多线程编程 - NSOperation

多线程编程 - NSOperation

一、NSOperation

简介

在iOS开发中，为了提升用户体验，我们通常会将操作耗时的操作放在主线程之外的线程进行处理。对于正常的简单操作，我们更多的是选择代码更少的GCD，让我们专注于自己的业务逻辑开发。NSOperation在ios4后也基于GCD实现，但是相对于GCD来说可控性更强，并且可以加入操作依赖。

NSOperation实例封装了需要执行的操作和执行操作所需的数据，并且能够以并发或非并发的方式执行这个操作。

NSOperation本身是抽象基类，因此必须使用它的子类，使用NSOperation子类的方式有2种：

1> Foundation框架提供了两个具体子类直接供我们使用:NSInvocationOperation和NSBlockOperation

2> 自定义子类继承NSOperation，实现内部相应的方法

执行操作

NSOperation调用start方法即可开始执行操作，NSOperation对象默认按同步方式执行,也就是在调用start方法的那个线程中直接执行。NSOperation对象的isConcurrent方法会告诉我们这个操作相对于调用start方法的线程,是同步还是异步执行。isConcurrent方法默认返回NO,表示操作与调用线程同步执行

取消操作与挂起操作

operation开始执行之后, 默认会一直执行操作直到完成，我们也可以调用cancel方法中途取消操作

[operation cancel];

// 取消queue中所有的操作
[self.queue cancelAllOperations];

//将挂起状态取消
self.queue.suspended = NO;

监听操作的执行

如果我们想在一个NSOperation执行完毕后做一些事情，就调用NSOperation的setCompletionBlock方法来设置想做的事情

// 如果我们想在一个NSOperation执行完毕后做一些事情，就调用NSOperation的setCompletionBlock方法来设置想做的事情
[op setCompletionBlock:^{
NSLog(@"完成");
}];
//或
//    op.completionBlock = ^(){
//        NSLog(@"完成");
//    };

二、NSInvocationOperation

简介

基于一个对象和selector来创建操作。如果你已经有现有的方法来执行需要的任务,就可以使用这个类

创建并执行操作

// 基于一个对象和selector来创建操作。如果你已经有现有的方法来执行需要的任务,就可以使用这个类
NSInvocationOperation * op = [[NSInvocationOperation alloc] initWithTarget:self selector:@selector(downImage) object:nil];

// 一个NSOperation对象可以通过调用start方法来执行任务，默认是同步执行的。
[op start];

三、NSBlockOperation

简介

能够并发地执行一个或多个block对象，所有相关的block都执行完之后,操作才算完成

创建并执行操作

//  能够并发地执行一个或多个block对象，所有相关的block都执行完之后,操作才算完成
NSBlockOperation * op = [NSBlockOperation blockOperationWithBlock:^{
NSLog(@"%@",[NSThread currentThread]);

NSLog(@"第一个操作");
}];

[op start];

添加操作

// 通过addExecutionBlock方法添加block操作,开启多个线程
[op addExecutionBlock:^{

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

NSLog(@"第二个操作");
}];

[op addExecutionBlock:^{

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

NSLog(@"第三个操作");
}];

这几个block是并发执行的，也就是在不同线程中执行的，num属性可以看成是线程的id

四、NSOperationQueue

NSOperation是基于GCD的，把GCD的block封装成opertion，NSOperationQueue是全局队列封装

将NSOperation添加到一个NSOperationQueue(操作队列)中去执行，而且是异步执行的。

//创建一个操作队列
NSOperationQueue * queue = [[NSOperationQueue alloc] init];

NSInvocationOperation * op = [[NSInvocationOperation alloc] initWithTarget:self selector:@selector(downImage) object:nil];

NSBlockOperation * op2 = [NSBlockOperation blockOperationWithBlock:^{

NSLog(@"op2 - %@",[NSThread currentThread]);
}];

//    waitUntilFinished yes 操作完成后执行下面的代码 no 先执行下面的代码

//添加一个block形式的operation
[queue addOperationWithBlock:^{

NSLog(@"op3 - %@",[NSThread currentThread]);

}];

[queue addOperations:@[op,op2] waitUntilFinished:NO];

最大并发数，这个功能NSOperation比较常用

self.queue.maxConcurrentOperationCount = 2;

五、设置依赖关系

NSOperation中我们可以为操作分解为若干个小的任务，通过添加他们之间的依赖关系进行操作，这点在设计上是很有意义的。比如我们最常用的图片异步加载，第一步我们是去通过网络进行加载，第二步我们可能需要对图片进行下处理（调整大小或者压缩保存）。我们可以直接调用- (void)addDependency:(NSOperation*)op;这个方法添加依赖：

self.queue = [[NSOperationQueue alloc] init];

NSInvocationOperation * op1 = [[NSInvocationOperation alloc] initWithTarget:self selector:@selector(downImage) object:nil];
//设置优先级,数据量少看不出
op1.queuePriority = -4;

NSBlockOperation * op2 = [NSBlockOperation blockOperationWithBlock:^{
NSLog(@"解压图片包");
}];
op2.queuePriority = 0;

NSBlockOperation * op3 = [NSBlockOperation blockOperationWithBlock:^{
NSLog(@"观看漫画");
}];
op3.queuePriority = 4;

//添加NSOperation的依赖对象
//    [op2 addDependency:op1];
//    [op3 addDependency:op2];

//注意：不能创建环形依赖，如A依赖B，B依赖A，这是错误的
//    [op1 addDependency:op3];

[self.queue addOperations:@[op1,op2,op3] waitUntilFinished:YES];

六、NSOperationxian线程之间的通信

线程之间信，是通过在某个线程中调用另一个线程实现的

[self.queue addOperationWithBlock:^{

NSLog(@"%@",[NSThread currentThread]);
NSLog(@"下载图片");

//获取主队列
[[NSOperationQueue mainQueue] addOperationWithBlock:^{

NSLog(@"%@",[NSThread currentThread]);
NSLog(@"更新UI");

}];
}];

线程通信案例:两个图片的合并

//创建操作1
NSBlockOperation * download1 = [NSBlockOperation blockOperationWithBlock:^{

NSURL * url = [NSURL URLWithString:@"http://g.hiphotos.baidu.com/lvpics/w=1000/sign=82800ad878cb0a4685228f395b53f724/96dda144ad3459823cc40db00ff431adcbef8442.jpg"];

NSData * data = [NSData dataWithContentsOfURL:url];

image1 = [UIImage imageWithData:data];

NSLog(@"download1- %@",[NSThread currentThread]);

}];

__block UIImage * image2;

//创建操作2
NSBlockOperation * download2 = [NSBlockOperation blockOperationWithBlock:^{

NSURL * url = [NSURL URLWithString:@"http://f.hiphotos.baidu.com/lvpics/h=800/sign=08f9c974e21190ef1efb9fdffe1a9df7/c8177f3e6709c93dfd03176e9a3df8dcd00054b1.jpg"];

NSData * data = [NSData dataWithContentsOfURL:url];

image2 = [UIImage imageWithData:data];

NSLog(@"download2- %@",[NSThread currentThread]);

}];

//创建操作3（用于合并图片）
NSBlockOperation * combine = [NSBlockOperation blockOperationWithBlock:^{

//创建位图上下文
UIGraphicsBeginImageContextWithOptions(CGSizeMake(200, 200), NO, 1);

//设置显示的位置
[image1 drawInRect:CGRectMake(0, 0, 200, 100)];

[image2 drawInRect:CGRectMake(0, 100, 200, 100)];

//获取当前图片上下文
UIImage * image = UIGraphicsGetImageFromCurrentImageContext();

UIGraphicsEndImageContext();

NSLog(@"combine- %@",[NSThread currentThread]);

//返回主线程更新UI
[[NSOperationQueue mainQueue] addOperationWithBlock:^{

self.imageView.image = image;
NSLog(@"main - %@",[NSThread currentThread]);

}];
}];

//设置操作的依赖关系
[combine addDependency:download1];
[combine addDependency:download2];

//向全局队列添加操作
[self.queue addOperations:@[download1,download2,combine] waitUntilFinished:YES];

正确响应取消事件

operation开始执行之后,会一直执行任务直到完成,或者显式地取消操作。取消可能发生在任何时候,甚至在operation执行之前。尽管NSOperation提供了一个方法,让应用取消一个操作,但是识别出取消事件则是我们自己的事情。如果operation直接终止, 可能无法回收所有已分配的内存或资源。因此operation对象需要检测取消事件,并优雅地退出执行

NSOperation对象需要定期地调用isCancelled方法检测操作是否已经被取消,如果返回YES(表示已取消),则立即退出执行。不管是自定义NSOperation子类,还是使用系统提供的两个具体子类,都需要支持取消。isCancelled方法本身非常轻量,可以频繁地调用而不产生大的性能损失

以下地方可能需要调用isCancelled:

在执行任何实际的工作之前

在循环的每次迭代过程中,如果每个迭代相对较长可能需要调用多次

代码中相对比较容易中止操作的任何地方