iOS多線程編程--NSOperation（轉）

阿新 • • 發佈：2017-09-26

https 同時寫到 elf 調整 ber ios多線程 bool per

這篇文章寫得非常不錯，基礎用法都涉及到了，我把文章提到的例子都寫到了demo裏面，

原文地址： iOS多線程--徹底學會多線程之『NSOperation』

demo下載：https://github.com/wangdachui/multithreading.git

1. NSOperation簡介

NSOperation是蘋果提供給我們的一套多線程解決方案。實際上NSOperation是基於GCD更高一層的封裝，但是比GCD更簡單易用、代碼可讀性也更高。

NSOperation需要配合NSOperationQueue來實現多線程。因為默認情況下，NSOperation單獨使用時系統同步執行操作，並沒有開辟新線程的能力，只有配合NSOperationQueue才能實現異步執行。

因為NSOperation是基於GCD的，那麽使用起來也和GCD差不多，其中，NSOperation相當於GCD中的任務，而NSOperationQueue則相當於GCD中的隊列。NSOperation實現多線程的使用步驟分為三步：

創建任務：先將需要執行的操作封裝到一個NSOperation對象中。
創建隊列：創建NSOperationQueue對象。
將任務加入到隊列中：然後將NSOperation對象添加到NSOperationQueue中。

之後呢，系統就會自動將NSOperationQueue中的NSOperation取出來，在新線程中執行操作。

下面我們來學習下NSOperation和NSOperationQueue的基本使用。

2.NSOperation和NSOperationQueue的基本使用

1. 創建任務

NSOperation是個抽象類，並不能封裝任務。我們只有使用它的子類來封裝任務。我們有三種方式來封裝任務。

使用子類NSInvocationOperation
使用子類NSBlockOperation
定義繼承自NSOperation的子類，通過實現內部相應的方法來封裝任務。

在不使用NSOperationQueue，單獨使用NSOperation的情況下系統同步執行操作，下面我們學習以下任務的三種創建方式。

1. 使用子類`- NSInvocationOperation:`

// 1.創建NSInvocationOperation對象
NSInvocationOperation *op = [[NSInvocationOperation alloc] initWithTarget:self selector:@selector(run) object:nil];

// 2.調用start方法開始執行操作
[op start];

- (void)run
{
    NSLog(@"------%@", [NSThread currentThread]);
}

輸出結果：
2016-09-05 14:29:58.483 NSOperation[15834:2384555] ------<NSThread: 0x7fa3e2e05410>{number = 1, name = main}

從中可以看到，在沒有使用NSOperationQueue、單獨使用NSInvocationOperation的情況下，NSInvocationOperation在主線程執行操作，並沒有開啟新線程。

下邊再來看看NSBlockOperation。

2. 使用子類`- NSBlockOperation`

NSBlockOperation *op = [NSBlockOperation blockOperationWithBlock:^{
    // 在主線程
    NSLog(@"------%@", [NSThread currentThread]);
}];

[op start];

輸出結果：
2016-09-05 14:33:15.268 NSOperation[15884:2387780] ------<NSThread: 0x7fb2196012c0>{number = 1, name = main}

我們同樣可以看到，在沒有使用NSOperationQueue、單獨使用NSBlockOperation的情況下，NSBlockOperation也是在主線程執行操作，並沒有開啟新線程。

但是，NSBlockOperation還提供了一個方法addExecutionBlock:，通過addExecutionBlock:就可以為NSBlockOperation添加額外的操作，這些額外的操作就會在其他線程並發執行。

- (void)blockOperation
{
    NSBlockOperation *op = [NSBlockOperation blockOperationWithBlock:^{
        // 在主線程
        NSLog(@"1------%@", [NSThread currentThread]);
    }];    

    // 添加額外的任務(在子線程執行)
    [op addExecutionBlock:^{
        NSLog(@"2------%@", [NSThread currentThread]);
    }];
    [op addExecutionBlock:^{
        NSLog(@"3------%@", [NSThread currentThread]);
    }];
    [op addExecutionBlock:^{
        NSLog(@"4------%@", [NSThread currentThread]);
    }];

    [op start];
}

輸出結果：
2016-09-05 14:36:59.353 NSOperation[15896:2390616] 1------<NSThread: 0x7ff633f03be0>{number = 1, name = main}
2016-09-05 14:36:59.354 NSOperation[15896:2390825] 2------<NSThread: 0x7ff633e24600>{number = 2, name = (null)}
2016-09-05 14:36:59.354 NSOperation[15896:2390657] 3------<NSThread: 0x7ff633c411e0>{number = 3, name = (null)}
2016-09-05 14:36:59.354 NSOperation[15896:2390656] 4------<NSThread: 0x7ff633f1d3e0>{number = 4, name = (null)}

可以看出，blockOperationWithBlock:方法中的操作是在主線程中執行的，而addExecutionBlock:方法中的操作是在其他線程中執行的。

3. 定義繼承自NSOperation的子類

先定義一個繼承自NSOperation的子類，重寫main方法
YSCOperation.h

#import <Foundation/Foundation.h>

@interface YSCOperation : NSOperation

@end

YSCOperation.m

#import "YSCOperation.h"

@implementation YSCOperation
/**
 * 需要執行的任務
 */

- (void)main
{
    for (int i = 0; i < 2; ++i) {
        NSLog(@"1-----%@",[NSThread currentThread]);
    }    
}

@end

然後使用的時候導入頭文件YSCOperation.h。

// 創建YSCOperation
YSCOperation *op1 = [[YSCOperation alloc] init];

[op1 start];

輸出結果：
2016-09-05 18:15:59.674 NSOperation[16566:2501606] 1-----<NSThread: 0x7f8030d05150>{number = 1, name = main}
2016-09-05 18:15:59.675 NSOperation[16566:2501606] 1-----<NSThread: 0x7f8030d05150>{number = 1, name = main}

可以看出：在沒有使用NSOperationQueue、單獨使用自定義子類的情況下，是在主線程執行操作，並沒有開啟新線程。

下邊我們簡單講講NSOperationQueue的創建。

2. 創建隊列

和GCD中的並發隊列、串行隊列略有不同的是：NSOperationQueue一共有兩種隊列：主隊列、其他隊列。其中其他隊列同時包含了串行、並發功能。下邊是主隊列、其他隊列的基本創建方法和特點。

主隊列
- 凡是添加到主隊列中的任務（NSOperation），都會放到主線程中執行
```
NSOperationQueue *queue = [NSOperationQueue mainQueue];
```
其他隊列（非主隊列）
- 添加到這種隊列中的任務（NSOperation），就會自動放到子線程中執行
- 同時包含了：串行、並發功能
```
NSOperationQueue *queue = [[NSOperationQueue alloc] init];
```

3. 將任務加入到隊列中

前邊說了，NSOperation需要配合NSOperationQueue來實現多線程。
那麽我們需要將創建好的任務加入到隊列中去。總共有兩種方法

- (void)addOperation:(NSOperation *)op;
- 需要先創建任務，再將創建好的任務加入到創建好的隊列中去

- (void)addOperationToQueue
{
    // 1.創建隊列
    NSOperationQueue *queue = [[NSOperationQueue alloc] init];

    // 2. 創建操作  
    // 創建NSInvocationOperation    
    NSInvocationOperation *op1 = [[NSInvocationOperation alloc] initWithTarget:self selector:@selector(run) object:nil];    
    // 創建NSBlockOperation    
    NSBlockOperation *op2 = [NSBlockOperation blockOperationWithBlock:^{
        for (int i = 0; i < 2; ++i) {
            NSLog(@"1-----%@", [NSThread currentThread]);
        }
    }];

    // 3. 添加操作到隊列中：addOperation:   
    [queue addOperation:op1]; // [op1 start]    
    [queue addOperation:op2]; // [op2 start]
}

- (void)run
{
    for (int i = 0; i < 2; ++i) {
        NSLog(@"2-----%@", [NSThread currentThread]);
    }
}

輸出結果：
2016-09-05 17:06:00.241 NSOperationQueue[16201:2452281] 1-----<NSThread: 0x7fe4824080e0>{number = 3, name = (null)}
2016-09-05 17:06:00.241 NSOperationQueue[16201:2452175] 2-----<NSThread: 0x7fe482404a50>{number = 2, name = (null)}
2016-09-05 17:06:00.242 NSOperationQueue[16201:2452175] 2-----<NSThread: 0x7fe482404a50>{number = 2, name = (null)}
2016-09-05 17:06:00.241 NSOperationQueue[16201:2452281] 1-----<NSThread: 0x7fe4824080e0>{number = 3, name = (null)}

可以看出：NSInvocationOperation和NSOperationQueue結合後能夠開啟新線程，進行並發執行NSBlockOperation和NSOperationQueue也能夠開啟新線程，進行並發執行。

- (void)addOperationWithBlock:(void (^)(void))block;
- 無需先創建任務，在block中添加任務，直接將任務block加入到隊列中。

- (void)addOperationWithBlockToQueue
{
    // 1. 創建隊列
    NSOperationQueue *queue = [[NSOperationQueue alloc] init];

    // 2. 添加操作到隊列中：addOperationWithBlock:
    [queue addOperationWithBlock:^{
        for (int i = 0; i < 2; ++i) {
            NSLog(@"-----%@", [NSThread currentThread]);
        }
    }];
}

輸出結果：
2016-09-05 17:10:47.023 NSOperationQueue[16293:2457487] -----<NSThread: 0x7ffa6bc0e1e0>{number = 2, name = (null)}
2016-09-05 17:10:47.024 NSOperationQueue[16293:2457487] -----<NSThread: 0x7ffa6bc0e1e0>{number = 2, name = (null)}

可以看出addOperationWithBlock:和NSOperationQueue能夠開啟新線程，進行並發執行。

3. 控制串行執行和並行執行的關鍵

之前我們說過，NSOperationQueue創建的其他隊列同時具有串行、並發功能，上邊我們演示了並發功能，那麽他的串行功能是如何實現的？

這裏有個關鍵參數maxConcurrentOperationCount，叫做最大並發數。

最大並發數：maxConcurrentOperationCount
- maxConcurrentOperationCount默認情況下為-1，表示不進行限制，默認為並發執行。
- 當maxConcurrentOperationCount為1時，進行串行執行。
- 當maxConcurrentOperationCount大於1時，進行並發執行，當然這個值不應超過系統限制，即使自己設置一個很大的值，系統也會自動調整。

- (void)opetationQueue
{
    // 創建隊列
    NSOperationQueue *queue = [[NSOperationQueue alloc] init];

    // 設置最大並發操作數
    //    queue.maxConcurrentOperationCount = 2;
    queue.maxConcurrentOperationCount = 1; // 就變成了串行隊列

    // 添加操作
    [queue addOperationWithBlock:^{
        NSLog(@"1-----%@", [NSThread currentThread]);
        [NSThread sleepForTimeInterval:0.01];
    }];
    [queue addOperationWithBlock:^{
        NSLog(@"2-----%@", [NSThread currentThread]);
        [NSThread sleepForTimeInterval:0.01];
    }];
    [queue addOperationWithBlock:^{
        NSLog(@"3-----%@", [NSThread currentThread]);
        [NSThread sleepForTimeInterval:0.01];
    }];
    [queue addOperationWithBlock:^{
        NSLog(@"4-----%@", [NSThread currentThread]);
        [NSThread sleepForTimeInterval:0.01];
    }];
    [queue addOperationWithBlock:^{
        NSLog(@"5-----%@", [NSThread currentThread]);
        [NSThread sleepForTimeInterval:0.01];
    }];

    [queue addOperationWithBlock:^{
        NSLog(@"6-----%@", [NSThread currentThread]);
        [NSThread sleepForTimeInterval:0.01];
    }];
}

最大並發數為1輸出結果：
2016-09-05 17:21:54.124 NSOperationQueue[16320:2464630] 1-----<NSThread: 0x7fc892d0b3a0>{number = 2, name = (null)}
2016-09-05 17:21:54.136 NSOperationQueue[16320:2464631] 2-----<NSThread: 0x7fc892c0a7b0>{number = 3, name = (null)}
2016-09-05 17:21:54.148 NSOperationQueue[16320:2464630] 3-----<NSThread: 0x7fc892d0b3a0>{number = 2, name = (null)}
2016-09-05 17:21:54.160 NSOperationQueue[16320:2464631] 4-----<NSThread: 0x7fc892c0a7b0>{number = 3, name = (null)}
2016-09-05 17:21:54.171 NSOperationQueue[16320:2464631] 5-----<NSThread: 0x7fc892c0a7b0>{number = 3, name = (null)}
2016-09-05 17:21:54.184 NSOperationQueue[16320:2464630] 6-----<NSThread: 0x7fc892d0b3a0>{number = 2, name = (null)}

最大並發數為2輸出結果：
2016-09-05 17:23:36.030 NSOperationQueue[16331:2466366] 2-----<NSThread: 0x7fd729f0f270>{number = 3, name = (null)}
2016-09-05 17:23:36.030 NSOperationQueue[16331:2466491] 1-----<NSThread: 0x7fd729f4e290>{number = 2, name = (null)}
2016-09-05 17:23:36.041 NSOperationQueue[16331:2466367] 3-----<NSThread: 0x7fd729d214e0>{number = 4, name = (null)}
2016-09-05 17:23:36.041 NSOperationQueue[16331:2466366] 4-----<NSThread: 0x7fd729f0f270>{number = 3, name = (null)}
2016-09-05 17:23:36.053 NSOperationQueue[16331:2466366] 6-----<NSThread: 0x7fd729f0f270>{number = 3, name = (null)}
2016-09-05 17:23:36.053 NSOperationQueue[16331:2466511] 5-----<NSThread: 0x7fd729e056c0>{number = 5, name = (null)}

可以看出：當最大並發數為1時，任務是按順序串行執行的。當最大並發數為2時，任務是並發執行的。而且開啟線程數量是由系統決定的，不需要我們來管理。這樣看來，是不是比GCD還要簡單了許多？

4. 操作依賴

NSOperation和NSOperationQueue最吸引人的地方是它能添加操作之間的依賴關系。比如說有A、B兩個操作，其中A執行完操作，B才能執行操作，那麽就需要讓B依賴於A。具體如下：

- (void)addDependency
{
    NSOperationQueue *queue = [[NSOperationQueue alloc] init];

    NSBlockOperation *op1 = [NSBlockOperation blockOperationWithBlock:^{
        NSLog(@"1-----%@", [NSThread  currentThread]);
    }];
    NSBlockOperation *op2 = [NSBlockOperation blockOperationWithBlock:^{
        NSLog(@"2-----%@", [NSThread  currentThread]);
    }];

    [op2 addDependency:op1];    // 讓op2 依賴於 op1，則先執行op1，在執行op2

    [queue addOperation:op1];
    [queue addOperation:op2];
}

輸出結果：
2016-09-05 17:51:28.811 操作依賴[16423:2484866] 1-----<NSThread: 0x7fc138e1e7c0>{number = 2, name = (null)}
2016-09-05 17:51:28.812 操作依賴[16423:2484866] 2-----<NSThread: 0x7fc138e1e7c0>{number = 2, name = (null)}

可以看到，無論運行幾次，其結果都是op1先執行，op2後執行。

5. 一些其他方法

- (void)cancel; NSOperation提供的方法，可取消單個操作
- (void)cancelAllOperations; NSOperationQueue提供的方法，可以取消隊列的所有操作
- (void)setSuspended:(BOOL)b; 可設置任務的暫停和恢復，YES代表暫停隊列，NO代表恢復隊列
- (BOOL)isSuspended; 判斷暫停狀態
註意：
- 這裏的暫停和取消並不代表可以將當前的操作立即取消，而是當當前的操作執行完畢之後不再執行新的操作。
- 暫停和取消的區別就在於：暫停操作之後還可以恢復操作，繼續向下執行；而取消操作之後，所有的操作就清空了，無法再接著執行剩下的操作。

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1. 創建任務

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2. 創建隊列

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3. 控制串行執行和並行執行的關鍵

4. 操作依賴

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