多线程－NSOperation和NSOperationQueue

2017-02-14 本文已影响287人進无尽

NSOperation

NSOperation类是用来封装在单个任务相关的代码和数据的抽象类。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。
** 因为它是用来封装任务的，大家可以看到 NSOperation 和 NSOperationQueue 分别对应 GCD 的任务和队列，
但是NSOperation本身又有执行多线程的能力跟GCD里的任务还是有区别的** 。

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。

创建任务

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。

 #.创建NSInvocationOperation对象
  NSInvocationOperation *operation = [[NSInvocationOperation alloc] initWithTarget:self selector:@selector(run) object:nil];
  //开始执行
 [operation start];
 # 创建一个NSOperation不应该直接调用start方法（如果直接start则会在主线程中调用）而是应该放到NSOperationQueue中启动。

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

注意：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.。并且ddExecutionBlock 方法必须在 start() 方法之前执行，否则就会报错。

# 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]);
      }];
  }
  #开始任务，你会发现，会在多个线程中打印，其中包括主线程。
 [operation start];

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

我们可以调用一个 NSOperation 对象的 start() 方法来启动这个任务，这个默认是同步执行的。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。如果你不想这个任务在主线程中执行（代码默认情况下都在主线程中执行。）这是就要用到队列 NSOperationQueue 。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
主队列是串行队列，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。
# 获取到主队列
NSOperationQueue *queue = [NSOperationQueue mainQueue];

其他创建的队列
主队列比较特殊，所以会单独有一个类方法来获得主队列。并且其他队列的任务会在其他线程并行执行。请注意这里是并行执行。

#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]);
}];
 #.添加多个Block
for (NSInteger i = 0; i < 5; i++) {
    [operation addExecutionBlock:^{
        NSLog(@"第%ld次：%@", i, [NSThread currentThread]);
    }];
}
 #.队列添加任务
[queue addOperation:operation];

NSOperationQueue的一些特殊使用

设置最大并发数

我们将 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的话，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，就相当于是串行队列了。

NSOperationQueue 添加一个任务到队列
- (void)addOperationWithBlock:(void (^)(void))block; 这样就可以添加一个任务到队列中了。

NSOperation 之间添加依赖

NSOperation 有一个非常实用的功能，那就是对任务添加依赖。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:

#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];

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

线程的挂起

#pragma mark - 线程的挂起
#暂停继续(对队列的暂停和继续)，挂起的是队列，不会影响已经在执行的操作
- (IBAction)pause:(UIButton *)sender {
//判断操作的数量，当前队列里面是不是有操作？
if (self.opQueue.operationCount == 0) {
  NSLog(@"当前队列没有操作");
  return;
}
self.opQueue.suspended = !self.opQueue.isSuspended;
if (self.opQueue.suspended) {
  NSLog(@"暂停");
}else{
  NSLog(@"继续");
}

}

取消队列里的所有操作

#pragma mark - 取消队列里的所有操作
- (IBAction)cancelAll:(UIButton *)sender {
# 只能取消所有队列的里面的操作，正在执行的无法取消
# 取消操作并不会影响队列的挂起状态
[self.opQueue cancelAllOperations];
NSLog(@"取消队列里所有的操作");
//取消队列的挂起状态
#（只要是取消了队列的操作，我们就把队列处于不挂起状态,以便于后续的开始）
self.opQueue.suspended = NO;
}

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
#当一个 operation 被取消时，它的 completion block 仍然会执行，
#所以我们需要在真正执行代码前检查一下 isCancelled 方法的返回值。
- 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
#阻塞当前线程直到此队列中的所有任务执行完毕
# ＊＊可以用来处理所有任务完成后的事件＊＊
- (void)waitUntilAllOperationsAreFinished; 
[queue setSuspended:YES]; // 暂停queue
[queue setSuspended:NO]; // 继续queue

NSOperation和GCD的区别和类似的地方

GCD是纯C语言的API，NSOperationQueue是基于GCD的OC版本封装
GCD只支持FIFO的队列，NSOperationQueue可以很方便地调整执行顺序、设置最大并发数量
NSOperationQueue可以在轻松在Operation间设置依赖关系，而GCD需要写很多的代码才能实现
NSOperationQueue支持KVO，可以监测operation是否正在执行（isExecuted）、是否结束（isFinished），是否取消（isCanceld）
GCD的执行速度比NSOperationQueue快
**任务之间没有什么依赖关系，而是需要更高的并发能力：GCD **
任务之间有依赖、或者要监听任务的执行情况、需要暂停、继续任务：NSOperationQueue

小结

以上就是关于 NSOperation和NSOperationQueue 的主要知识了，后期如果有更多内容会同步更新。