iOS多线程--NSOperation 浅显易懂

NSOperation是基于GCD的一套多线程实现方案，和GCD一样，线程的生命周期是由系统来自动管理的，不用像NSThread和Pthread一样让程序员手动管理。相对于GCD来说，它更加地面向对象，并且比GCD多了一些更加简单实用的功能，另外，由于它的API是纯OC的，深受广大程序员喜爱，实用频率很高。

NSOperation主要和NSOperationQueue配合使用实现多线程，一般步骤如下：

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放到一条线程中执行。

注意：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子类的方式有如下三种：

1.NSInvocationOperation

2.NSBlockOperation

3.自定义子类继承NSOperation，实现内部相应的方法。

我们首先来看前两种：

一、NSOperation:

1 - (void)viewDidLoad {
2     [super viewDidLoad];
3     [self invocationOperation];
4 }
5
6 -(void)invocationOperation
7 {
8
9     // 1.创建操作对象，封住需要执行的任务
10     NSInvocationOperation *operation = [[NSInvocationOperation alloc] initWithTarget:self selector:@selector(download1) object:nil];
11
12     // 2.执行操作（默认情况下，如果操作没有放到操作队列中，同步执行）
13     [operation start];
14 }
15
16 -(void)download1
17 {
18     NSLog(@"下载1----%@",[NSThread currentThread]);
19 }

结果如下：



可以看出，默认情况下，如果操作没有放到操作队列中，会在主线程同步执行，只有讲NSOperation放到NSOperationQueue中才会异步执行。

二、NSBlockOperation

1 - (void)viewDidLoad {
2     [super viewDidLoad];
3     [self blockOperation];
4 }
5
6 - (void)blockOperation
7 {
8     NSBlockOperation *operation = [NSBlockOperation blockOperationWithBlock:^{
9         NSLog(@"NSBlockOperation--下载1---%@",[NSThread currentThread]);
10     }];
11
12     [operation addExecutionBlock:^{
13         NSLog(@"NSBlockOperation--下载2---%@",[NSThread currentThread]);
14     }];
15
16     [operation addExecutionBlock:^{
17         NSLog(@"NSBlockOperation--下载3---%@",[NSThread currentThread]);
18     }];
19     [operation start];
20 }

结果如图：



我们会发现，NSBlockOperation当只有单个任务的时候，也是默认在主线程执行，当任务数大于1的时候，会开启子线程并发执行其它的操作

三、配合使用NSOperationQueue

1 - (void)viewDidLoad {
2     [super viewDidLoad];
3     [self operationQueue];
4 }
5
6 - (void)operationQueue
7 {
8     NSInvocationOperation *operation1 = [[NSInvocationOperation alloc] initWithTarget:self selector:@selector(download1) object:nil];
9     NSInvocationOperation *operation2 = [[NSInvocationOperation alloc] initWithTarget:self selector:@selector(download2) object:nil];
10     NSInvocationOperation *operation3 = [[NSInvocationOperation alloc] initWithTarget:self selector:@selector(download3) object:nil];
11     NSBlockOperation *operation4 = [NSBlockOperation blockOperationWithBlock:^{
12         NSLog(@"NSBlockOperation--1---%@",[NSThread currentThread]);
13     }];
14     [operation4 addExecutionBlock:^{
15         NSLog(@"NSBlockOperation--2---%@",[NSThread currentThread]);
16     }];
17     NSOperationQueue *queue = [[NSOperationQueue alloc] init];
18     [queue addOperation:operation1];
19     [queue addOperation:operation2];
20     [queue addOperation:operation3];
21     [queue addOperation:operation4];
22 }
23 -(void)download1
24 {
25     NSLog(@"下载1----%@",[NSThread currentThread]);
26 }
27 -(void)download2
28 {
29     NSLog(@"下载2----%@",[NSThread currentThread]);
30 }
31 -(void)download3
32 {
33     NSLog(@"下载3----%@",[NSThread currentThread]);
34 }

结果如下



可以看出，只要是添加到NSOperationQueue中的操作，系统都会自动为我们开启子线程来执行，并且是并发无序的执行，和添加的顺序无关。

然而有些时候我们需要明确地指定操作的顺序，我们可以在NSOperation之间设置依赖来保证执行顺序。

比如操作1要在操作2后面执行，可以这么写：[operation1 addDependency:operation2] 意思是operation1依赖于operation2，也就是operation1要在operation2后面执行

上代码验证下：

1 - (void)viewDidLoad {
2     [super viewDidLoad];
3     [self operationQueue];
4 }
5
6 - (void)operationQueue
7 {
8     NSInvocationOperation *operation1 = [[NSInvocationOperation alloc] initWithTarget:self selector:@selector(download1) object:nil];
9     NSInvocationOperation *operation2 = [[NSInvocationOperation alloc] initWithTarget:self selector:@selector(download2) object:nil];
10     NSInvocationOperation *operation3 = [[NSInvocationOperation alloc] initWithTarget:self selector:@selector(download3) object:nil];
11     NSOperationQueue *queue = [[NSOperationQueue alloc] init];
12     [operation3 addDependency:operation1];
13     [operation1 addDependency:operation2];
14     [queue addOperation:operation1];
15     [queue addOperation:operation2];
16     [queue addOperation:operation3];
17 }
18 -(void)download1
19 {
20     NSLog(@"下载1----%@",[NSThread currentThread]);
21 }
22 -(void)download2
23 {
24     NSLog(@"下载2----%@",[NSThread currentThread]);
25 }
26 -(void)download3
27 {
28     NSLog(@"下载3----%@",[NSThread currentThread]);
29 }

结果如下：



操作顺序Operation2->Operation1->Operation3,完全正确，其实就是谁依赖谁，谁就在它的后面执行

另外也可以在不同queue的NSOperation之间设置依赖



操作顺序：4->3->2->1 其余两个并发执行

下面列出了NSOperationQueue的一些属性和方法:

1.- (void)cancelAllOperations 取消队列的所有操作。PS：也可以调用NSOperation的-(void)cancel方法取消单个操作

2.@property (getter=isSuspended) BOOL suspended;YES表示暂停队列，NO表示回复队列

3.@property NSInteger maxConcurrentOperationCount;表示最大并发数，一般不大于5

四、自定义NSOperation

当将自定义的NSOperation添加到NSOperationQueue的时候，系统会调用NSOperation的-(void)main方法，所以我们只要重写这个方法实现相应的实现即可。

1 -(void)main
2 {
3     @autoreleasepool { // 异步线程无法访问主线程的自动释放池，需要自己添加
4         if (self.isCancelled) return;// 时刻监听操作是否取消，若取消就返回
5         NSURL *url = [NSURL URLWithString:self.matchUrl];
6         if (self.isCancelled) return;
7         NSData *data = [NSData dataWithContentsOfURL:url];
8         if (self.isCancelled) return;
9         UIImage *image = [UIImage imageWithData:data];
10         if ([_delegate respondsToSelector:@selector(operation:finshedDownloadImage:)]) {
11             dispatch_async(dispatch_get_main_queue(), ^{// 在主线程更新UI
12                 [self.delegate operation:self finshedDownloadImage:image];
13             });
14         }
15     }
16 }

注意由于主线称无法访问主线程的自动释放池，所以需要自己添加。

下面是个小Demo截图，自定义NSOperation实现图片的异步下载，以及避免重复下载同一张图片