iOS NSOperation、NSOperationQueue

作者: 奔跑吧小蚂蚁 | 来源:发表于2018-05-08 18:40 被阅读19次

1. NSOperation、NSOperationQueue 简介

NSOperation、NSOperationQueue 是苹果提供给我们的一套多线程解决方案。实际上 NSOperation、NSOperationQueue 是基于 GCD 更高一层的封装，完全面向对象。但是比 GCD 更简单易用、代码可读性也更高。

为什么要使用 NSOperation、NSOperationQueue？
1.可添加完成的代码块，在操作完成后执行。
2.添加操作之间的依赖关系，方便的控制执行顺序。
3.设定操作执行的优先级。
4.可以很方便的取消一个操作的执行。
5.使用 KVO 观察对操作执行状态的更改：isExecuteing、isFinished、isCancelled。

2. NSOperation、NSOperationQueue 操作和操作队列

既然是基于 GCD 的更高一层的封装。那么，GCD 中的一些概念同样适用于 NSOperation、NSOperationQueue。在 NSOperation、NSOperationQueue 中也有类似的任务（操作）和队列（操作队列）的概念。

操作（Operation）：
1.执行操作的意思，换句话说就是你在线程中执行的那段代码。
2.在 GCD 中是放在 block 中的。在 NSOperation 中，我们使用 NSOperation 子类 NSInvocationOperation、NSBlockOperation，或者自定义子类来封装操作。

操作队列（Operation Queues）：
1 这里的队列指操作队列，即用来存放操作的队列。不同于 GCD 中的调度队列 FIFO（先进先出）的原则。
2 NSOperationQueue 对于添加到队列中的操作，首先进入准备就绪的状态（就绪状态取决于操作之间的依赖关系），然后进入就绪状态的操作的开始执行顺序（非结束执行顺序）由操作之间相对的优先级决定（优先级是操作对象自身的属性）。
3 操作队列通过设置最大并发操作数（maxConcurrentOperationCount）来控制并发、串行。
NSOperationQueue 为我们提供了两种不同类型的队列：主队列和自定义队列。主队列运行在主线程之上，而自定义队列在后台执行。

3. NSOperation、NSOperationQueue 使用步骤

NSOperation 需要配合 NSOperationQueue 来实现多线程。因为默认情况下，NSOperation 单独使用时系统同步执行操作，配合 NSOperationQueue 我们能更好的实现异步执行。
NSOperation 实现多线程的使用步骤分为三步：

创建操作：先将需要执行的操作封装到一个 NSOperation 对象中。
创建队列：创建 NSOperationQueue 对象。
将操作加入到队列中：将 NSOperation 对象添加到 NSOperationQueue 对象中。

之后呢，系统就会自动将 NSOperationQueue 中的 NSOperation 取出来，在新线程中执行操作。
下面我们来学习下 NSOperation 和 NSOperationQueue 的基本使用。

4. NSOperation 和 NSOperationQueue 基本使用

4.1 创建操作

NSOperation 是个抽象类，不能用来封装操作。我们只有使用它的子类来封装操作。我们有三种方式来封装操作。

使用子类 NSInvocationOperation
使用子类 NSBlockOperation
自定义继承自 NSOperation 的子类，通过实现内部相应的方法来封装操作。

在不使用 NSOperationQueue，单独使用 NSOperation 的情况下系统同步执行操作，下面我们学习以下操作的三种创建方式。

4.1.1 使用子类 NSInvocationOperation

- (void)viewDidLoad {
    [super viewDidLoad];
    // Do any additional setup after loading the view, typically from a nib.
    [self useInvocationOperation];
}
/**
 * 使用子类 NSInvocationOperation
 */
- (void)useInvocationOperation {
    
    // 1.创建 NSInvocationOperation 对象
    NSInvocationOperation *op = [[NSInvocationOperation alloc] initWithTarget:self selector:@selector(task1) object:nil];
    
    // 2.调用 start 方法开始执行操作
    [op start];
}

/**
 * 任务1
 */
- (void)task1 {
    for (int i = 0; i < 2; i++) {
        [NSThread sleepForTimeInterval:2]; // 模拟耗时操作
        NSLog(@"1---%@", [NSThread currentThread]); // 打印当前线程
    }
}

打印数据:
2018-05-08 15:58:17.559367+0700 Operation[4937:260196] 1---<NSThread: 0x600000068a40>{number = 1, name = main}
2018-05-08 15:58:19.560770+0700 Operation[4937:260196] 1---<NSThread: 0x600000068a40>{number = 1, name = main}

- (void)viewDidLoad {
    [super viewDidLoad];
    // Do any additional setup after loading the view, typically from a nib.
    // 在其他线程使用子类 NSInvocationOperation
    [NSThread detachNewThreadSelector:@selector(useInvocationOperation) toTarget:self withObject:nil];
}
/**
 * 使用子类 NSInvocationOperation
 */
- (void)useInvocationOperation {
    
    // 1.创建 NSInvocationOperation 对象
    NSInvocationOperation *op = [[NSInvocationOperation alloc] initWithTarget:self selector:@selector(task1) object:nil];
    
    // 2.调用 start 方法开始执行操作
    [op start];
}

/**
 * 任务1
 */
- (void)task1 {
    for (int i = 0; i < 2; i++) {
        [NSThread sleepForTimeInterval:2]; // 模拟耗时操作
        NSLog(@"1---%@", [NSThread currentThread]); // 打印当前线程
    }
}
2018-05-08 16:01:12.334963+0700 Operation[5011:264132] 1---<NSThread: 0x604000272140>{number = 3, name = (null)}
2018-05-08 16:01:14.336331+0700 Operation[5011:264132] 1---<NSThread: 0x604000272140>{number = 3, name = (null)}

总结：
可以看到：在没有使用 NSOperationQueue、在主线程中单独使用使用子类 NSInvocationOperation 执行一个操作的情况下，操作是在当前线程执行的，并没有开启新线程。

4.1.2 使用子类 NSBlockOperation

- (void)viewDidLoad {
    [super viewDidLoad];
    // Do any additional setup after loading the view, typically from a nib.
    [self useBlockOperation];
}
/**
 * 使用子类 NSBlockOperation
 */
- (void)useBlockOperation {
    // 1.创建 NSBlockOperation 对象
    NSBlockOperation *op = [NSBlockOperation blockOperationWithBlock:^{
        for (int i = 0; i < 2; i++) {
            [NSThread sleepForTimeInterval:2]; // 模拟耗时操作
            NSLog(@"1---%@", [NSThread currentThread]); // 打印当前线程
        }
    }];
    
    // 2.调用 start 方法开始执行操作
    [op start];
}

打印数据：
2018-05-08 16:07:17.525867+0700 Operation[5111:269852] 1---<NSThread: 0x60000007b980>{number = 1, name = main}
2018-05-08 16:07:19.527118+0700 Operation[5111:269852] 1---<NSThread: 0x60000007b980>{number = 1, name = main}

总结：
可以看到：在没有使用 NSOperationQueue、在主线程中单独使用 NSBlockOperation 执行一个操作的情况下，操作是在当前线程执行的，并没有开启新线程。

注意：和上边 NSInvocationOperation 使用一样。因为代码是在主线程中调用的，所以打印结果为主线程。如果在其他线程中执行操作，则打印结果为其他线程。

但是，NSBlockOperation 还提供了一个方法 addExecutionBlock:，通过 addExecutionBlock: 就可以为 NSBlockOperation 添加额外的操作。这些操作（包括 blockOperationWithBlock 中的操作）可以在不同的线程中同时（并发）执行。只有当所有相关的操作已经完成执行时，才视为完成。
如果添加的操作多的话，blockOperationWithBlock: 中的操作也可能会在其他线程（非当前线程）中执行，这是由系统决定的，并不是说添加到 blockOperationWithBlock: 中的操作一定会在当前线程中执行。（可以使用 addExecutionBlock: 多添加几个操作试试）。

- (void)viewDidLoad {
    [super viewDidLoad];
    // Do any additional setup after loading the view, typically from a nib.
    [self useBlockOperationAddExecutionBlock];
}
/**
 * 使用子类 NSBlockOperation
 * 调用方法 AddExecutionBlock:
 */
- (void)useBlockOperationAddExecutionBlock {
    
    // 1.创建 NSBlockOperation 对象
    NSBlockOperation *op = [NSBlockOperation blockOperationWithBlock:^{
        for (int i = 0; i < 2; i++) {
            [NSThread sleepForTimeInterval:2]; // 模拟耗时操作
            NSLog(@"1---%@", [NSThread currentThread]); // 打印当前线程
        }
    }];
    
    // 2.添加额外的操作
    [op addExecutionBlock:^{
        for (int i = 0; i < 2; i++) {
            [NSThread sleepForTimeInterval:2]; // 模拟耗时操作
            NSLog(@"2---%@", [NSThread currentThread]); // 打印当前线程
        }
    }];
    [op addExecutionBlock:^{
        for (int i = 0; i < 2; i++) {
            [NSThread sleepForTimeInterval:2]; // 模拟耗时操作
            NSLog(@"3---%@", [NSThread currentThread]); // 打印当前线程
        }
    }];
    [op addExecutionBlock:^{
        for (int i = 0; i < 2; i++) {
            [NSThread sleepForTimeInterval:2]; // 模拟耗时操作
            NSLog(@"4---%@", [NSThread currentThread]); // 打印当前线程
        }
    }];
    [op addExecutionBlock:^{
        for (int i = 0; i < 2; i++) {
            [NSThread sleepForTimeInterval:2]; // 模拟耗时操作
            NSLog(@"5---%@", [NSThread currentThread]); // 打印当前线程
        }
    }];
    [op addExecutionBlock:^{
        for (int i = 0; i < 2; i++) {
            [NSThread sleepForTimeInterval:2]; // 模拟耗时操作
            NSLog(@"6---%@", [NSThread currentThread]); // 打印当前线程
        }
    }];
    [op addExecutionBlock:^{
        for (int i = 0; i < 2; i++) {
            [NSThread sleepForTimeInterval:2]; // 模拟耗时操作
            NSLog(@"7---%@", [NSThread currentThread]); // 打印当前线程
        }
    }];
    [op addExecutionBlock:^{
        for (int i = 0; i < 2; i++) {
            [NSThread sleepForTimeInterval:2]; // 模拟耗时操作
            NSLog(@"8---%@", [NSThread currentThread]); // 打印当前线程
        }
    }];
    
    // 3.调用 start 方法开始执行操作
    [op start];
}

打印数据：
2018-05-08 16:51:14.118731+0700 Operation[5830:308279] 3---<NSThread: 0x60400027dd00>{number = 5, name = (null)}
2018-05-08 16:51:14.118731+0700 Operation[5830:308282] 2---<NSThread: 0x60000026c300>{number = 3, name = (null)}
2018-05-08 16:51:14.118733+0700 Operation[5830:308280] 1---<NSThread: 0x60000026c340>{number = 4, name = (null)}
2018-05-08 16:51:14.118733+0700 Operation[5830:308194] 4---<NSThread: 0x60000006f180>{number = 1, name = main}
2018-05-08 16:51:16.120041+0700 Operation[5830:308282] 2---<NSThread: 0x60000026c300>{number = 3, name = (null)}
2018-05-08 16:51:16.120044+0700 Operation[5830:308279] 3---<NSThread: 0x60400027dd00>{number = 5, name = (null)}
2018-05-08 16:51:16.120040+0700 Operation[5830:308280] 1---<NSThread: 0x60000026c340>{number = 4, name = (null)}
2018-05-08 16:51:16.120052+0700 Operation[5830:308194] 4---<NSThread: 0x60000006f180>{number = 1, name = main}
2018-05-08 16:51:18.121672+0700 Operation[5830:308279] 6---<NSThread: 0x60400027dd00>{number = 5, name = (null)}
2018-05-08 16:51:18.121672+0700 Operation[5830:308282] 5---<NSThread: 0x60000026c300>{number = 3, name = (null)}
2018-05-08 16:51:18.121672+0700 Operation[5830:308280] 7---<NSThread: 0x60000026c340>{number = 4, name = (null)}
2018-05-08 16:51:18.121672+0700 Operation[5830:308194] 8---<NSThread: 0x60000006f180>{number = 1, name = main}
2018-05-08 16:51:20.123027+0700 Operation[5830:308280] 7---<NSThread: 0x60000026c340>{number = 4, name = (null)}
2018-05-08 16:51:20.123027+0700 Operation[5830:308279] 6---<NSThread: 0x60400027dd00>{number = 5, name = (null)}
2018-05-08 16:51:20.123027+0700 Operation[5830:308282] 5---<NSThread: 0x60000026c300>{number = 3, name = (null)}
2018-05-08 16:51:20.123027+0700 Operation[5830:308194] 8---<NSThread: 0x60000006f180>{number = 1, name = main}

总结
可以看出：使用子类 NSBlockOperation，并调用方法 AddExecutionBlock: 的情况下，blockOperationWithBlock:方法中的操作和 addExecutionBlock: 中的操作是在不同的线程中异步执行的。而且，这次执行结果中 blockOperationWithBlock:方法中的操作也不是在当前线程（主线程）中执行的。从而印证了blockOperationWithBlock: 中的操作也可能会在其他线程（非当前线程）中执行。

一般情况下，如果一个 NSBlockOperation 对象封装了多个操作。NSBlockOperation 是否开启新线程，取决于操作的个数。如果添加的操作的个数多，就会自动开启新线程。当然开启的线程数是由系统来决定的。

4.2 创建队列

NSOperationQueue 一共有两种队列：主队列、自定义队列。其中自定义队列同时包含了串行、并发功能。下边是主队列、自定义队列的基本创建方法和特点。

1.主队列
凡是添加到主队列中的操作，都会放到主线程中执行。
获取方法：

// 主队列获取方法
NSOperationQueue *queue = [NSOperationQueue mainQueue];

2.自定义队列（非主队列）
添加到这种队列中的操作，就会自动放到子线程中执行。
同时包含了：串行、并发功能。
创建方法：

// 自定义队列创建方法
NSOperationQueue *queue = [[NSOperationQueue alloc] init];

4.3 将操作加入到队列中

上边我们说到 NSOperation 需要配合 NSOperationQueue 来实现多线程。

那么我们需要将创建好的操作加入到队列中去。总共有两种方法：

1 - (void)addOperation:(NSOperation *)op

需要先创建操作，再将创建好的操作加入到创建好的队列中去

- (void)viewDidLoad {
    [super viewDidLoad];
    // Do any additional setup after loading the view, typically from a nib.
    [self addOperationToQueue];
}
/**
 * 使用 addOperation: 将操作加入到操作队列中
 */
- (void)addOperationToQueue {
    
    // 1.创建队列
    NSOperationQueue *queue = [[NSOperationQueue alloc] init];
    
    // 2.创建操作
    // 使用 NSInvocationOperation 创建操作1
    NSInvocationOperation *op1 = [[NSInvocationOperation alloc] initWithTarget:self selector:@selector(task1) object:nil];
    
    // 使用 NSInvocationOperation 创建操作2
    NSInvocationOperation *op2 = [[NSInvocationOperation alloc] initWithTarget:self selector:@selector(task2) object:nil];
    
    // 使用 NSBlockOperation 创建操作3
    NSBlockOperation *op3 = [NSBlockOperation blockOperationWithBlock:^{
        for (int i = 0; i < 2; i++) {
            [NSThread sleepForTimeInterval:2]; // 模拟耗时操作
            NSLog(@"3---%@", [NSThread currentThread]); // 打印当前线程
        }
    }];
    [op3 addExecutionBlock:^{
        for (int i = 0; i < 2; i++) {
            [NSThread sleepForTimeInterval:2]; // 模拟耗时操作
            NSLog(@"4---%@", [NSThread currentThread]); // 打印当前线程
        }
    }];
    
    // 3.使用 addOperation: 添加所有操作到队列中
    [queue addOperation:op1]; // [op1 start]
    [queue addOperation:op2]; // [op2 start]
    [queue addOperation:op3]; // [op3 start]
}

- (void)task1{
    for (int i = 0; i < 2; i++) {
        [NSThread sleepForTimeInterval:2]; // 模拟耗时操作
        NSLog(@"1---%@", [NSThread currentThread]); // 打印当前线程
    }
    
}
- (void)task2{
    for (int i = 0; i < 2; i++) {
        [NSThread sleepForTimeInterval:2]; // 模拟耗时操作
        NSLog(@"2---%@", [NSThread currentThread]); // 打印当前线程
    }
}

打印如下：
2018-05-08 17:14:10.123425+0700 Operation[6191:328479] 4---<NSThread: 0x600000266d40>{number = 4, name = (null)}
2018-05-08 17:14:10.123430+0700 Operation[6191:328480] 3---<NSThread: 0x604000276f80>{number = 6, name = (null)}
2018-05-08 17:14:10.123425+0700 Operation[6191:328481] 2---<NSThread: 0x60000026f580>{number = 5, name = (null)}
2018-05-08 17:14:10.123492+0700 Operation[6191:328482] 1---<NSThread: 0x604000276f40>{number = 3, name = (null)}
2018-05-08 17:14:12.127283+0700 Operation[6191:328480] 3---<NSThread: 0x604000276f80>{number = 6, name = (null)}
2018-05-08 17:14:12.127283+0700 Operation[6191:328481] 2---<NSThread: 0x60000026f580>{number = 5, name = (null)}
2018-05-08 17:14:12.127283+0700 Operation[6191:328479] 4---<NSThread: 0x600000266d40>{number = 4, name = (null)}
2018-05-08 17:14:12.127283+0700 Operation[6191:328482] 1---<NSThread: 0x604000276f40>{number = 3, name = (null)}

总结
可以看出：使用 NSOperation 子类创建操作，并使用 addOperation: 将操作加入到操作队列后能够开启新线程，进行并发执行。

2 - (void)addOperationWithBlock:(void (^)(void))block;

无需先创建操作，在 block 中添加操作，直接将包含操作的 block 加入到队列中。

- (void)viewDidLoad {
    [super viewDidLoad];
    // Do any additional setup after loading the view, typically from a nib.
    [self addOperationWithBlockToQueue];
}
/**
 * 使用 addOperationWithBlock: 将操作加入到操作队列中
 */

- (void)addOperationWithBlockToQueue {
    // 1.创建队列
    NSOperationQueue *queue = [[NSOperationQueue alloc] init];
    
    // 2.使用 addOperationWithBlock: 添加操作到队列中
    [queue addOperationWithBlock:^{
        for (int i = 0; i < 2; i++) {
            [NSThread sleepForTimeInterval:2]; // 模拟耗时操作
            NSLog(@"1---%@", [NSThread currentThread]); // 打印当前线程
        }
    }];
    [queue addOperationWithBlock:^{
        for (int i = 0; i < 2; i++) {
            [NSThread sleepForTimeInterval:2]; // 模拟耗时操作
            NSLog(@"2---%@", [NSThread currentThread]); // 打印当前线程
        }
    }];
    [queue addOperationWithBlock:^{
        for (int i = 0; i < 2; i++) {
            [NSThread sleepForTimeInterval:2]; // 模拟耗时操作
            NSLog(@"3---%@", [NSThread currentThread]); // 打印当前线程
        }
    }];
}
打印数据：
2018-05-08 17:19:03.568657+0700 Operation[6279:333432] 2---<NSThread: 0x604000270280>{number = 4, name = (null)}
2018-05-08 17:19:03.568649+0700 Operation[6279:333433] 3---<NSThread: 0x604000272440>{number = 5, name = (null)}
2018-05-08 17:19:03.568656+0700 Operation[6279:333434] 1---<NSThread: 0x600000261c80>{number = 3, name = (null)}
2018-05-08 17:19:05.573071+0700 Operation[6279:333432] 2---<NSThread: 0x604000270280>{number = 4, name = (null)}
2018-05-08 17:19:05.573072+0700 Operation[6279:333433] 3---<NSThread: 0x604000272440>{number = 5, name = (null)}
2018-05-08 17:19:05.573075+0700 Operation[6279:333434] 1---<NSThread: 0x600000261c80>{number = 3, name = (null)}

总结：
可以看出：使用 addOperationWithBlock: 将操作加入到操作队列后能够开启新线程，进行并发执行。

5. NSOperationQueue 控制串行执行、并发执行

1 之前我们说过，NSOperationQueue 创建的自定义队列同时具有串行、并发功能，上边我们演示了并发功能，那么他的串行功能是如何实现的？

2 这里有个关键属性 maxConcurrentOperationCount，叫做最大并发操作数。用来控制一个特定队列中可以有多少个操作同时参与并发执行。

注意：这里 maxConcurrentOperationCount 控制的不是并发线程的数量，而是一个队列中同时能并发执行的最大操作数。而且一个操作也并非只能在一个线程中运行。

maxConcurrentOperationCount 默认情况下为-1，表示不进行限制，可进行并发执行。
maxConcurrentOperationCount 为1时，队列为串行队列。只能串行执行。
maxConcurrentOperationCount 大于1时，队列为并发队列。操作并发执行，当然这个值不应超过系统限制，即使自己设置一个很大的值，系统也会自动调整为 min{自己设定的值，系统设定的默认最大值}。

- (void)viewDidLoad {
    [super viewDidLoad];
    // Do any additional setup after loading the view, typically from a nib.
    [self setMaxConcurrentOperationCount];
}
/**
 * 设置 MaxConcurrentOperationCount（最大并发操作数）
 */
- (void)setMaxConcurrentOperationCount {
    
    // 1.创建队列
    NSOperationQueue *queue = [[NSOperationQueue alloc] init];
    
    // 2.设置最大并发操作数
    queue.maxConcurrentOperationCount = 1; // 串行队列
    // queue.maxConcurrentOperationCount = 2; // 并发队列
    // queue.maxConcurrentOperationCount = 8; // 并发队列
    
    // 3.添加操作
    [queue addOperationWithBlock:^{
        for (int i = 0; i < 2; i++) {
            [NSThread sleepForTimeInterval:2]; // 模拟耗时操作
            NSLog(@"1---%@", [NSThread currentThread]); // 打印当前线程
        }
    }];
    [queue addOperationWithBlock:^{
        for (int i = 0; i < 2; i++) {
            [NSThread sleepForTimeInterval:2]; // 模拟耗时操作
            NSLog(@"2---%@", [NSThread currentThread]); // 打印当前线程
        }
    }];
    [queue addOperationWithBlock:^{
        for (int i = 0; i < 2; i++) {
            [NSThread sleepForTimeInterval:2]; // 模拟耗时操作
            NSLog(@"3---%@", [NSThread currentThread]); // 打印当前线程
        }
    }];
    [queue addOperationWithBlock:^{
        for (int i = 0; i < 2; i++) {
            [NSThread sleepForTimeInterval:2]; // 模拟耗时操作
            NSLog(@"4---%@", [NSThread currentThread]); // 打印当前线程
        }
    }];
}

并发书为1时的打印数据：
2018-05-08 17:26:39.844931+0700 Operation[6402:340813] 1---<NSThread: 0x60000027c9c0>{number = 3, name = (null)}
2018-05-08 17:26:41.849812+0700 Operation[6402:340813] 1---<NSThread: 0x60000027c9c0>{number = 3, name = (null)}
2018-05-08 17:26:43.855051+0700 Operation[6402:340816] 2---<NSThread: 0x60400026a500>{number = 4, name = (null)}
2018-05-08 17:26:45.857757+0700 Operation[6402:340816] 2---<NSThread: 0x60400026a500>{number = 4, name = (null)}
2018-05-08 17:26:47.862101+0700 Operation[6402:340813] 3---<NSThread: 0x60000027c9c0>{number = 3, name = (null)}
2018-05-08 17:26:49.867247+0700 Operation[6402:340813] 3---<NSThread: 0x60000027c9c0>{number = 3, name = (null)}
2018-05-08 17:26:51.868163+0700 Operation[6402:340816] 4---<NSThread: 0x60400026a500>{number = 4, name = (null)}
2018-05-08 17:26:53.871514+0700 Operation[6402:340816] 4---<NSThread: 0x60400026a500>{number = 4, name = (null)}

并发书为2时的打印数据
2018-05-08 17:28:56.372082+0700 Operation[6455:343289] 1---<NSThread: 0x600000268d00>{number = 3, name = (null)}
2018-05-08 17:28:56.372081+0700 Operation[6455:343282] 2---<NSThread: 0x604000269740>{number = 4, name = (null)}
2018-05-08 17:28:58.377239+0700 Operation[6455:343289] 1---<NSThread: 0x600000268d00>{number = 3, name = (null)}
2018-05-08 17:28:58.377282+0700 Operation[6455:343282] 2---<NSThread: 0x604000269740>{number = 4, name = (null)}
2018-05-08 17:29:00.381151+0700 Operation[6455:343279] 3---<NSThread: 0x600000271280>{number = 6, name = (null)}
2018-05-08 17:29:00.381119+0700 Operation[6455:343280] 4---<NSThread: 0x600000270bc0>{number = 5, name = (null)}
2018-05-08 17:29:02.385998+0700 Operation[6455:343279] 3---<NSThread: 0x600000271280>{number = 6, name = (null)}
2018-05-08 17:29:02.386003+0700 Operation[6455:343280] 4---<NSThread: 0x600000270bc0>{number = 5, name = (null)}

总结
可以看出：当最大并发操作数为1时，操作是按顺序串行执行的，并且一个操作完成之后，下一个操作才开始执行。当最大操作并发数为2时，操作是并发执行的，可以同时执行两个操作。而开启线程数量是由系统决定的，不需要我们来管理。

6. NSOperation 操作依赖

NSOperation、NSOperationQueue 最吸引人的地方是它能添加操作之间的依赖关系。通过操作依赖，我们可以很方便的控制操作之间的执行先后顺序。NSOperation 提供了3个接口供我们管理和查看依赖。

- (void)addDependency:(NSOperation *)op;添加依赖，使当前操作依赖于操作 op 的完成。

- (void)removeDependency:(NSOperation *)op; 移除依赖，取消当前操作对操作 op 的依赖。

@property (readonly, copy) NSArray<NSOperation > dependencies; 在当前操作开始执行之前完成执行的所有操作对象数组。

当然，我们经常用到的还是添加依赖操作。现在考虑这样的需求，比如说有 A、B 两个操作，其中 A 执行完操作，B 才能执行操作。

如果使用依赖来处理的话，那么就需要让操作 B 依赖于操作 A。具体代码如下：

- (void)viewDidLoad {
    [super viewDidLoad];
    // Do any additional setup after loading the view, typically from a nib.
    [self addDependency];
}
/**
 * 操作依赖
 * 使用方法：addDependency:
 */
- (void)addDependency {
    // 1.创建队列
    NSOperationQueue *queue = [[NSOperationQueue alloc] init];
    // 2.创建操作
    NSBlockOperation *op1 = [NSBlockOperation blockOperationWithBlock:^{
        for (int i = 0; i < 2; i++) {
            [NSThread sleepForTimeInterval:2]; // 模拟耗时操作
            NSLog(@"1---%@", [NSThread currentThread]); // 打印当前线程
        }
    }];
    NSBlockOperation *op2 = [NSBlockOperation blockOperationWithBlock:^{
        for (int i = 0; i < 2; i++) {
            [NSThread sleepForTimeInterval:2]; // 模拟耗时操作
            NSLog(@"2---%@", [NSThread currentThread]); // 打印当前线程
        }
    }];
    
    // 3.添加依赖
    [op2 addDependency:op1]; // 让op2 依赖于 op1，则先执行op1，在执行op2
    
    // 4.添加操作到队列中
    [queue addOperation:op1];
    [queue addOperation:op2];
}

打印数据：
2018-05-09 09:28:10.238847+0700 Operation[8164:458874] 1---<NSThread: 0x600000275000>{number = 3, name = (null)}
2018-05-09 09:28:12.244302+0700 Operation[8164:458874] 1---<NSThread: 0x600000275000>{number = 3, name = (null)}
2018-05-09 09:28:14.249543+0700 Operation[8164:458876] 2---<NSThread: 0x600000268a80>{number = 4, name = (null)}
2018-05-09 09:28:16.250032+0700 Operation[8164:458876] 2---<NSThread: 0x600000268a80>{number = 4, name = (null)}

可以看到：通过添加操作依赖，无论运行几次，其结果都是 op1 先执行，op2 后执行

7. NSOperation 优先级

NSOperation 提供了queuePriority（优先级）属性，queuePriority属性适用于同一操作队列中的操作，不适用于不同操作队列中的操作。默认情况下，所有新创建的操作对象优先级都是NSOperationQueuePriorityNormal。但是我们可以通过setQueuePriority:方法来改变当前操作在同一队列中的执行优先级。

// 优先级的取值
typedef NS_ENUM(NSInteger, NSOperationQueuePriority) {
    NSOperationQueuePriorityVeryLow = -8L,
    NSOperationQueuePriorityLow = -4L,
    NSOperationQueuePriorityNormal = 0,
    NSOperationQueuePriorityHigh = 4,
    NSOperationQueuePriorityVeryHigh = 8
};

上边我们说过：对于添加到队列中的操作，首先进入准备就绪的状态（就绪状态取决于操作之间的依赖关系），然后进入就绪状态的操作的开始执行顺序（非结束执行顺序）由操作之间相对的优先级决定（优先级是操作对象自身的属性）。

那么，什么样的操作才是进入就绪状态的操作呢？

1 当一个操作的所有依赖都已经完成时，操作对象通常会进入准备就绪状态，等待执行。

举个例子，现在有4个优先级都是 NSOperationQueuePriorityNormal（默认级别）的操作：op1，op2，op3，op4。其中 op3 依赖于 op2，op2 依赖于 op1，即 op3 -> op2 -> op1。现在将这4个操作添加到队列中并发执行

2 因为 op1 和 op4 都没有需要依赖的操作，所以在 op1，op4 执行之前，就是处于准备就绪状态的操作。

3 而 op3 和 op2 都有依赖的操作（op3 依赖于 op2，op2 依赖于 op1），所以 op3 和 op2 都不是准备就绪状态下的操作

理解了进入就绪状态的操作，那么我们就理解了queuePriority 属性的作用对象。

queuePriority 属性决定了进入准备就绪状态下的操作之间的开始执行顺序。并且，优先级不能取代依赖关系。

如果一个队列中既包含高优先级操作，又包含低优先级操作，并且两个操作都已经准备就绪，那么队列先执行高优先级操作。比如上例中，如果 op1 和 op4 是不同优先级的操作，那么就会先执行优先级高的操作。

如果，一个队列中既包含了准备就绪状态的操作，又包含了未准备就绪的操作，未准备就绪的操作优先级比准备就绪的操作优先级高。那么，虽然准备就绪的操作优先级低，也会优先执行。优先级不能取代依赖关系。如果要控制操作间的启动顺序，则必须使用依赖关系。

分析案例

/**
 *
 */
- (void)addDependency_queuePriority {
    // 1.创建队列
    NSOperationQueue *queue = [[NSOperationQueue alloc] init];
    // 2.创建操作
    NSInvocationOperation *op1 = [[NSInvocationOperation alloc] initWithTarget:self selector:@selector(task1) object:nil];
    NSInvocationOperation *op2 = [[NSInvocationOperation alloc] initWithTarget:self selector:@selector(task2) object:nil];
    NSInvocationOperation *op3 = [[NSInvocationOperation alloc] initWithTarget:self selector:@selector(task3) object:nil];
    NSInvocationOperation *op4 = [[NSInvocationOperation alloc] initWithTarget:self selector:@selector(task4) object:nil];
    
    
    //op3依赖与op2
    [op3 addDependency:op2];
    //op2依赖与op1
    [op2 addDependency:op1];
    
    // 设置优秀级
    op4.queuePriority = NSOperationQueuePriorityVeryHigh;
    op1.queuePriority = NSOperationQueuePriorityLow;
    
    
    // 3.使用 addOperation: 添加所有操作到队列中
    [queue addOperation:op1]; // [op1 start]
    [queue addOperation:op2]; // [op2 start]
    [queue addOperation:op3]; // [op3 start]
    [queue addOperation:op4]; // [op4 start]
}


- (void)task1{
    for (int i = 0; i < 2; i++) {
        [NSThread sleepForTimeInterval:2]; // 模拟耗时操作
        NSLog(@"1---%@", [NSThread currentThread]); // 打印当前线程
    }
    
}

- (void)task2{
    for (int i = 0; i < 2; i++) {
        [NSThread sleepForTimeInterval:2]; // 模拟耗时操作
        NSLog(@"2---%@", [NSThread currentThread]); // 打印当前线程
    }
    
}
- (void)task3{
    for (int i = 0; i < 2; i++) {
        [NSThread sleepForTimeInterval:2]; // 模拟耗时操作
        NSLog(@"3---%@", [NSThread currentThread]); // 打印当前线程
    }
    
}
- (void)task4{
    for (int i = 0; i < 2; i++) {
        [NSThread sleepForTimeInterval:2]; // 模拟耗时操作
        NSLog(@"4---%@", [NSThread currentThread]); // 打印当前线程
    }
}

打印数据1：
2018-05-09 11:08:47.900304+0700 Operation[9905:552314] 4---<NSThread: 0x600000260b80>{number = 4, name = (null)}
2018-05-09 11:08:47.900304+0700 Operation[9905:552315] 1---<NSThread: 0x600000260ac0>{number = 3, name = (null)}
2018-05-09 11:08:49.903294+0700 Operation[9905:552314] 4---<NSThread: 0x600000260b80>{number = 4, name = (null)}
2018-05-09 11:08:49.903294+0700 Operation[9905:552315] 1---<NSThread: 0x600000260ac0>{number = 3, name = (null)}
2018-05-09 11:08:51.907427+0700 Operation[9905:552313] 2---<NSThread: 0x60400026d200>{number = 5, name = (null)}
2018-05-09 11:08:53.911193+0700 Operation[9905:552313] 2---<NSThread: 0x60400026d200>{number = 5, name = (null)}
2018-05-09 11:08:55.914216+0700 Operation[9905:552314] 3---<NSThread: 0x600000260b80>{number = 4, name = (null)}
2018-05-09 11:08:57.914895+0700 Operation[9905:552314] 3---<NSThread: 0x600000260b80>{number = 4, name = (null)}

打印数据2:
2018-05-09 11:11:57.464869+0700 Operation[9974:556546] 1---<NSThread: 0x600000261ac0>{number = 3, name = (null)}
2018-05-09 11:11:57.464965+0700 Operation[9974:556547] 4---<NSThread: 0x600000262b40>{number = 4, name = (null)}
2018-05-09 11:11:59.467491+0700 Operation[9974:556546] 1---<NSThread: 0x600000261ac0>{number = 3, name = (null)}
2018-05-09 11:11:59.467491+0700 Operation[9974:556547] 4---<NSThread: 0x600000262b40>{number = 4, name = (null)}
2018-05-09 11:12:01.471781+0700 Operation[9974:556546] 2---<NSThread: 0x600000261ac0>{number = 3, name = (null)}
2018-05-09 11:12:03.474698+0700 Operation[9974:556546] 2---<NSThread: 0x600000261ac0>{number = 3, name = (null)}
2018-05-09 11:12:05.480466+0700 Operation[9974:556547] 3---<NSThread: 0x600000262b40>{number = 4, name = (null)}
2018-05-09 11:12:07.481417+0700 Operation[9974:556547] 3---<NSThread: 0x600000262b40>{number = 4, name = (null)}

通过以上代码我们会发现即使设置了优先级，但是其执行顺序也会出现其他并没有先执行的情况，可能是因为我学习太浅，并没有特别深的理解其用意，不过我们只需要知道优先级并不能决定执行顺序就可以了后续找到更好的答案会补充。

8. NSOperation、NSOperationQueue 线程间的通信

在 iOS 开发过程中，我们一般在主线程里边进行 UI 刷新，例如：点击、滚动、拖拽等事件。我们通常把一些耗时的操作放在其他线程，比如说图片下载、文件上传等耗时操作。而当我们有时候在其他线程完成了耗时操作时，需要回到主线程，那么就用到了线程之间的通讯。

- (void)viewDidLoad {
    [super viewDidLoad];
    // Do any additional setup after loading the view, typically from a nib.
    [self communication];
}

/**
 * 线程间通信
 */
- (void)communication {
    
    // 1.创建队列
    NSOperationQueue *queue = [[NSOperationQueue alloc]init];
    
    // 2.添加操作
    [queue addOperationWithBlock:^{
        // 异步进行耗时操作
        for (int i = 0; i < 2; i++) {
            [NSThread sleepForTimeInterval:2]; // 模拟耗时操作
            NSLog(@"1---%@", [NSThread currentThread]); // 打印当前线程
        }
        
        // 回到主线程
        [[NSOperationQueue mainQueue] addOperationWithBlock:^{
            // 进行一些 UI 刷新等操作
            for (int i = 0; i < 2; i++) {
                [NSThread sleepForTimeInterval:2]; // 模拟耗时操作
                NSLog(@"2---%@", [NSThread currentThread]); // 打印当前线程
            }
        }];
    }];
}

打印数据：
2018-05-09 14:29:06.210186+0700 Operation[13876:726349] 1---<NSThread: 0x60000026ef00>{number = 3, name = (null)}
2018-05-09 14:29:08.215414+0700 Operation[13876:726349] 1---<NSThread: 0x60000026ef00>{number = 3, name = (null)}
2018-05-09 14:29:10.216786+0700 Operation[13876:726240] 2---<NSThread: 0x604000069500>{number = 1, name = main}
2018-05-09 14:29:12.217979+0700 Operation[13876:726240] 2---<NSThread: 0x604000069500>{number = 1, name = main}

总结
可以看到：通过线程间的通信，先在其他线程中执行操作，等操作执行完了之后再回到主线程执行主线程的相应操作。

9. NSOperation、NSOperationQueue 线程同步和线程安全

参考链接：https://www.jianshu.com/p/97ed78a6f9b8

10. NSOperation、NSOperationQueue 常用属性和方法归纳

10.1 NSOperation 常用属性和方法

取消操作方法

- (void)cancel; 可取消操作，实质是标记 isCancelled 状态。

判断操作状态方法

- (BOOL)isFinished; 判断操作是否已经结束。
- (BOOL)isCancelled; 判断操作是否已经标记为取消。
- (BOOL)isExecuting; 判断操作是否正在在运行。
- (BOOL)isReady; 判断操作是否处于准备就绪状态，这个值和操作的依赖关系相关。

操作同步

- (void)waitUntilFinished; 阻塞当前线程，直到该操作结束。可用于线程执行顺序的同步。
- (void)setCompletionBlock:(void (^)(void))block; completionBlock 会在当前操作执行完毕时执行 completionBlock。
- (void)addDependency:(NSOperation *)op; 添加依赖，使当前操作依赖于操作 op 的完成。
- (void)removeDependency:(NSOperation *)op; 移除依赖，取消当前操作对操作 op 的依赖。
@property (readonly, copy) NSArray<NSOperation *> *dependencies; 在当前操作开始执行之前完成执行的所有操作对象数组。

10.2 NSOperationQueue 常用属性和方法

取消/暂停/恢复操作

- (void)cancelAllOperations; 可以取消队列的所有操作。
- (BOOL)isSuspended; 判断队列是否处于暂停状态。 YES 为暂停状态，NO 为恢复状态。
- (void)setSuspended:(BOOL)b; 可设置操作的暂停和恢复，YES 代表暂停队列，NO 代表恢复队列。

操作同步

- (void)waitUntilAllOperationsAreFinished; 阻塞当前线程，直到队列中的操作全部执行完毕。

添加/获取操作

- (void)addOperationWithBlock:(void (^)(void))block; 向队列中添加一个 NSBlockOperation 类型操作对象。
- (void)addOperations:(NSArray *)ops waitUntilFinished:(BOOL)wait; 向队列中添加操作数组，wait 标志是否阻塞当前线程直到所有操作结束
- (NSArray *)operations; 当前在队列中的操作数组（某个操作执行结束后会自动从这个数组清除）。
- (NSUInteger)operationCount; 当前队列中的操作数。

获取队列

+ (id)currentQueue; 获取当前队列，如果当前线程不是在 NSOperationQueue 上运行则返回 nil。
+ (id)mainQueue; 获取主队列。

原文地址：
https://juejin.im/post/5a9e57af6fb9a028df222555

iOS NSOperation、NSOperationQueue

1. NSOperation、NSOperationQueue 简介

2. NSOperation、NSOperationQueue 操作和操作队列

3. NSOperation、NSOperationQueue 使用步骤

4. NSOperation 和 NSOperationQueue 基本使用

4.1 创建操作

4.1.1 使用子类 NSInvocationOperation

4.1.2 使用子类 NSBlockOperation

4.2 创建队列

4.3 将操作加入到队列中

1 - (void)addOperation:(NSOperation *)op

2 - (void)addOperationWithBlock:(void (^)(void))block;

5. NSOperationQueue 控制串行执行、并发执行

6. NSOperation 操作依赖

- (void)addDependency:(NSOperation *)op;添加依赖，使当前操作依赖于操作 op 的完成。

- (void)removeDependency:(NSOperation *)op; 移除依赖，取消当前操作对操作 op 的依赖。

@property (readonly, copy) NSArray<NSOperation *> *dependencies; 在当前操作开始执行之前完成执行的所有操作对象数组。

7. NSOperation 优先级

那么，什么样的操作才是进入就绪状态的操作呢？

queuePriority 属性决定了进入准备就绪状态下的操作之间的开始执行顺序。并且，优先级不能取代依赖关系。

如果一个队列中既包含高优先级操作，又包含低优先级操作，并且两个操作都已经准备就绪，那么队列先执行高优先级操作。比如上例中，如果 op1 和 op4 是不同优先级的操作，那么就会先执行优先级高的操作。

分析案例

8. NSOperation、NSOperationQueue 线程间的通信

9. NSOperation、NSOperationQueue 线程同步和线程安全

10. NSOperation、NSOperationQueue 常用属性和方法归纳

10.1 NSOperation 常用属性和方法

取消操作方法

判断操作状态方法

操作同步

10.2 NSOperationQueue 常用属性和方法

操作同步

添加/获取操作

获取队列

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@property (readonly, copy) NSArray<NSOperation > dependencies; 在当前操作开始执行之前完成执行的所有操作对象数组。