多线程之NSOperation

NSOperation的简介

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

为什么要使用 NSOperation、NSOperationQueue?

  1. 可添加完成的代码块,在操作完成后执行。
  2. 添加操作之间的依赖关系,方便的控制执行顺序。
  3. 设定操作执行的优先级。
  4. 可以很方便的取消一个操作的执行。
  5. 使用 KVO 观察对操作执行状态的更改:isExecuteing、isFinished、isCancelled。

NSOperation是一个抽象的基类,表示一个独立的计算单元,可以为子类提供有用且线程安全的建立状态,优先级,依赖和取消等操作。系统已经给我们封装了NSBlockOperationNSInvocationOperation这两个实体类。使用起来也非常简单,不过我们更多的使用是自己继承并定制自己的操作。

配合使用NSOperation和NSOperationQueue实现多线程的具体步骤:

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

NSOPeration的定义
- (void)start;
- (void)main;

@property (readonly, getter=isCancelled) BOOL cancelled;
- (void)cancel;

@property (readonly, getter=isExecuting) BOOL executing;
@property (readonly, getter=isFinished) BOOL finished;
@property (readonly, getter=isConcurrent) BOOL concurrent; // To be deprecated; use and override 'asynchronous' below
@property (readonly, getter=isAsynchronous) BOOL asynchronous NS_AVAILABLE(10_8, 7_0);
@property (readonly, getter=isReady) BOOL ready;

- (void)addDependency:(NSOperation *)op;
- (void)removeDependency:(NSOperation *)op;

@property (readonly, copy) NSArray *dependencies;

typedef NS_ENUM(NSInteger, NSOperationQueuePriority) {
    NSOperationQueuePriorityVeryLow = -8L,
    NSOperationQueuePriorityLow = -4L,
    NSOperationQueuePriorityNormal = 0,
    NSOperationQueuePriorityHigh = 4,
    NSOperationQueuePriorityVeryHigh = 8
};

@property NSOperationQueuePriority queuePriority;

@property (copy) void (^completionBlock)(void) NS_AVAILABLE(10_6, 4_0);

- (void)waitUntilFinished NS_AVAILABLE(10_6, 4_0);

@property double threadPriority NS_DEPRECATED(10_6, 10_10, 4_0, 8_0);

@property NSQualityOfService qualityOfService NS_AVAILABLE(10_10, 8_0);

@property (copy) NSString *name NS_AVAILABLE(10_10, 8_0);
NSOperation的子类

•NSOperation是个抽象类,并不具备封装操作的能力,必须使用它的子类

•使用NSOperation子类的方式有3种

1.NSInvocationOperation
2.NSBlockOperation
3.自定义子类继承NSOperation,实现内部相应的方法

NSInvocationOperation
•创建NSInvocationOperation对象

-(id)initWithTarget:(id)target selector:(SEL)sel object:(id)arg;

•调用start方法开始执行操作

-(void)start;
一旦执行操作,就会调用target的sel方法

注意
*  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NSOperation放到一个NSOperationQueue中,才会异步执行操作
NSBlockOperation
•创建NSBlockOperation对象

+(id)blockOperationWithBlock:(void (^)(void))block;

•通过addExecutionBlock:方法添加更多的操作

-(void)addExecutionBlock:(void (^)(void))block;

注意:只要NSBlockOperation封装的操作数 >1,就会异步执行操作
NSOperationQueue
  • NSOperationQueue的作用

1.NSOperation可以调用start方法来执行任务,但默认是同步执行的
2.如果将NSOperation添加到NSOperationQueue(操作队列)中,系统会自动异步执行NSOperation中的操作

  • 添加操作到NSOperationQueue中
-(void)addOperation:(NSOperation *)op;

-(void)addOperationWithBlock:(void (^)(void))block;
最大并发数
  • 什么是并发数

1.同时执行的任务数
2.比如,同时开3个线程执行3个任务,并发数就是3

  • 最大并发数的相关方法
-(NSInteger)maxConcurrentOperationCount;

-(void)setMaxConcurrentOperationCount:(NSInteger)cnt;
队列的取消、暂停、恢复
  • 取消队列的所有操作
-(void)cancelAllOperations;

提示:也可以调用NSOperation的- (void)cancel方法取消单个操作
  • 暂停和恢复队列
-(void)setSuspended:(BOOL)b;
// YES代表暂停队列,NO代表恢复队列

-(BOOL)isSuspended;
操作优先级
  • 设置NSOperation在queue中的优先级,可以改变操作的执行优先级
-(NSOperationQueuePriority)queuePriority;

-(void)setQueuePriority:(NSOperationQueuePriority)p;
  • 优先级的取值
NSOperationQueuePriorityVeryLow= -8L,
NSOperationQueuePriorityLow= -4L,
NSOperationQueuePriorityNormal= 0,
NSOperationQueuePriorityHigh= 4,
NSOperationQueuePriorityVeryHigh= 8
操作的监听
  • 可以监听一个操作的执行完毕
-(void (^)(void))completionBlock;

-(void)setCompletionBlock:(void (^)(void))block;
操作依赖
  • NSOperation之间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,可以这么写

[operationB addDependency:operationA];
// 操作B依赖于操作A
  • 可以在不同queue的NSOperation之间创建依赖关系
Snip20160624_1.png

注意:不能相互依赖,比如A依赖B,B依赖A

NSOperation的应用举例:SDWebImage
  • iOS中著名的牛逼的网络图片处理框架
  • 包含的功能:图片下载、图片缓存、下载进度监听、gif处理等等
  • 用法极其简单,功能十分强大,大大提高了网络图片的处理效率
  • 国内超过90%的iOS项目都有它的影子

SDWebImage下载图片的流程:

Snip20160624_2.png
自定义NSOperation
  • 自定义NSOperation的步骤很简单

重写-(void)main方法,在里面实现想执行的任务

  • 重写-(void)main方法的注意点

1.自己创建自动释放池(因为如果是异步操作,无法访问主线程的自动释放池)
2.经常通过-(BOOL)isCancelled方法检测操作是否被取消,对取消做出响应

GCD和NSOperation区别

  1. GCD仅仅支持FIFO队列,不支持异步操作之间的依赖关系设置。而NSOperation中的队列可以被重新设置优先级,从而实现不同操作的执行顺序调整。
  2. NSOperation支持KVO,可以观察任务的执行状态。
  3. GCD更接近底层,GCD在追求性能的底层操作来说,是速度最快的。
  4. 从异步操作之间的事务性,顺序行,依赖关系。GCD需要自己写更多的代码来实现,而NSOperation已经内建了这些支持
  5. 如果异步操作的过程需要更多的被交互和UI呈现出来,NSOperation更好。底层代码中,任务之间不太互相依赖,而需要更高的并发能力,GCD则更有优势

小结图表

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