NSOperation和NSOperationQueue

作者: HQFlying | 来源:发表于2017-04-12 15:32 被阅读82次

NSOperation和NSOperationQueue

NSOperation 是苹果公司对 GCD 的封装，完全面向对象，所以使用起来更好理解。大家可以看到 NSOperation 和 NSOperationQueue 分别对应 GCD 的任务和队列。操作步骤也很好理解：

将要执行的任务封装到一个 NSOperation 对象中。
将此任务添加到一个 NSOperationQueue 对象中。

然后系统就会自动在执行任务。至于同步还是异步、串行还是并行请继续往下看：

添加任务

值得说明的是，NSOperation 只是一个抽象类，所以不能封装任务。但它有 2 个子类用于封装任务。分别是：NSInvocationOperation 和 NSBlockOperation 。创建一个 Operation 后，需要调用 start 方法来启动任务，它会默认在当前队列同步执行。当然你也可以在中途取消一个任务，只需要调用其 cancel 方法即可。

NSInvocationOperation : 需要传入一个方法名。
OBJECTIVE-C

      //1.创建NSInvocationOperation对象
      NSInvocationOperation *operation = [[NSInvocationOperation alloc] initWithTarget:self selector:@selector(run) object:nil];

      //2.开始执行
      [operation start];

SWIFT

在 `Swift` 构建的和谐社会里，是容不下 NSInvocationOperation 这种不是类型安全的败类的。苹果如是说。这里有[相关解释](http://stackoverflow.com/questions/26644477/nsinvocationoperation-is-unavailable-in-xcode-6-1)

NSBlockOperation
OBJECTIVE-C

      //1.创建NSBlockOperation对象
      NSBlockOperation *operation = [NSBlockOperation blockOperationWithBlock:^{
          NSLog(@"%@", [NSThread currentThread]);
      }];

      //2.开始任务
      [operation start];

SWIFT

      //1.创建NSBlockOperation对象
      let operation = NSBlockOperation { () -> Void in
          println(NSThread.currentThread())
      }

      //2.开始任务
      operation.start()

之前说过这样的任务，默认会在当前线程执行。但是 `NSBlockOperation` 还有一个方法：`addExecutionBlock:` ，通过这个方法可以给 `Operation` 添加多个执行 `Block`。这样 `Operation` 中的任务 会**并发执行**，它会 在**主线程**和**其它的多个线程** 执行这些任务，注意下面的打印结果：
OBJECTIVE-C

          //1.创建NSBlockOperation对象
          NSBlockOperation *operation = [NSBlockOperation blockOperationWithBlock:^{
              NSLog(@"%@", [NSThread currentThread]);
          }];

          //添加多个Block
          for (NSInteger i = 0; i < 5; i++) {
              [operation addExecutionBlock:^{
                  NSLog(@"第%ld次：%@", i, [NSThread currentThread]);
              }];
          }

          //2.开始任务
          [operation start];

SWIFT

            //1.创建NSBlockOperation对象
            let operation = NSBlockOperation { () -> Void in
                NSLog("%@", NSThread.currentThread())
            }

            //2.添加多个Block
            for i in 0..<5 {
                operation.addExecutionBlock { () -> Void in
                    NSLog("第%ld次 - %@", i, NSThread.currentThread())
                }
            }

            //2.开始任务
            operation.start()

打印输出

2017-04-11 17:50:16.585 test[17527:4095467] 第2次 - <NSThread: 0x7ff5c9701910>{number = 1, name = main}

2017-04-11 17:50:16.585 test[17527:4095666] 第1次 - <NSThread: 0x7ff5c972caf0>{number = 4, name = (null)}

2017-04-11 17:50:16.585 test[17527:4095665] <NSThread: 0x7ff5c961b610>{number = 3, name = (null)}

2017-04-11 17:50:16.585 test[17527:4095662] 第0次 - <NSThread: 0x7ff5c948d310>{number = 2, name = (null)}

2017-04-11 17:50:16.586 test[17527:4095666] 第3次 - <NSThread: 0x7ff5c972caf0>{number = 4, name = (null)}

2017-04-11 17:50:16.586 test[17527:4095467] 第4次 - <NSThread: 0x7ff5c9701910>{number = 1, name = main}

NOTE：addExecutionBlock 方法必须在 start() 方法之前执行，否则就会报错：

‘*** -[NSBlockOperation addExecutionBlock:]: blocks cannot be added after the operation has started executing or finished'

自定义Operation

除了上面的两种 Operation 以外，我们还可以自定义 Operation。自定义 Operation 需要继承 NSOperation类，并实现其 main() 方法，因为在调用 start()方法的时候，内部会调用main() 方法完成相关逻辑。所以如果以上的两个类无法满足你的欲望的时候，你就需要自定义了。你想要实现什么功能都可以写在里面。除此之外，你还需要实现 cancel() 在内的各种方法。

创建队列

看过上面的内容就知道，我们可以调用一个 NSOperation 对象的 start() 方法来启动这个任务，但是这样做他们默认是 同步执行 的。就算是 addExecutionBlock 方法，也会在 当前线程和其他线程 中执行，也就是说还是会占用当前线程。这是就要用到队列 NSOperationQueue 了。而且，按类型来说的话一共有两种类型：主队列、其他队列。只要添加到队列，会自动调用任务的 start()方法

主队列
细心的同学就会发现，每套多线程方案都会有一个主线程（当然啦，说的是iOS中，像 pthread 这种多系统的方案并没有，因为 UI线程 理论需要每种操作系统自己定制）。这是一个特殊的线程，必须串行。所以添加到主队列的任务都会一个接一个地排着队在主线程处理。

//OBJECTIVE-C
NSOperationQueue *queue = [NSOperationQueue mainQueue];
//SWIFT
let queue = NSOperationQueue.mainQueue()

其他队列
因为主队列比较特殊，所以会单独有一个类方法来获得主队列。那么通过初始化产生的队列就是其他队列了，因为只有这两种队列，除了主队列，其他队列就不需要名字了。

注意：其他队列的任务会在其他线程并行执行。

OBJECTIVE-C

//1.创建一个其他队列    
NSOperationQueue *queue = [[NSOperationQueue alloc] init];

//2.创建NSBlockOperation对象
NSBlockOperation *operation = [NSBlockOperation blockOperationWithBlock:^{
    NSLog(@"%@", [NSThread currentThread]);
}];

//3.添加多个Block
for (NSInteger i = 0; i < 5; i++) {
    [operation addExecutionBlock:^{
        NSLog(@"第%ld次：%@", i, [NSThread currentThread]);
    }];
}

//4.队列添加任务
[queue addOperation:operation];

SWIFT

//1.创建其他队列
let queue = NSOperationQueue()

//2.创建NSBlockOperation对象
let operation = NSBlockOperation { () -> Void in
    NSLog("%@", NSThread.currentThread())
}

//3.添加多个Block
for i in 0..<5 {
    operation.addExecutionBlock { () -> Void in
        NSLog("第%ld次 - %@", i, NSThread.currentThread())
    }
}

//4.队列添加任务
queue.addOperation(operation)

打印输出

2017-04-11 20:26:28.463 test[18622:4443534] <NSThread: 0x7fd022c3ac10>{number = 5, name = (null)}
2017-04-11 20:26:28.463 test[18622:4443536] 第2次 - <NSThread: 0x7fd022e36d50>{number = 2, name = (null)}
2017-04-11 20:26:28.463 test[18622:4443535] 第0次 - <NSThread: 0x7fd022f237f0>{number = 4, name = (null)}
2017-04-11 20:26:28.463 test[18622:4443533] 第1次 - <NSThread: 0x7fd022d372b0>{number = 3, name = (null)}
2017-04-11 20:26:28.463 test[18622:4443534] 第3次 - <NSThread: 0x7fd022c3ac10>{number = 5, name = (null)}
2017-04-11 20:26:28.463 test[18622:4443536] 第4次 - <NSThread: 0x7fd022e36d50>{number = 2, name = (null)}

OK, 这时应该发问了，大家将 NSOperationQueue 与 GCD的队列相比较就会发现，这里没有串行队列，那如果我想要10个任务在其他线程串行的执行怎么办？

这就是苹果封装的妙处，你不用管串行、并行、同步、异步这些名词。NSOperationQueue 有一个参数 maxConcurrentOperationCount 最大并发数，用来设置最多可以让多少个任务同时执行。当你把它设置为 1的时候，他不就是串行了嘛！

NSOperationQueue 还有一个添加任务的方法，- (void)addOperationWithBlock:(void (^)(void))block;，这是不是和 GCD 差不多？这样就可以添加一个任务到队列中了，十分方便。

NSOperation 有一个非常实用的功能，那就是添加依赖。比如有 3 个任务：A: 从服务器上下载一张图片，B：给这张图片加个水印，C：把图片返回给服务器。这时就可以用到依赖了:

OBJECTIVE-C

//1.任务一：下载图片
NSBlockOperation *operation1 = [NSBlockOperation blockOperationWithBlock:^{
    NSLog(@"下载图片 - %@", [NSThread currentThread]);
    [NSThread sleepForTimeInterval:1.0];
}];

//2.任务二：打水印
NSBlockOperation *operation2 = [NSBlockOperation blockOperationWithBlock:^{
    NSLog(@"打水印   - %@", [NSThread currentThread]);
    [NSThread sleepForTimeInterval:1.0];
}];

//3.任务三：上传图片
NSBlockOperation *operation3 = [NSBlockOperation blockOperationWithBlock:^{
    NSLog(@"上传图片 - %@", [NSThread currentThread]);
    [NSThread sleepForTimeInterval:1.0];
}];

//4.设置依赖
[operation2 addDependency:operation1];      //任务二依赖任务一
[operation3 addDependency:operation2];      //任务三依赖任务二

//5.创建队列并加入任务
NSOperationQueue *queue = [[NSOperationQueue alloc] init];
[queue addOperations:@[operation3, operation2, operation1] waitUntilFinished:NO];

SWIFT

//1.任务一：下载图片
let operation1 = NSBlockOperation { () -> Void in
    NSLog("下载图片 - %@", NSThread.currentThread())
    NSThread.sleepForTimeInterval(1.0)
}

//2.任务二：打水印
let operation2 = NSBlockOperation { () -> Void in
    NSLog("打水印   - %@", NSThread.currentThread())
    NSThread.sleepForTimeInterval(1.0)
}

//3.任务三：上传图片
let operation3 = NSBlockOperation { () -> Void in
    NSLog("上传图片 - %@", NSThread.currentThread())
    NSThread.sleepForTimeInterval(1.0)
}

//4.设置依赖
operation2.addDependency(operation1)    //任务二依赖任务一
operation3.addDependency(operation2)    //任务三依赖任务二

//5.创建队列并加入任务
let queue = NSOperationQueue()
queue.addOperations([operation3, operation2, operation1], waitUntilFinished: false)

打印结果

2017-04-11 21:24:28.622 test[19392:4637517] 下载图片 - <NSThread: 0x7fc10ad4d970>{number = 2, name = (null)}
2017-04-11 21:24:29.622 test[19392:4637515] 打水印 - <NSThread: 0x7fc10af20ef0>{number = 3, name = (null)}
2017-04-11 21:24:30.627 test[19392:4637515] 上传图片 - <NSThread: 0x7fc10af20ef0>{number = 3, name = (null)}

注意：

不能添加相互依赖，会死锁，比如 A依赖B，B依赖A。
可以使用 removeDependency 来解除依赖关系。
可以在不同的队列之间依赖，反正就是这个依赖是添加到任务身上的，和队列没关系。

其他方法

以上就是一些主要方法, 下面还有一些常用方法需要大家注意：

NSOperation

    BOOL executing; //判断任务是否正在执行

    BOOL finished; //判断任务是否完成

    void (^completionBlock)(void); //用来设置完成后需要执行的操作

    - (void)cancel; //取消任务

    - (void)waitUntilFinished; //阻塞当前线程直到此任务执行完毕

NSOperationQueue

    NSUInteger operationCount; //获取队列的任务数

    - (void)cancelAllOperations; //取消队列中所有的任务

    - (void)waitUntilAllOperationsAreFinished; //阻塞当前线程直到此队列中的所有任务执行完毕

    [queue setSuspended:YES]; // 暂停queue

    [queue setSuspended:NO]; // 继续queue

NSOperation和NSOperationQueue