名は取り消し線で表示され、完了としてマークされます。

最初のタイマーを作成する

アプリケーションのメインタイマーを作成しましょう。 NSTimerとしても知られるTimerクラスは、単一および定期的な特定の瞬間にアクションをスケジュールする便利な方法です。



TaskListViewController.swiftを開き、この変数をTaskListViewControllerに追加します。

var timer: Timer?
      
      

        
        
        
      

    
        
        
        
      
      

        
        
        
      

    
     

次に、拡張機能を追加します。

 // MARK: - Timer extension TaskListViewController { }
      
      

        
        
        
      

    
        
        
        
      
      

        
        
        
      

    
     

そして、このコードを拡張機能に貼り付けます。

 @objc func updateTimer() { // 1 guard let visibleRowsIndexPaths = tableView.indexPathsForVisibleRows else { return } for indexPath in visibleRowsIndexPaths { // 2 if let cell = tableView.cellForRow(at: indexPath) as? TaskTableViewCell { cell.updateTime() } } }
      
      

        
        
        
      

    
        
        
        
      
      

        
        
        
      

    
     

この方法では、次のことを行います。

1. タスクテーブルに表示可能な行があるかどうかを確認します。
2. 表示されている各セルに対してupdateTimeを呼び出します 。 このメソッドは、セルのタイムスタンプを更新します（ TaskTableViewCell.swiftを参照）。

次に、このコードを拡張機能に追加します。

 func createTimer() { // 1 if timer == nil { // 2 timer = Timer.scheduledTimer(timeInterval: 1.0, target: self, selector: #selector(updateTimer), userInfo: nil, repeats: true) } }
      
      

        
        
        
      

    
        
        
        
      
      

        
        
        
      

    
     

ここにあります：

1. タイマーにTimerクラスのインスタンスが含まれているかどうかを確認します。
2. そうでない場合は、 updateTimer（）を毎秒呼び出すタイマーを作成します。

次に、ユーザーが最初のタスクを追加したらすぐにタイマーを作成する必要があります。 presentAlertController（_ :)メソッドの最初にcreateTimer（）を追加します。



アプリケーションを起動し、いくつかの新しいタスクを作成します。 各タスクのタイムスタンプが1秒ごとに変化することがわかります。

タイマーの許容値を追加

タイマーの数を増やすと、UIの応答性が低下し、バッテリー消費が増加します。 各タイマーは、デフォルトでは許容値がゼロであるため、割り当てられた時刻に正確に実行しようとします。



タイマーの許容値を追加すると、エネルギー消費を簡単に削減できます。 これにより、システムは、割り当てられた時間と割り当てられた時間と許容時間の間にタイマーアクションを実行できます。



一度だけ実行されるタイマーの場合、許容値は無視されます。



createTimer（）メソッドで、タイマーの割り当ての直後に、次の行を追加します。

 timer?.tolerance = 0.1
      
      

        
        
        
      

    
        
        
        
      
      

        
        
        
      

    
     

アプリを起動します。 この特定のケースでは、効果は明ら​​かではありません（タイマーは1つしかありません）が、複数のタイマーの実際の状況では、ユーザーはより応答性の高いインターフェイスを取得し、アプリケーションはエネルギー効率が向上します。

バックグラウンドでのタイマー

興味深いことに、アプリケーションがバックグラウンドに移行すると、タイマーはどうなりますか？ これに対処するには、 updateTimer（）メソッドの最初に次のコードを追加します。

 if let fireDateDescription = timer?.fireDate.description { print(fireDateDescription) }
      
      

        
        
        
      

    
        
        
        
      
      

        
        
        
      

    
     

これにより、コンソールでタイマーイベントを追跡できます。



アプリケーションを起動し、タスクを追加します。 デバイスの[ホーム]ボタンを押して、アプリケーションに戻ります。



コンソールには、次のようなものが表示されます。







ご覧のとおり、アプリケーションがバックグラウンドに移行すると、iOSは実行中のすべてのアプリケーションタイマーを一時停止します。 アプリケーションがアクティブになると、iOSはタイマーを再開します。

実行ループについて

実行ループは、作業をスケジュールし、着信イベントを処理するイベントループです。 サイクルは、実行中のスレッドをビジー状態に保ち、作業がない場合、スレッドを「スリープ」状態にします。



アプリケーションを起動するたびに、システムはアプリケーションのメインスレッドを作成し、各スレッドには自動的に作成された実行ループがあります。



しかし、なぜこの情報がすべてあなたにとって重要なのでしょうか？ これで、すべてのタイマーがメインスレッドで開始され、実行ループに参加します。 メインスレッドがユーザーインターフェイスのレンダリング、タッチの処理などに関与していることをご存知でしょう。 メインスレッドが何かでビジーな場合、アプリケーションのインターフェイスが「応答しない」（ハングする）ことがあります。



テーブルビューをドラッグしても、セルのタイムスタンプが更新されないことに気付きましたか？







別のモードでタイマーを開始するよう実行サイクルに指示することにより、この問題を解決できます。

実行サイクルモードについて

実行サイクルモードは、画面に触れる、マウスでクリックするなど、監視可能な入力ソースのセットと、通知を受け取る「オブザーバー」のセットです。



iOSには3つのランタイムモードがあります。



デフォルト ：NSConnectionObjectsではない入力ソースが処理されます。

common ：入力サイクルのセットが処理されています。入力ソース、タイマー、「オブザーバー」のセットを定義できます。

トラッキング ：アプリケーションUIが処理されています。



このアプリケーションでは、最も適切なモードが一般的です。 これを使用するには、 createTimer（）メソッドの内容を次のものに置き換えます。

 if timer == nil { let timer = Timer(timeInterval: 1.0, target: self, selector: #selector(updateTimer), userInfo: nil, repeats: true) RunLoop.current.add(timer, forMode: .common) timer.tolerance = 0.1 self.timer = timer }
      
      

        
        
        
      

    
        
        
        
      
      

        
        
        
      

    
     

前のコードとの主な違いは、タイマーをTaskListViewControllerに割り当てる前に、このタイマーを共通モードで実行ループに追加することです。



アプリケーションをコンパイルして実行します。







テーブルがスクロールされても、セルのタイムスタンプが更新されるようになりました。

アニメーションを追加してすべてのタスクを完了します

次に、ユーザーがすべてのタスクを完了するためのお祝いのアニメーションを追加します。ボールは画面の下部から最上部まで上昇します。



TaskListViewControllerの先頭にこれらの変数を追加します。

 // 1 var animationTimer: Timer? // 2 var startTime: TimeInterval?, endTime: TimeInterval? // 3 let animationDuration = 3.0 // 4 var height: CGFloat = 0
      
      

        
        
        
      

    
        
        
        
      
      

        
        
        
      

    
     

これらの変数の目的は次のとおりです。

1. アニメーションタイマーストレージ。
2. アニメーションの開始と終了の時間の保存。
3. アニメーション期間。
4. アニメーションの高さ。

次に、 TaskListViewController.swiftファイルの最後に次のTaskListViewController 拡張機能を追加します。

 // MARK: - Animation extension TaskListViewController { func showCongratulationAnimation() { // 1 height = UIScreen.main.bounds.height + balloon.frame.size.height // 2 balloon.center = CGPoint(x: UIScreen.main.bounds.width / 2, y: height + balloon.frame.size.height / 2) balloon.isHidden = false // 3 startTime = Date().timeIntervalSince1970 endTime = animationDuration + startTime! // 4 animationTimer = Timer.scheduledTimer(withTimeInterval: 1 / 60, repeats: true) { timer in // TODO: Animation here } } }
      
      

        
        
        
      

    
        
        
        
      
      

        
        
        
      

    
     

ここでは次のことを行います。

• アニメーションの高さを計算し、デバイス画面の高さを取得します
• 画面の外側にボールを中央に配置し、その可視性を設定します
• アニメーションの開始時間と終了時間を割り当てます
• アニメーションタイマーを開始し、1秒あたり60回アニメーションを更新します

次に、お祝いアニメーションを更新するための実際のロジックを作成する必要があります。 showCongratulationAnimation（）の後にこのコードを追加します。

 func updateAnimation() { // 1 guard let endTime = endTime, let startTime = startTime else { return } // 2 let now = Date().timeIntervalSince1970 // 3 if now >= endTime { animationTimer?.invalidate() balloon.isHidden = true } // 4 let percentage = (now - startTime) * 100 / animationDuration let y = height - ((height + balloon.frame.height / 2) / 100 * CGFloat(percentage)) // 5 balloon.center = CGPoint(x: balloon.center.x + CGFloat.random(in: -0.5...0.5), y: y) }
      
      

        
        
        
      

    
        
        
        
      
      

        
        
        
      

    
     

私たちがすること：

1. endTimeとstartTimeが割り当てられていることを確認します
2. 現在の時間を定数で保存する
3. 最終時間がまだ到着していないことを確認します。 すでに到着している場合は、タイマーを更新してボールを非表示にします
4. ボールの新しいy座標を計算します
5. ボールの水平位置は前の位置を基準にして計算されます

// TODO：AnimationをshowCongratulationAnimation（）の次のコードに置き換えます。

 self.updateAnimation()
      
      

        
        
        
      

    
        
        
        
      
      

        
        
        
      

    
     

現在、タイマーイベントが発生するたびにupdateAnimation（）が呼び出されます。



ほら、アニメーションを作成しました。 ただし、アプリケーションが起動しても、新しいことは何も起こりません...

アニメーションを表示する

おそらくご想像のとおり、新しいアニメーションを「起動」するものは何もありません。 これを行うには、別の方法が必要です。 このコードをTaskListViewControllerアニメーション拡張機能に追加します。

 func showCongratulationsIfNeeded() { if taskList.filter({ !$0.completed }).count == 0 { showCongratulationAnimation() } }
      
      

        
        
        
      

    
        
        
        
      
      

        
        
        
      

    
     

ユーザーがタスクを完了とマークするたびにこのメソッドを呼び出し、すべてのタスクが完了したかどうかを確認します。 その場合、 showCongratulationAnimation（）を呼び出します。



結論として、 tableView（_：didSelectRowAt :)の最後にこのメソッドへの呼び出しを追加します。

 showCongratulationsIfNeeded()
      
      

        
        
        
      

    
        
        
        
      
      

        
        
        
      

    
     

アプリケーションを起動し、いくつかのタスクを作成し、完了済みとしてマークすると、アニメーションが表示されます！

タイマーを停止します

コンソールを見ると、ユーザーがすべてのタスクに完了マークを付けていても、タイマーは動作し続けていることがわかります。 これは完全に無意味なので、必要のないときにタイマーを停止するのは理にかなっています。



まず、タイマーを停止する新しいメソッドを作成します。

 func cancelTimer() { timer?.invalidate() timer = nil }
      
      

        
        
        
      

    
        
        
        
      
      

        
        
        
      

    
     

これによりタイマーが更新され、nilにリセットされるため、後で再び正しく作成できます。 invalidate（）は、実行ループからタイマーを削除する唯一の方法です。 実行ループは、 invalidate（）を呼び出した直後または少し後に強力なタイマー参照を削除します。



次に、showCongratulationsIfNeeded（）メソッドを次のように置き換えます。

 func showCongratulationsIfNeeded() { if taskList.filter({ !$0.completed }).count == 0 { cancelTimer() showCongratulationAnimation() } else { createTimer() } }
      
      

        
        
        
      

    
        
        
        
      
      

        
        
        
      

    
     

これで、ユーザーがすべてのタスクを完了すると、アプリケーションは最初にタイマーをリセットしてからアニメーションを表示します。それ以外の場合は、新しいタイマーを作成しようとします。



アプリを起動します。







これで、タイマーが停止し、必要に応じて再起動します。

スムーズなアニメーションのためのCADisplayLink

タイマーは、アニメーションを制御するための理想的な選択ではありません。 特にシミュレータでアプリケーションを実行する場合、いくつかのフレームでアニメーションがスキップされることがあります。



タイマーを60Hzに設定します。 したがって、タイマーは16ミリ秒ごとにアニメーションを更新します。 状況をより詳細に検討してください。







タイマーを使用する場合、アクションが開始された正確な時間はわかりません。 これは、フレームの開始時または終了時に発生する可能性があります。 タイマーが各フレームの中央で実行されるとしましょう（写真の青い点）。 確かにわかっているのは、呼び出しが16ミリ秒ごとになることです。



これで、アニメーションを実行するのに必要な時間は8ミリ秒になりましたが、これではアニメーションに十分でない可能性があります。 図の2番目のフレームを見てみましょう。 2番目のフレームは割り当てられた時間内に完了できないため、アプリケーションはアニメーションの2番目のフレームをリセットします。

CADisplayLinkは私たちを助けます

CADisplayLinkはフレームごとに1回呼び出され、可能な限り実際のアニメーションフレームを同期しようとします。 これで、16 msをすべて自由に使用できるようになり、iOSは単一のフレームをドロップしなくなります。



CADisplayLinkを使用するには、 animationTimerを新しいタイプに置き換える必要があります。



このコードを置き換える

 var animationTimer: Timer?
      
      

        
        
        
      

    
        
        
        
      
      

        
        
        
      

    
     

これについて：

 var displayLink: CADisplayLink?
      
      

        
        
        
      

    
        
        
        
      
      

        
        
        
      

    
     

TimerをCADisplayLinkに置き換えました 。 CADisplayLinkは、ディスプレイの垂直スキャンに関連付けられたタイマービューです。 これは、画面がGPUコマンドの処理を続行できるようになるまで、デバイスのGPUが一時停止することを意味します。 これにより、スムーズなアニメーションが得られます。



このコードを置き換える

 var startTime: TimeInterval?, endTime: TimeInterval?
      
      

        
        
        
      

    
        
        
        
      
      

        
        
        
      

    
     

これについて：

 var startTime: CFTimeInterval?, endTime: CFTimeInterval?
      
      

        
        
        
      

    
        
        
        
      
      

        
        
        
      

    
     

TimeDisplayをCFDisplayIntervalに置き換えました。これは、CADisplayLinkでの作業に必要です。



showCongratulationAnimation（）メソッドのテキストをこれに置き換えます：

 func showCongratulationAnimation() { // 1 height = UIScreen.main.bounds.height + balloon.frame.size.height balloon.center = CGPoint(x: UIScreen.main.bounds.width / 2, y: height + balloon.frame.size.height / 2) balloon.isHidden = false // 2 startTime = CACurrentMediaTime() endTime = animationDuration + startTime! // 3 displayLink = CADisplayLink(target: self, selector: #selector(updateAnimation)) displayLink?.add(to: RunLoop.main, forMode: .common) }
      
      

        
        
        
      

    
        
        
        
      
      

        
        
        
      

    
     

ここで何をしていますか：

1. アニメーションの高さ、ボールの座標、および可視性を設定します-以前とほぼ同じです。
2. （Date（）の代わりに）CACurrentMediaTime（）で startTimeを初期化します。
3. CADisplayLinkクラスのインスタンスを作成し、それを共通モードで実行ループに追加します。

updateAnimation（）を次のコードに置き換えます。

 // 1 @objc func updateAnimation() { guard let endTime = endTime, let startTime = startTime else { return } // 2 let now = CACurrentMediaTime() if now >= endTime { // 3 displayLink?.isPaused = true displayLink?.invalidate() balloon.isHidden = true } let percentage = (now - startTime) * 100 / animationDuration let y = height - ((height + balloon.frame.height / 2) / 100 * CGFloat(percentage)) balloon.center = CGPoint(x: balloon.center.x + CGFloat.random(in: -0.5...0.5), y: y) }
      
      

        
        
        
      

    
        
        
        
      
      

        
        
        
      

    
     

1. メソッドシグネチャにobjcを追加します（CADisplayLinkの場合、selectorパラメーターにはそのようなシグネチャが必要です）。
2. 初期化をDate（）に置き換えて、 CoreAnimationの日付を初期化します。
3. animationTimer.invalidate（）呼び出しをCADisplayLinkの一時停止に置き換えて無効にします。 これにより、実行ループからCADisplayLinkも削除されます。

アプリを起動してください！





いいね！ タイマーベースのアニメーションをより適切なCADisplayLinkに置き換えることに成功しました。

おわりに

このガイドでは、iOSでTimerクラスがどのように機能するか、実行サイクルが何であるか、インターフェイスに関してアプリケーションの応答性を高める方法、およびスムーズなアニメーションのためにTimerの代わりにCADisplayLinkを使用する方法を理解しました。