NSOperation

NSOperation简介

• Operation : 操作的意思.
• 是OC语言中基于GCD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.
• 苹果推荐使用,使用NSOperation不用关心线程以及线程的生命周期.

GCD和OP的关系图.png

NSOperation类的介绍

1. NSOperation是个抽象类,无法直接使用.因为方法只有声明没有实现.

   作为父类使用的.约束子类共有的属性和方法.

2. 子类 :

   • NSInvocationOperation
   • NSBlockOperation
   • 自定义NSOperation

   操作默认是异步的.

3. 队列 : NSOperationQueue

   队列默认是并发的.

4. 核心 :

   • GCD的核心 : 将任务添加到队列中
   • OP的核心 : 将操作添加到队列中

使用步骤

1. 先将需要执行的操作封装到一个NSOperation对象中.创建NSOperation对象.
2. 将NSOperation对象添加到NSOperationQueue中.
3. NSOperationQueue会自动将NSOperation取出来.
4. 将取出的NSOperation封装的操作自动放到一条对应的新线程中执行.

操作添加到队列.png

NSInvocationOperation

• 核心 : 将操作添加到队列.

NSInvocationOperation 基本使用演练

- (void)demo:(id)parram
{
    // 查看当前线程
    NSLog(@"%@ %@",parram,[NSThread currentThread]);
}

OP调用start方法

- (void)opDemo1
{
    // 创建操作对象
    NSInvocationOperation *op = [[NSInvocationOperation alloc] initWithTarget:self selector:@selector(demo:) object:@"InvocationOperation"];
    // 调用start方法
    [op start];
}

• [op start]; 方法,会在当前线程执行 @selector方法.

NSInvocationOperation 将操作添加到队列

- (void)opDemo2
{
    // 操作对象 : OP中的操作对象默认是异步执行
    NSInvocationOperation *op = [[NSInvocationOperation alloc] initWithTarget:self selector:@selector(demo:) object:@"InvocationOperation"];
    // 队列
    NSOperationQueue *queue = [[NSOperationQueue alloc] init];
    // 将操作添加到队列
    [queue addOperation:op];
}

• 操作 : 默认是异步执行.

NSInvocationOperation 验证队列并发性

- (void)opDemo3
{
    // 队列 : 默认是并发的
    NSOperationQueue *queue = [[NSOperationQueue alloc] init];

    // 循环的向队列中添加10个操作
    for (int i = 0; i < 10; i++) {
        // 操作对象 : OP中的操作对象默认是异步执行
        NSInvocationOperation *op = [[NSInvocationOperation alloc] initWithTarget:self selector:@selector(demo:) object:@(i)];
        // 将操作添加到队列
        [queue addOperation:op];
    }
}

• 执行效果 : 会开启多条线程,不是顺序执行.与GCD中并发队列&异步执行效果一样
• 队列 : 默认是并发的

NSBlockOperation

NSBlockOperation 基本使用演练

NSBlockOperation 操作添加到队列

- (void)opDemo1
{
    // 队列
    NSOperationQueue *queue = [[NSOperationQueue alloc] init];
    // 操作 : 默认是异步的
    NSBlockOperation *op = [NSBlockOperation blockOperationWithBlock:^{
        // 查看当前线程
        NSLog(@"%@",[NSThread currentThread]);
    }];
    // 将操作添加到队列
    [queue addOperation:op];

    // 在当前线程执行
//    [op start];
}

NSBlockOperation 验证队列并发性

- (void)opDemo2
{
    // 队列 : 默认是并发
    NSOperationQueue *queue = [[NSOperationQueue alloc] init];

    for (int i = 0; i < 10; i++) {
        // 操作 : 默认是异步的
        NSBlockOperation *op = [NSBlockOperation blockOperationWithBlock:^{
            // 查看当前线程
            NSLog(@"%d %@",i,[NSThread currentThread]);
        }];
        // 将操作添加到队列
        [queue addOperation:op];
    }
}

开发建议

• NSOperationQueue只有一种类型.就是并发队列.
• 在实际开发时,如果要使用到NSOperationQueue,可以直接定义成全局的队列

/// 定义全局队列
@property (nonatomic,strong) NSOperationQueue *queue;

- (NSOperationQueue *)queue
{
    if (_queue==nil) {
        _queue = [[NSOperationQueue alloc] init];
    }
    return _queue;
}

NSBlockOperation 简写

- (void)opDemo3
{
    [self.queue addOperationWithBlock:^{
        // 查看当前线程
        NSLog(@"%@",[NSThread currentThread]);
    }];
}

线程间通信

- (void)opDemo5
{
    [self.queue addOperationWithBlock:^{
        NSLog(@"努力下载中...%@",[NSThread currentThread]);

        [[NSOperationQueue mainQueue] addOperationWithBlock:^{
            NSLog(@"更新UI...%@",[NSThread currentThread]);
        }];
    }];
}

NSOperation与GCD对比

GCD

• 核心概念 : 将任务(block)添加到队列(串行/并发/主队列)，并且指定任务执行的函数(同步/异步).
• GCD是C语言的API.
• iOS 4.0 推出的，针对多核处理器的并发技术.
• 任务封装在block中.
• 要停止已经加入 队列(queue) 的 任务(block) 需要写复杂的代码.
• 只能设置队列的优先级.
• 建立任务间的依赖关系比较复杂.
• 高级功能 :
  • 一次性 once
  • 延迟操作 after
  • 调度组

NSOperation

• 核心概念：把操作(异步)添加到队列(并发队列)
• OC 框架，更加面向对象，是对 GCD 的封装.
• iOS 2.0 推出的，苹果推出 GCD 之后，对NSOperation的底层全部重写
• 任务封装在Operation对象中的，为我们提供了更多的选择.操作对象更加方便.
• 可以取消掉队列中的任务,正在执行的任务除外.
• 可以设置队列中每一个操作的优先级.
• 可以跨队列设置操作的依赖关系.
• 高级功能 :
  • 最大操作并发数(GCD不好做)
  • 继续/暂停/全部取消
  • 跨队列设置操作的依赖关系

NSOperation高级功能演练

• 最大操作并发数
• 继续/暂停/取消全部
• 操作的优先级和监听操作执行完成的回调
• 操作间依赖关系

队列的最大并发数

• 是队列的一个属性.
• @property NSInteger maxConcurrentOperationCount;
• 限制同时执行的任务数.
• 比如,最大并发数设置成3,CPU就最多准备3个线程同时执行3个任务.
• 线程可以复用.而且在线程回收的间隙可以及时的准备线程保证并发性.

*** 准备队列**

/// 定义全局队列
@property (nonatomic,strong) NSOperationQueue *queue;

• 懒加载的时候设置最大并发数

- (NSOperationQueue *)queue
{
    if (_queue==nil) {
        _queue = [[NSOperationQueue alloc] init];

        // 设置最大并发数 : 每次只能调度两个操作执行
        _queue.maxConcurrentOperationCount = 2;
    }
    return _queue;
}

• 演示最大并发数对队列调度任务的影响

- (void)touchesBegan:(NSSet<UITouch *> *)touches withEvent:(UIEvent *)event
{
    [self opDemo];
}

- (void)opDemo
{
    NSLog(@"start");

    for (int i = 0; i < 20; i++) {
        [self.queue addOperationWithBlock:^{

            // 休眠一秒钟,演示最大并发数的效果更好
            [NSThread sleepForTimeInterval:1.0];

            NSLog(@"%d %@",i,[NSThread currentThread]);
        }];
    }
}

执行的结果 : 任务是两个两个的执行.

队列的暂停继续和取消全部

• 在最大并发数的代码基础上演示队列的暂停继续和取消全部

相关的属性和方法介绍

• - (BOOL)isSuspended;暂停和继续队列的属性.
• YES代表暂停队列,NO代表恢复队列.
• cancelAllOperations : 取消队列中的全部操作.
• cancel : 取消队列中的单个操作.

1. 队列暂停

#pragma mark - 演示队列的暂停
- (IBAction)stop:(id)sender
{
    // 暂停队列之前判断队列中有无操作
    if (self.queue.operationCount == 0) {
        return;
    }

    // 暂停队列
    self.queue.suspended = YES;
    NSLog(@"暂停 %zd",self.queue.operationCount);
}

• 将队列挂起之后,队列中的操作就不会被调度,但是正在执行的操作不受影
• operationCount:操作计数,没有执行和没有执行完的操作,都会计算在操作计数之内

注意 : 如果先暂停队列,再添加操作到队列,队列不会调度添加的操作.所以在暂停队列之前要判断队列中有没有任务.如果没有任务就不暂停队列.

2. 队列继续

- (IBAction)resume:(id)sender
{
    // 队列继续
    self.queue.suspended = NO;
    NSLog(@"继续 %zd",self.queue.operationCount);
}

3. 队列取消全部

- (IBAction)cancelAll:(id)sender
{
    [self.queue cancelAllOperations];
    NSLog(@"取消全部 %zd",self.queue.operationCount);
}

• 一旦调用的 cancelAllOperations方法,队列中的操作,都会被移除,正在执行的操作除外.
• 正在执行的操作取消不了,如果要取消,需要自定义队列.

操作优先级和监听操作完成回调

• 操作的优先级 : qualityOfService
  • 无法决定操作执行的先后顺序的,决定的是操作有更多的机会被队列调度执行.
• 监听操作完成的回调 : @property (nullable, copy) void (^completionBlock)(void) NS_AVAILABLE(10_6, 4_0);
  • 当操作执行结束之后,就会回调,是在子线程中执行的.

- (void)opDemo
{
    // 操作1
    NSBlockOperation *op1 = [NSBlockOperation blockOperationWithBlock:^{
        for (int i = 0; i < 10; i++) {
            // 查看当前线程
            NSLog(@"op1 %@",[NSThread currentThread]);
        }
    }];

    //设置操作的优先级
    op1.qualityOfService = NSQualityOfServiceUserInteractive;

    // 当操作执行结束之后,就会回调,是在子线程中执行的
    [op1 setCompletionBlock:^{
        // 查看当前线程
        NSLog(@"操作结束了 %@",[NSThread currentThread]);
    }];

    [self.queue addOperation:op1];

    // 操作2
    NSBlockOperation *op2 = [NSBlockOperation blockOperationWithBlock:^{
        for (int i = 0; i < 10; i++) {
            // 查看当前线程
            NSLog(@"op2 %@",[NSThread currentThread]);
        }
    }];
    op2.qualityOfService = NSQualityOfServiceBackground;
    [self.queue addOperation:op2];
}

操作间依赖

操作op2依赖于op1
[op2 addDependency:op1];

4. 操作依赖

需求 : 登陆-->付费-->下载-->通知用户

• 准备需要执行的操作

#pragma mark - 操作依赖
- (void)dependency
{
    NSBlockOperation *op1 = [NSBlockOperation blockOperationWithBlock:^{
        NSLog(@"登陆 %@",[NSThread currentThread]);
    }];

    NSBlockOperation *op2 = [NSBlockOperation blockOperationWithBlock:^{
        NSLog(@"付费 %@",[NSThread currentThread]);
    }];

    NSBlockOperation *op3 = [NSBlockOperation blockOperationWithBlock:^{
        NSLog(@"下载 %@",[NSThread currentThread]);
    }];

    NSBlockOperation *op4 = [NSBlockOperation blockOperationWithBlock:^{
        NSLog(@"通知用户 %@",[NSThread currentThread]);
    }];
}

• 建立依赖关系 : 不能循环建立操作间依赖关系.否则,队列不调度操作执行

// 操作2依赖操作1
[op2 addDependency:op1];
[op3 addDependency:op2];
[op4 addDependency:op3];

// 不能循环依赖 : 操作不会被调度
// [op1 addDependency:op4];

// waitUntilFinished : 是否等到指定的操作执行结束再执行后面的代码
[self.queue addOperations:@[op1,op2,op3,op4] waitUntilFinished:NO];

// 验证 waitUntilFinished
NSLog(@"end");

• 建立依赖关系 : 操作间可以跨队列建立依赖关系

// 操作2依赖操作1
[op2 addDependency:op1];
[op3 addDependency:op2];
[op4 addDependency:op3];

// 不能循环依赖 : 操作不会被调度
// [op1 addDependency:op4];

// waitUntilFinished : 是否等到指定的操作执行结束再执行后面的代码
[self.queue addOperations:@[op1,op2,op3] waitUntilFinished:NO];

// 通知用户的操作在主线程中执行
// 操作可以跨队列依赖
[[NSOperationQueue mainQueue] addOperation:op4];

// 验证 waitUntilFinished
NSLog(@"end");

• 建立依赖关系 : 要将操作间的依赖建立好了之后,再添加到队列中