iOS多线程实现——NSOperation使用详解

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：

• 是OC语言中基于GCD(GCD详解)的面向对象的封装；

• 使用起来比GCD更加简单(面向对象)；

• 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；

• 苹果推荐使用,使用NSOperation不用关心线程以及线程的生命周期；

• 可以指定操作之间的依赖关系，是将操作添加到队列。

• 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子类

NSOperation是一个抽象类，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

• 直接执行操作（同步）

/// 点击屏幕调用，创建一个操作并执行
- (void)touchesBegan:(NSSet *)touches withEvent:(UIEvent *)event {
    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****************************/
2015-09-17 15:11:54.030 NSOperationTest[2595:162235] 这是一个参数 <NSThread: 0x7fa759c173a0>{number = 1, name = main}

第3行代码创建初始化了一个NSInvocationOperation对象，并且根据一个对象(self)和selector来创建操作，第4行代码执行操作demo:且传递了一个参数。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。

只有将operation放到一个NSOperationQueue中，才会异步执行操作。

• 将操作添加到NSOperationQueue执行

/// 点击屏幕调用，创建一个操作并执行
- (void)touchesBegan:(NSSet *)touches withEvent:(UIEvent *)event {
    [self invocationTest];
}
/// 将操作添加到队列
- (void)invocationTest {
    // 创建操作队列
    NSOperationQueue *operationQueue = [[NSOperationQueue alloc] init];
    // 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"];
    // 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****************************/
2015-09-17 15:36:23.777 NSOperationTest[2943:182362] 这是一个参数--<NSThread: 0x7ff68af15b00>{number = 2, 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

• 执行一个操作（同步)

NSBlockOperation *operation = [NSBlockOperation blockOperationWithBlock:^(){
    NSLog(@"%@",[NSThread currentThread]);
}];
// 开始执行任务
[operation start];

/*************************执行结果****************************/
2015-09-17 15:47:58.791 NSOperationTest[3015:191317] <NSThread: 0x7fe6abd02b70>{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。

• 添加多个操作执行（操作异步，整体还是同步）

NSLog(@"------start one--------");
// 初始化一个对象
NSBlockOperation *operation = [NSBlockOperation blockOperationWithBlock:^(){
    sleep(1);
    NSLog(@"1：%@",[NSThread currentThread]);
}];
// 再添加3操作
[operation addExecutionBlock:^() {
    NSLog(@"2：%@", [NSThread currentThread]);
}];
[operation addExecutionBlock:^() {
    NSLog(@"3：%@", [NSThread currentThread]);
}];
[operation addExecutionBlock:^() {
    sleep(3);
    NSLog(@"4：%@", [NSThread currentThread]);
}];
NSLog(@"------start two--------");
// 开始执行任务
[operation start];
NSLog(@"=========the end==========");

/*************************执行结果****************************/
2018-03-19 20:35:14.961863+0800 NSOperationTest[9329:21176421] ------start one--------
2018-03-19 20:35:14.962419+0800 NSOperationTest[9329:21176421] ------start two--------
2018-03-19 20:35:14.962771+0800 NSOperationTest[9329:21176565] 2：<NSThread: 0x6040004642c0>{number = 4, name = (null)}
2018-03-19 20:35:14.962771+0800 NSOperationTest[9329:21176566] 3：<NSThread: 0x600000272140>{number = 3, name = (null)}
2018-03-19 20:35:15.963071+0800 NSOperationTest[9329:21176421] 1：<NSThread: 0x6040000684c0>{number = 1, name = main}
2018-03-19 20:35:17.964043+0800 NSOperationTest[9329:21176568] 4：<NSThread: 0x6040004646c0>{number = 5, name = (null)}
2018-03-19 20:35:17.964471+0800 NSOperationTest[9329:21176421] =========the end==========

当添加多个操作时，开启新的线程，多个操作之间是异步执行的，以加快效率。整体是还是同步执行。

那么问题来了，如果只是一个操作也想开启新的线程怎么办呢？使用NSInvocationOperation添加到队列，其实这种还是使用GCD比较方便

3 自定义NSOperation

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];
// 开始执行任务
[operation start];

/*************************执行结果****************************/
2015-09-17 16:24:27.620 NSOperationTest[3368:222036] 这是一个测试:<NSThread: 0x7ff420d28000>{number = 1, name = main}

/*------------------------------------------------------*/

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

/*************************执行结果****************************/
2015-09-17 16:27:13.594 NSOperationTest[3401:225178] 这是一个测试:<NSThread: 0x7ff2d0539d70>{number = 2, name = (null)}

三、其它常用方法

• 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]);
    }
}

• 如果想在一个NSOperation执行完毕后做一些事情

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

• 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。

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

• 可以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。

参考：http://www.cnblogs.com/mddblog/p/4816875.html