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iOS多线程(二):NSOperation 自定义子类实现非并发

iOS多线程(二):NSOperation 自定义子类实现非并发

作者: vinnyxiong | 来源:发表于2016-03-29 09:43 被阅读1900次

    1 自定义非并行的 NSOperation

    前文介绍过 NSInvocationOperation 和 NSBlockOperation 都继承自NSOperation类。

    我们亦可以通过继承 NSOperation 类,来自定义非并行的 Operation。

    @interface VinnyOperation : NSOperation
    @end
    

    头文件很简单,只需要继承 NSOperation ,可根据实际需要决定是否需要自定义init方法。而且仅仅需要自定义main方法,将需要执行的操作写在main方法中。

    #import "VinnyOperation.h"
    
    @implementation VinnyOperation
    - (void)main
    {
        NSLog(@"main begin");
        @try {
            // 提供一个变量标识,来表示需要执行的操作是否完成了,当然,没开始执行之前,为NO
            BOOL taskIsFinished = NO;
            // while 保证:只有当没有执行完成和没有被取消,才执行自定义的相应操作
            while (taskIsFinished == NO && [self isCancelled] == NO){
                // 自定义的操作
                sleep(10);  // 睡眠模拟耗时操作
                NSLog(@"currentThread = %@", [NSThread currentThread]);
                NSLog(@"mainThread    = %@", [NSThread mainThread]);
                // 这里相应的操作都已经完成,后面就是要通知KVO我们的操作完成了。
                taskIsFinished = YES;
            }
        }
        @catch (NSException * e) {
            NSLog(@"Exception %@", e);
        }
        NSLog(@"main end");
    }
    @end
    

    使用的时候也非常简单

        VinnyOperation *op = [[VinnyOperation alloc] init];
        NSLog(@"start before");
        [op start];
        NSLog(@"start after");
    

    看一下控制台打印的结果

    2015-12-29 19:21:56.895 test[67010:50712745] start before
    2015-12-29 19:21:56.896 test[67010:50712745] main begin
    2015-12-29 19:22:06.900 test[67010:50712745] currentThread = <NSThread: 0x7fc560d044d0>{number = 1, name = main}
    2015-12-29 19:22:06.900 test[67010:50712745] mainThread    = <NSThread: 0x7fc560d044d0>{number = 1, name = main}
    2015-12-29 19:22:06.900 test[67010:50712745] main end
    2015-12-29 19:22:06.900 test[67010:50712745] start after
    

    可以看出是main方法是非并行的,而且执行的操作与调用start是在同一个线程中。

    2 自定义并行的 NSOperation

    自定义并行的 NSOperation 则要复杂一点,首先必须重写以下几个方法:

    • start: 所有并行的 Operations 都必须重写这个方法,然后在你想要执行的线程中手动调用这个方法。注意:任何时候都不能调用父类的start方法。
    • main: 在start方法中调用,但是注意要定义独立的自动释放池与别的线程区分开。
    • isExecuting: 是否执行中,需要实现KVO通知机制。
    • isFinished: 是否已完成,需要实现KVO通知机制。
    • isConcurrent: 该方法现在已经由isAsynchronous方法代替,并且 NSOperationQueue 也已经忽略这个方法的值。
    • isAsynchronous: 该方法默认返回 NO ,表示非并发执行。并发执行需要自定义并且返回 YES。后面会根据这个返回值来决定是否并发。

    与非并发操作不同的是,需要另外自定义一个方法来执行操作而不是直接调用start方法

    @interface MyOperation : NSOperation
    - (BOOL)performOperation:(NSOperation*)anOp;    // 执行操作调用这个方法
    @end
    

    实现其中的必要方法:

    #import "MyOperation.h"
    
    @interface MyOperation () {
        BOOL        executing;  // 执行中
        BOOL        finished;   // 已完成
    }
    @end
    
    @implementation MyOperation
    - (id)init {
        self = [super init];
        if (self) {
            executing = NO;
            finished = NO;
        }
        return self;
    }
    
    - (void)start {
        // Always check for cancellation before launching the task.
        if ([self isCancelled])
        {
            // Must move the operation to the finished state if it is canceled.
            [self willChangeValueForKey:@"isFinished"];
            finished = YES;
            [self didChangeValueForKey:@"isFinished"];
            return;
        }
        
        // If the operation is not canceled, begin executing the task.
        [self willChangeValueForKey:@"isExecuting"];
        [NSThread detachNewThreadSelector:@selector(main) toTarget:self withObject:nil];
        executing = YES;
        [self didChangeValueForKey:@"isExecuting"];
    }
    
    - (void)main {
        NSLog(@"main begin");
        @try {
            // 必须为自定义的 operation 提供 autorelease pool,因为 operation 完成后需要销毁。
            @autoreleasepool {
                // 提供一个变量标识,来表示需要执行的操作是否完成了,当然,没开始执行之前,为NO
                BOOL taskIsFinished = NO;
                // while 保证:只有当没有执行完成和没有被取消,才执行自定义的相应操作
                while (taskIsFinished == NO && [self isCancelled] == NO){
                    // 自定义的操作
                    //sleep(10);  // 睡眠模拟耗时操作
                    NSLog(@"currentThread = %@", [NSThread currentThread]);
                    NSLog(@"mainThread    = %@", [NSThread mainThread]);
                    
                    // 这里相应的操作都已经完成,后面就是要通知KVO我们的操作完成了。
                    taskIsFinished = YES;
                }
                [self completeOperation];
                
            }
        }
        @catch (NSException * e) {
            NSLog(@"Exception %@", e);
        }
        NSLog(@"main end");
    }
    
    - (void)completeOperation {
        [self willChangeValueForKey:@"isFinished"];
        [self willChangeValueForKey:@"isExecuting"];
        
        executing = NO;
        finished = YES;
        
        [self didChangeValueForKey:@"isExecuting"];
        [self didChangeValueForKey:@"isFinished"];
    }
    
    // 已经弃用,使用 isAsynchronous 代替
    //- (BOOL)isConcurrent {
    //    return NO;
    //}
    
    - (BOOL)isAsynchronous {
        return YES;
    }
    
    - (BOOL)isExecuting {
        return executing;
    }
    
    - (BOOL)isFinished {
        return finished;
    }
    
    // 执行操作
    - (BOOL)performOperation:(NSOperation*)anOp
    {
        BOOL        ranIt = NO;
        
        if ([anOp isReady] && ![anOp isCancelled])
        {
            if (![anOp isAsynchronous]) {
                [anOp start];
            }
            else {
                [NSThread detachNewThreadSelector:@selector(start)
                                         toTarget:anOp withObject:nil];
            }
            ranIt = YES;
        }
        else if ([anOp isCancelled])
        {
            // If it was canceled before it was started,
            //  move the operation to the finished state.
            [self willChangeValueForKey:@"isFinished"];
            [self willChangeValueForKey:@"isExecuting"];
            executing = NO;
            finished = YES;
            [self didChangeValueForKey:@"isExecuting"];
            [self didChangeValueForKey:@"isFinished"];
            
            // Set ranIt to YES to prevent the operation from
            // being passed to this method again in the future.
            ranIt = YES;
        }
        return ranIt;
    }
    

    使用这个 Operation 如下:

        MyOperation *op = [[MyOperation alloc] init];
        NSLog(@"start before");
        [op performOperation:op];
        NSLog(@"start after");
    

    看一下控制台打印的结果

    2015-12-29 20:01:53.130 test[27083:51105353] start before
    2015-12-29 20:01:53.131 test[27083:51105353] start after
    2015-12-29 20:01:53.131 test[27083:51105608] main begin
    2015-12-29 20:01:53.131 test[27083:51105608] currentThread = <NSThread: 0x7ff148d976d0>{number = 3, name = (null)}
    2015-12-29 20:01:53.131 test[27083:51105608] mainThread    = <NSThread: 0x7ff148e01250>{number = 1, name = (null)}
    2015-12-29 20:01:53.131 test[27083:51105608] main end
    

    可以看到这个操作是并发执行,并且是一个独立的线程。

    3 总结

    1. 如果需要自定义并发执行的 Operation,必须重写 startmainisExecutingisFinishedisAsynchronous 方法。
    2. 在 operation 的 main 方法里面,必须提供 autorelease pool,因为你的 operation 完成后需要销毁。
    3. 一旦你的 operation 开始了,必须通过 KVO,告诉所有的监听者,现在该operation的执行状态。
    4. 调用时,如果需要并发执行 Operation,必须调用performOperation:方法,当然,也可以改为自定义其他方法或者直接在start方法添加多线程调用。
    5. 对于自定义的 Operation 类,如果不需要并发执行,可以直接调用start方法。

    4 尾巴

    刚开始看 NSOperation 的文档没搞明白怎么自定义多线程的操作,文档里只是说需要自定义 isExecutingisFinishedisConcurrentisAsynchronous 这四个方法,然后说根据 isAsynchronous 的返回值来判断是否多线程,我以为只要重写这个方法的时候返回 YES 就行了,NSOperation 就会自动多线程执行了,但是测试发现却不是这样的,多线程还得自己去创建再使用。

    再有就是自定义多线程的 NSOperation 时,还必须自己管理其中表示状态的成员,而且需要实现 KVO 机制,使得这个过程复杂化了。

    其实在大多数时候我们并不会直接去使用自定义的 NSOperation ,如果操作不复杂,可以直接使用 NSInvocationOperation 和 NSBlockOperation 这两个子类,那就直接用了,如果复杂一些,必须自定义又需要多线程,通常都会用 NSOperationQueue 来包装,使用起来更加简洁,下一篇会详细介绍 NSOperationQueue 的使用。

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      网友评论

      • 随心_追梦:楼主,自定义operation并发执行,不是必须重写main方法吧
      • 小小面试官:5. 对于自定义的 Operation 类,如果不需要并发执行,可以直接调用start方法。
        =================================================
        直接调用main方法?
      • Cass__:对于自定义的 Operation 类,如果不需要并发执行,可以直接调用start方法。
        这里应该是main函数?
      • 58f0b442f46c:[op performOperation:op];
        这么调用不觉得别扭么?
        vinnyxiong:@TomorJM 确实,不需要传参数的。
      • 落影loyinglin:你好,问一下代码框里面的着色是怎么解决的?
        落影loyinglin:@vinnyxiong_熊远文 好的,多谢~
        vinnyxiong:@月光族人_落影 代码框没做什么啊,就是按照markdown 的语法,将代码块包起来

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