iOS 多线程实现- NSOperation

作者: 风轻鱼蛋 | 来源:发表于2017-09-07 11:25 被阅读0次

一、介绍

NSOperation是一个抽象类，可以使用系统提供的子类或者自己实现它的子类，来完成多线程。我们平时提到的NSOperation就默认包含了它的子类，具有以下特性：
1、是OC语言中基于GCD的面向对象的封装；
2、使用起来比GCD更加简单(面向对象)；
3、提供了一些用GCD不好实现的功能，比如可以取消在任务处理队列中的任务，添加任务间的依赖关系等等；
4、苹果推荐使用,使用NSOperation不用关心线程以及线程的生命周期；
5、可以指定操作之间的依赖关系，是将操作添加到队列。
6、并发队列，异步执行(多个线程，无序执行)。

NSOperation方便统一管理，适用一些大型的复杂的场合，比如我们常用的网络框架：AFNetworking、SDWebImage等等。

二、NSOperation 和 NSOperationQueue 实现多线程的步骤

1、先将需要执行的操作封装到一个 NSOperation 对象中
2、然后将 NSOperation 对象添加到 NSOperationQueue 中
3、系统会自动将 NSOperationQueue 中的 NSOperation 取出来
4、讲取出来的 NSOperation 封装的操作放到一条新线程中执行

三、NSOperation 的子类

NSOperation是一个抽象类，并不具备封装操作的能力, 必须要使用它的子类
实现NSOperation子类的方式有3种：
1、NSInvocationOperation：较少使用；
2、NSBlockOperation：最常使用；
3、自定义子类继承NSOperation，实现内部相应的方法：很少使用。
我们要做的就是将以上3种操作的任意一种添加到NSOperationQueue来使用。

1、NSInvocationOperation

1.1、直接执行操作（同步）

- (void)touchesBegan:(NSSet *)touches withEvent:(UIEvent *)event {
    [self invocationOperationTest];
}

//创建一个操作并执行
- (void)invocationOperationTest {
    // 创建操作（最后的object参数是传递给selector方法的参数）
    NSInvocationOperation *operation = [[NSInvocationOperation alloc] initWithTarget:self selector:@selector(demo:) object:@"这是一个参数"];
    [operation start];
}
// 将参数与当前线程打印
- (void)demo:(NSString *)str {
    NSLog(@"%@--%@",str,[NSThread currentThread]);
}

/*************************执行结果****************************/
2017-09-07 10:43:53.594 TextDemo[1074:374562] 这是一个参数--<NSThread: 0x6100000729c0>{number = 1, name = main}

创建初始化一个NSInvocationOperation对象，并且根据一个对象(self)和selector来创建操作，默认情况下，调用了start方法后并不会开一条新线程去执行操作，而是在当前线程同步执行操作。

1.2、将操作添加到NSOperationQueue执行

- (void)touchesBegan:(NSSet *)touches withEvent:(UIEvent *)event {
    [self invocationOperationTest];
}
// 将操作添加到队列
- (void)invocationOperationTest {
    // 创建操作（最后的object参数是传递给selector方法的参数）
    NSInvocationOperation *operation = [[NSInvocationOperation alloc] initWithTarget:self selector:@selector(demo:) object:@"这是一个参数"];
    
    // 创建操作队列
    NSOperationQueue *operationQueue = [[NSOperationQueue alloc] init];
    
    // 将操作添加到操作队列
    [operationQueue addOperation:operation];
}
// 将参数与当前线程打印
- (void)demo:(NSString *)str {
    NSLog(@"%@--%@",str,[NSThread currentThread]);
}

/*************************执行结果****************************/
2017-09-07 10:51:13.312 TextDemo[1161:423494] 这是一个参数--<NSThread: 0x600000078740>{number = 4, name = (null)}

根据打印结果，可以看出新开启了一个线程执行操作，且是异步执行的。

2、NSBlockOperation

2.1、执行一个操作（同步)

- (void)touchesBegan:(NSSet *)touches withEvent:(UIEvent *)event {
    [self blcokOperationText];
}

- (void)blcokOperationText
{
    NSBlockOperation *operation = [NSBlockOperation blockOperationWithBlock:^{
        NSLog(@"1：%@", [NSThread currentThread]);
    }];
    [operation start];
}

/*************************执行结果****************************/
2017-09-07 11:01:31.491 TextDemo[1258:484332] 1：<NSThread: 0x600000066b80>{number = 1, name = main}

可以看到这种方法非常简单，有点类似于GCD，它也是同步执行的。

2.2、添加多个操作执行（异步）

- (void)touchesBegan:(NSSet *)touches withEvent:(UIEvent *)event {
    [self blcokOperationText];
}

- (void)blcokOperationText
{
    NSBlockOperation *operation = [NSBlockOperation blockOperationWithBlock:^{
        NSLog(@"1：%@", [NSThread currentThread]);
    }];
    
    // 再添加3操作
    [operation addExecutionBlock:^() {
        NSLog(@"2：%@", [NSThread currentThread]);
    }];
    [operation addExecutionBlock:^() {
        NSLog(@"3：%@", [NSThread currentThread]);
    }];
    [operation addExecutionBlock:^() {
        NSLog(@"4：%@", [NSThread currentThread]);
    }];
    
    [operation start];
}

/*************************执行结果****************************/
2017-09-07 11:02:50.342 TextDemo[1290:497642] 1：<NSThread: 0x61800006d740>{number = 1, name = main}
2017-09-07 11:02:50.343 TextDemo[1290:497642] 3：<NSThread: 0x61800006d740>{number = 1, name = main}
2017-09-07 11:02:50.343 TextDemo[1290:497642] 4：<NSThread: 0x61800006d740>{number = 1, name = main}
2017-09-07 11:02:50.343 TextDemo[1290:497983] 2：<NSThread: 0x618000071240>{number = 5, name = (null)}

当添加多个操作时，开启新线程异步执行。

2.3、将操作添加到NSOperationQueue执行

- (void)touchesBegan:(NSSet *)touches withEvent:(UIEvent *)event {
    [self blcokOperationText];
}

- (void)blcokOperationText
{
    NSBlockOperation *operation = [NSBlockOperation blockOperationWithBlock:^{
        NSLog(@"1：%@", [NSThread currentThread]);
    }];
    
    // 再添加3操作
    [operation addExecutionBlock:^() {
        NSLog(@"2：%@", [NSThread currentThread]);
    }];
    [operation addExecutionBlock:^() {
        NSLog(@"3：%@", [NSThread currentThread]);
    }];
    [operation addExecutionBlock:^() {
        NSLog(@"4：%@", [NSThread currentThread]);
    }];
    
    NSOperationQueue *queue = [[NSOperationQueue alloc]init];
    [queue addOperation:operation];
    
}

/*************************执行结果****************************/
2017-09-07 11:07:40.347 TextDemo[1354:525108] 1：<NSThread: 0x61800007ab00>{number = 3, name = (null)}
2017-09-07 11:07:40.347 TextDemo[1354:525105] 4：<NSThread: 0x6100002600c0>{number = 5, name = (null)}
2017-09-07 11:07:40.347 TextDemo[1354:525106] 2：<NSThread: 0x610000261480>{number = 4, name = (null)}
2017-09-07 11:07:40.347 TextDemo[1354:525126] 3：<NSThread: 0x61000007fec0>{number = 6, name = (null)}

根据打印结果，可以看出新开启了多个线程执行操作，且是异步执行的。

3、自定义Operation

自定义NSOperation最主要的就是重载-(void)main这个方法，在这个方法里面添加需要执行的操作。当执行这个操作时，系统会自动调用-(void)main这个方法。

#import "CustomOpertaionTest.h"

@implementation CustomOpertaionTest
- (void)main {
    // 新建一个自动释放池，避免内存泄露
    @autoreleasepool {
        // 执行的代码
        NSLog(@"这是一个测试:%@",[NSThread currentThread]);
    }
}
@end

在主控制器中调用，一共两种：一种同步一种异步

//1、直接执行，同步
CustomOpertaionTest *operation = [[CustomOpertaionTest alloc] init];
[operation start];

/*************************执行结果****************************/
2017-09-07 11:13:25.149 TextDemo[1354:562140] 这是一个测试:<NSThread: 0x7ff420d28000>{number = 1, name = main}

//2、添加到队列，异步
CustomOpertaionTest *operation = [[CustomOpertaionTest alloc] init];
NSOperationQueue *operationQueue = [[NSOperationQueue alloc] init];
[operationQueue addOperation:operation];

/*************************执行结果****************************/
2017-09-07 11:14:30.500 TextDemo[1354:571046] 这是一个测试:<NSThread: 0x7ff2d0539d70>{number = 2, name = (null)}

四、NSOperation其它常用方法

1、取消操作

operation开始执行之后, 默认会一直执行操作直到完成，我们也可以调用cancel方法中途取消操作

[operation cancel];

这里有一个问题，我们自定义的operation，如果支持取消，则应该在重载的main函数中查询用户是否取消了操作，特别是main函数中又循环的时候一定要查询。然后释放资源，退出main函数。

另外开启新线程后注意内存管理，最好在main函数里面的最外层创建自动释放池，保证每一个消息循环都能释放内存

- (void)main {
    // 新建一个自动释放池，避免内存泄露
    @autoreleasepool {
        // 执行的代码
        NSLog(@"这是一个测试:%@",[NSThread currentThread]);
    }
}

2、NSOperation执行完毕后操作

operation.completionBlock = ^() {
    // 所有操作执行完成后执行
};

3、设置最大并发数

默认情况最大并发数为6，即同时最多只允许6个线程处于就绪态。设置最大并发数为1时，程序将串行执行

// 最大并发数为3
[operationQueue setMaxConcurrentOperationCount:3];

4、设置依赖

设置依赖来保证执行顺序，⽐如一定要让操作A执行完后,才能执行操作B,可以像下面这么写：

[operationB addDependency:operationA];

但是一定要注意不要A依赖B，然后B又依赖A，这样A和B相互依赖造成都不能得到执行。
如果A和B处于不同的操作队列，也是可以设置依赖关系的。