iOS多线程之NSOperation

2021-12-24 本文已影响0人兰帕德

GCD是基于C语言的一套多线程API，与Objective-C的风格差异较大。Foundation框架还提供了一套NSOperation相关的多线程API，这些API全部都是面向对象的Objective-C风格的，也是基于GCD更上层的封装。

一、NSOperation

Operation字面理解为“操作”，一个Operation对象可以理解为一个操作，对应了你在线程中执行的那段代码。NSOperation是一个基础的父类，定义了许多基础属性和方法。在实际开发中，我们更多地会使用他的两个子类：NSInvocationOperation 和 NSBlockOperation。
NSInvocationOperation类通过选择器来创建Operation对象，示例如下：

NSInvocationOperation *invocationOperation = [[NSInvocationOperation alloc] initWithTarget:self selector:@selector(test) object:nil];
[invocationOperation start]; // 调用start执行任务

NSInvocationOperation对象没有开启子线程的能力，test方法会默认在当前线程中同步执行。
NSBlockOperation类通过Block来创建Operation对象，NSBlockOperation还提供了向操作对象追加任务的方法，并且这些任务会被分配到不同的线程中执行。需要注意的是，NSBlockOperation本身仍然是同步的，在任务执行完成前，会阻塞当前线程。示例如下：

NSBlockOperation *blockOperation = [NSBlockOperation blockOperationWithBlock:^{
    [NSThread sleepForTimeInterval:1];
    NSLog(@"执行blockOperation任务A %@", [NSThread currentThread]);
}];
[blockOperation addExecutionBlock:^{
    [NSThread sleepForTimeInterval:1];
    NSLog(@"执行blockOperation任务B %@", [NSThread currentThread]);
}];

[blockOperation addExecutionBlock:^{
    [NSThread sleepForTimeInterval:1];
    NSLog(@"执行blockOperation任务C %@", [NSThread currentThread]);
}];
    
[blockOperation start];

运行代码，控制台输出如下：

2021-12-24 10:25:15.249686+0800 MyProject[49164:729129] 执行blockOperation任务C <NSThread: 0x6000014882c0>{number = 6, name = (null)}
2021-12-24 10:25:15.249687+0800 MyProject[49164:728739] 执行blockOperation任务A <_NSMainThread: 0x6000014dc4c0>{number = 1, name = main}
2021-12-24 10:25:15.249686+0800 MyProject[49164:729130] 执行blockOperation任务B <NSThread: 0x600001480c00>{number = 5, name = (null)}

可以看出，3个任务是分配到3个不同线程执行的。
NSOperation类中常用的属性和方法如下：

// 开始执行任务
- (void)start;

// 自定义NSOperation子类，实现该方法来指定要执行的任务
- (void)main;

// 取消任务
- (void)cancel;

// 是否正在执行
@property (readonly, getter=isExecuting) BOOL executing;

// 是否已完成
@property (readonly, getter=isFinished) BOOL finished;

// 操作是否已取消
@property (readonly, getter=isCancelled) BOOL cancelled;

// 任务是否异步
@property (readonly, getter=isAsynchronous) BOOL asynchronous;

// 操作是否就绪，当操作有依赖时，用来判断是否可以立即执行
@property (readonly, getter=isReady) BOOL ready;

// 添加一个操作作为依赖
- (void)addDependency:(NSOperation *)op;

// 移除一个操作依赖
- (void)removeDependency:(NSOperation *)op;

// 依赖数组
@property (readonly, copy) NSArray<NSOperation *> *dependencies;

// 操作队列的优先级（从低到高）
typedef NS_ENUM(NSInteger, NSOperationQueuePriority) {
    NSOperationQueuePriorityVeryLow = -8L,
    NSOperationQueuePriorityLow = -4L,
    NSOperationQueuePriorityNormal = 0,
    NSOperationQueuePriorityHigh = 4,
    NSOperationQueuePriorityVeryHigh = 8
};

// 操作中所有任务执行完成之后的回调
@property (nullable, copy) void (^completionBlock)(void);

// 阻塞当前线程直到所有任务完成
- (void)waitUntilFinished;

// 操作名称
@property (nullable, copy) NSString *name;

二、NSOperationQueue操作队列

操作队列即用来存放操作（operation）的队列（queue），添加到NSOperationQueue中的Operation操作会被自动地调度执行，且操作队列中的操作都是异步的，各操作任务间也是并行执行的。不同于GCD中调度队列FIFO（先进先出）原则，NSOperationQueue对于添加到队列中的操作，执行先后顺序受两方面影响：

操作间的依赖关系：例如操作A依赖操作B，被依赖操作B执行完成后，才能执行依赖任务A。
优先级高低，优先级高的操作先执行。
使用NSOperationQueue，我们可以显式地将Operation对象添加进去，示例代码如下：

NSBlockOperation *blockOperation = [NSBlockOperation blockOperationWithBlock:^{
    [NSThread sleepForTimeInterval:1];
    NSLog(@"执行blockOperation任务A %@", [NSThread currentThread]);
}];
    
[blockOperation addExecutionBlock:^{
    [NSThread sleepForTimeInterval:1];
    NSLog(@"执行blockOperation任务B %@", [NSThread currentThread]);
}];

[blockOperation addExecutionBlock:^{
    [NSThread sleepForTimeInterval:1];
    NSLog(@"执行blockOperation任务C %@", [NSThread currentThread]);
}];
    
blockOperation.completionBlock = ^{
    NSLog(@"执行完成");
};
    
NSOperationQueue *operationQueue = [[NSOperationQueue alloc] init];
[operationQueue addOperation:blockOperation];

也可以不显示地创建Operation对象，示例如下：

NSOperationQueue *operationQueue = [[NSOperationQueue alloc] init];
[operationQueue addOperationWithBlock:^{
    NSLog(@"执行任务A");
}];
    
[operationQueue addBarrierBlock:^{
    NSLog(@"执行任务B");
}];

addOperationWithBlock用来直接向操作队列中添加并行执行的任务；
addBarrierBlock是NSOperationQueue提供的栅栏函数，用来保证加入的任务独立执行。
加入NSOperationQueue的任务和当前线程是异步执行的。
NSOperationQueue常用属性和方法如下：

// 进度对象
@property (readonly, strong) NSProgress *progress;

// 向操作队列中添加NSOperation对象
- (void)addOperation:(NSOperation *)op;

// 向操作队列中加入一组NSOperation对象 wait- 是否阻塞当前线程直到任务结束
- (void)addOperations:(NSArray<NSOperation *> *)ops waitUntilFinished:(BOOL)wait;

// 向操作队列中添加任务
- (void)addOperationWithBlock:(void (^)(void))block;

// 向操作队列中添加栅栏任务
- (void)addBarrierBlock:(void (^)(void))barrier;

// 进行中的任务数上限
@property NSInteger maxConcurrentOperationCount;

// 队列是否被挂起
@property (getter=isSuspended) BOOL suspended;

// 队列名称
@property (nullable, copy) NSString *name;

// 取消队列中所有未执行的操作
- (void)cancelAllOperations;

// 阻塞当前线程，直到所有操作完成
- (void)waitUntilAllOperationsAreFinished;

// 获取当前的NSOperationQueue对象
@property (class, readonly, strong, nullable) NSOperationQueue *currentQueue;

// 获取主线程所在队列
@property (class, readonly, strong) NSOperationQueue *mainQueue;

iOS多线程之NSOperation

一、NSOperation

二、NSOperationQueue操作队列

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