iOS多线程之NSOperation、NSOperationQu

作者: 云霄_云霄 | 来源:发表于2019-03-04 17:45 被阅读163次

本作者在写这篇文章之前很详细的写了一篇关于ios中GCD的讲解，这两篇文章可以对比着看，地址为：https://www.jianshu.com/p/94affa011185，也可以去我的文章列表中查找。

1.什么是NSOperation：

NSOperation和NSOperationQueue 是苹果提供给我们的一套多线程解决方案。实际上 NSOperation和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。

2.NSOperation的子类

NSOperation是一个抽象类，并不具备封装操作的能力，必须使用它的子类，使用NSOperation的子类的方式有三种:

NSInvocationOperation以函数的方式封装任务
NSBlockOperation以Block块的方式封装任务
自定义子类继承NSOperation，实现内部相应的方法。

3.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。

3.1 操作（Operation）：

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。
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。

3.2 操作队列（Operation Queues）：

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。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）。
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。其中自定义队列默认为并发队列，但是可以通过控制来变成一个串行队列，主队列为串行队列，运行在主线程之上，而自定义队列在后台执行。

4.NSOperation和NSOperationQueue实现多线程的具体步骤

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

//简单添加任务
/*
 输入结果
 2019-03-04 15:44:05.880348+0800 SmallProgram[4075:178369] 1---<NSThread: 0x600000ece7c0>{number = 1, name = main}
 2019-03-04 15:44:05.880541+0800 SmallProgram[4075:178369] 2---<NSThread: 0x600000ece7c0>{number = 1, name = main}
 2019-03-04 15:44:05.880711+0800 SmallProgram[4075:178369] 3---<NSThread: 0x600000ece7c0>{number = 1, name = main}
 2019-03-04 15:44:05.880736+0800 SmallProgram[4075:178504] 4---<NSThread: 0x600000e68b00>{number = 7, name = (null)}
 2019-03-04 15:44:05.880736+0800 SmallProgram[4075:178482] 5---<NSThread: 0x600000e68140>{number = 8, name = (null)}
 */
-(void)blockOperation{
    //01 --封装操作对象
    NSBlockOperation * op1 = [NSBlockOperation blockOperationWithBlock:^{
        //任务01
        NSLog(@"1---%@",[NSThread currentThread]);
    }];
    NSBlockOperation * op2 = [NSBlockOperation blockOperationWithBlock:^{
        //任务02
        NSLog(@"2---%@",[NSThread currentThread]);
    }];
    NSBlockOperation * op3 = [NSBlockOperation blockOperationWithBlock:^{
        //任务03
        NSLog(@"3---%@",[NSThread currentThread]);
    }];
    //追加任务
    //当一个操作中的任务数量大于1的时候，就会开启子线程和当前线程一起执行任务
    [op3 addExecutionBlock:^{
        NSLog(@"4---%@",[NSThread currentThread]);
    }];
    [op3 addExecutionBlock:^{
        NSLog(@"5---%@",[NSThread currentThread]);
    }];
    //02--执行操作
    [op1 start];
    [op2 start];
    [op3 start];
    
}

5.操作队列NSOperationQueue的基本使用

-(void)blockOperationQueue{
    
    //01 --创建队列
    NSOperationQueue * queue = [[NSOperationQueue alloc] init];
    //02 --封装操作对象
    NSBlockOperation * op1 = [NSBlockOperation blockOperationWithBlock:^{
        //任务01
        NSLog(@"1---%@",[NSThread currentThread]);
    }];
    NSBlockOperation * op2 = [NSBlockOperation blockOperationWithBlock:^{
        //任务02
        NSLog(@"2---%@",[NSThread currentThread]);
    }];
    NSBlockOperation * op3 = [NSBlockOperation blockOperationWithBlock:^{
        //任务03
        NSLog(@"3---%@",[NSThread currentThread]);
    }];
    //03 --把操作添加到队列中
    [queue addOperation:op1]; //该方法内部会自动调用start方法执行任务
    [queue addOperation:op2];
    [queue addOperation:op3];
    
    /*
    //简便方法：该方法n首先会吧block中任务封装成一个操作，然后把该操作直接添加到队列中
    [queue addOperationWithBlock:^{
        NSLog(@"4---%@",[NSThread currentThread]);
    }];
    */
}

6.设置`maxConcurrentOperationCount`来改为串行队列

-(void)changeSerialQueue{
    
    //01 --创建队列
    NSOperationQueue * queue = [[NSOperationQueue alloc] init];
    //02 --封装操作对象
    NSBlockOperation * op1 = [NSBlockOperation blockOperationWithBlock:^{
        //任务01
        NSLog(@"1---%@",[NSThread currentThread]);
    }];
    NSBlockOperation * op2 = [NSBlockOperation blockOperationWithBlock:^{
        //任务02
        NSLog(@"2---%@",[NSThread currentThread]);
    }];
    NSBlockOperation * op3 = [NSBlockOperation blockOperationWithBlock:^{
        //任务03
        NSLog(@"3---%@",[NSThread currentThread]);
    }];
    NSBlockOperation * op4 = [NSBlockOperation blockOperationWithBlock:^{
        //任务03
        NSLog(@"4---%@",[NSThread currentThread]);
    }];
    NSBlockOperation * op5 = [NSBlockOperation blockOperationWithBlock:^{
        //任务03
        NSLog(@"5---%@",[NSThread currentThread]);
    }];
    //设置最大并发数--同一时间最多有多少调线程执行
    //maxConcurrentOperationCount ==0 不执行任务
    //maxConcurrentOperationCount默认为-1，指一个最大的值
    queue.maxConcurrentOperationCount = 1;
    //03 --把操作添加到队列中
    [queue addOperation:op1]; //该方法内部会自动调用start方法执行任务
    [queue addOperation:op2];
    [queue addOperation:op3];
    [queue addOperation:op4];
    [queue addOperation:op5];

}

7.操作队列的暂停、回复和取消功能

    //暂停
    //只能暂停当前操作后面的操作，当前操作不可分割必须执行完毕
    [queue setSuspended:YES];
    //恢复
    [queue setSuspended:NO];
    //取消
    //智能取消队列中处理等待状态的操作
    [queue cancelAllOperations];

8.自定义操作

//.h文件
#import <Foundation/Foundation.h>

NS_ASSUME_NONNULL_BEGIN

@interface MYNSOperation : NSOperation

@end

NS_ASSUME_NONNULL_END

//.m文件
#import "MYNSOperation.h"

@implementation MYNSOperation

//重写main方法来告诉自定义的操作任务是什么
//好处及其使用：比如工程中多次利用到图片下载，就可以将下载功能放到main方法中，以后调用就直接alloc就可以了
-(void)main{
    if(self.isCancelled){
        return;
    }
    //执行的任务
    for(int i=0;i<5;i++){
        NSLog(@"%d--%@",i,[NSThread currentThread]);
    }
}
@end

//使用方法
NSOperationQueue * queue = [[NSOperationQueue alloc]init];
MYNSOperation * op = [[MYNSOperation alloc]init];
[queue addOperation:op]; //内容会调用start--->main

9.操作的依赖和监听

/*
 输出结果：
 2019-03-04 17:14:04.382909+0800 SmallProgram[5396:240448] 4---<NSThread: 0x600001e9c000>{number = 3, name = (null)}
 2019-03-04 17:14:04.383237+0800 SmallProgram[5396:240448] 电影已经下载好了，可以观看了
 2019-03-04 17:14:04.383261+0800 SmallProgram[5396:240470] 3---<NSThread: 0x600001e59b80>{number = 9, name = (null)}
 2019-03-04 17:14:04.383440+0800 SmallProgram[5396:240470] 2---<NSThread: 0x600001e59b80>{number = 9, name = (null)}
 2019-03-04 17:14:04.383712+0800 SmallProgram[5396:240448] 1---<NSThread: 0x600001e9c000>{number = 3, name = (null)}
 2019-03-04 17:14:04.383955+0800 SmallProgram[5396:240448] 5---<NSThread: 0x600001e9c000>{number = 3, name = (null)}
 */
-(void)relyOn{
    
    //01 --创建队列
    NSOperationQueue * queue = [[NSOperationQueue alloc] init];
    NSOperationQueue * queue2 = [[NSOperationQueue alloc] init];
    //02 --封装操作对象
    NSBlockOperation * op1 = [NSBlockOperation blockOperationWithBlock:^{
        //任务01
        NSLog(@"1---%@",[NSThread currentThread]);
    }];
    NSBlockOperation * op2 = [NSBlockOperation blockOperationWithBlock:^{
        //任务02
        NSLog(@"2---%@",[NSThread currentThread]);
    }];
    NSBlockOperation * op3 = [NSBlockOperation blockOperationWithBlock:^{
        //任务03
        NSLog(@"3---%@",[NSThread currentThread]);
    }];
    NSBlockOperation * op4 = [NSBlockOperation blockOperationWithBlock:^{
        //任务03
        NSLog(@"4---%@",[NSThread currentThread]);
    }];
    NSBlockOperation * op5 = [NSBlockOperation blockOperationWithBlock:^{
        //任务03
        NSLog(@"5---%@",[NSThread currentThread]);
    }];
    
    //监听任务执行完毕
    op4.completionBlock = ^{
        NSLog(@"电影已经下载好了，可以观看了");
    };
    
    //03设置依赖4-->3-->2-->1-->5
    //警告：不能设置循环依赖，否则死锁
    [op5 addDependency:op1];
    [op1 addDependency:op2];
    [op2 addDependency:op3];
    [op3 addDependency:op4];
    
    //04 --把操作添加到队列中
    [queue addOperation:op1]; //该方法内部会自动调用start方法执行任务
    [queue addOperation:op2];
    [queue addOperation:op3];
    [queue addOperation:op4];
    [queue2 addOperation:op5];
}

10.操作队列实现线程间通信(模仿子线程下载图片，然后主线程刷新UI)

/*
 输出结果：
 下载中--<NSThread: 0x600001328bc0>{number = 8, name = (null)}
 2019-03-04 17:24:28.905424+0800 SmallProgram[5558:245680] 刷新UI--<NSThread: 0x600001389840>{number = 1, name = main}
 */
-(void)download{
    //01 --创建队列
    NSOperationQueue * queue = [[NSOperationQueue alloc] init];
    //02 --封装操作对象
    NSBlockOperation * download = [NSBlockOperation blockOperationWithBlock:^{
        //01--下载
        NSLog(@"下载中--%@",[NSThread currentThread]);
        //02--UI
        [[NSOperationQueue mainQueue] addOperationWithBlock:^{
            NSLog(@"刷新UI--%@",[NSThread currentThread]);
        }];
        
    }];
    [queue addOperation:download];
}

11.NSOperation、NSOperationQueue 线程安全(模仿卖火车票)

- (void)ticketStatusSave {
    
    self.ticketCount = 100; //模拟总共100张票
    self.lock = [[NSLock alloc] init]; //初始化锁
    
    // 01.创建 queue1,模拟窗口1
    NSOperationQueue *queue1 = [[NSOperationQueue alloc] init];
    queue1.maxConcurrentOperationCount = 1;
    
    // 02.创建 queue2,模拟窗口2
    NSOperationQueue *queue2 = [[NSOperationQueue alloc] init];
    queue2.maxConcurrentOperationCount = 1;
    
    // 03.添加到队列，然后开始卖票
    NSBlockOperation *op1 = [NSBlockOperation blockOperationWithBlock:^{
        [self saleTicketSafe];
    }];
    NSBlockOperation *op2 = [NSBlockOperation blockOperationWithBlock:^{
        [self saleTicketSafe];
    }];
    
    [queue1 addOperation:op1];
    [queue2 addOperation:op2];
}

/**
 * 售卖火车票(线程安全)
 */
- (void)saleTicketSafe {
    while (1) {
        
        // 加锁
        [self.lock lock];
        
        if (self.ticketCount > 0) {
            //如果还有票，继续售卖
            self.ticketCount--;
            NSLog(@"%@", [NSString stringWithFormat:@"剩余票数:%zd 窗口:%@", self.ticketCount, [NSThread currentThread]]);
            [NSThread sleepForTimeInterval:0.2];
        }
        // 解锁
        [self.lock unlock];
        if (self.ticketCount <= 0) {
            NSLog(@"所有火车票均已售完");
            break;
        }
    }
}

12.GCD和NSOperation的比较

12.1 GCD：

GCD是纯C语言的API，而操作队列则是Object-C对象。
在GCD中，任务块（Block）来表示，而块是个轻量级的数据结构，相反操作队列中的NSOperation则是个更加重量级的Object-C对象。
具体该使用哪种还得具体情况分析。

12.2 NSOperation和NSOperationQueue的优势：

NSOperation和NSOperationQueue可以方便的调用cancel方法来取消某个操作，而GCD中的任务是无法被取消的（安排好任务之后就不管了）。
NSOperation可以方便的指定操作间的依赖关系。
NSOperation可以通过KVO提供对NSOperation对象的精细控制（如监听当前操作是否被取消或者是否已经完成）
NSOperation可以方便的设置操作的优先级（qualityOfService），操作优先级表示此操作与队列中其它操作之间的优先关系，优先级高德操作先执行。
通过自定义的NSOperation的子类可以实现操作重用。

结尾

本文参考：
iOS 多线程：『NSOperation、NSOperationQueue』详尽总结https://www.jianshu.com/p/4b1d77054b35

iOS多线程之NSOperation、NSOperationQu

1.什么是NSOperation：

2.NSOperation的子类

3.NSOperation、NSOperationQueue 操作和操作队列

3.1 操作（Operation）：

3.2 操作队列（Operation Queues）：

4.NSOperation和NSOperationQueue实现多线程的具体步骤

5.操作队列NSOperationQueue的基本使用

6.设置`maxConcurrentOperationCount`来改为串行队列

7.操作队列的暂停、回复和取消功能

8.自定义操作

9.操作的依赖和监听

10.操作队列实现线程间通信(模仿子线程下载图片，然后主线程刷新UI)

11.NSOperation、NSOperationQueue 线程安全(模仿卖火车票)

12.GCD和NSOperation的比较

12.1 GCD：

12.2 NSOperation和NSOperationQueue的优势：

结尾

相关文章

网友评论

延伸阅读

深度阅读

栏目导航

热点阅读

iOS收藏

iOS

iOS多线程之NSOperation、NSOperationQu

1.什么是NSOperation：

2.NSOperation的子类

3.NSOperation、NSOperationQueue 操作和操作队列

3.1 操作（Operation）：

3.2 操作队列（Operation Queues）：

4.NSOperation和NSOperationQueue实现多线程的具体步骤

5.操作队列NSOperationQueue的基本使用

6.设置maxConcurrentOperationCount来改为串行队列

7.操作队列的暂停、回复和取消功能

8.自定义操作

9.操作的依赖和监听

10.操作队列实现线程间通信(模仿子线程下载图片，然后主线程刷新UI)

11.NSOperation、NSOperationQueue 线程安全(模仿卖火车票)

12.GCD和NSOperation的比较

12.1 GCD：

12.2 NSOperation和NSOperationQueue的优势：

结尾

相关文章

网友评论

延伸阅读

深度阅读

栏目导航

热点阅读

iOS收藏

iOS

6.设置`maxConcurrentOperationCount`来改为串行队列