iOS 多线程系列 -- 基础概述
iOS 多线程系列 -- pthread
iOS 多线程系列 -- NSThread
iOS 多线程系列 -- GCD全解一(基础)
iOS 多线程系列 -- GCD全解二(常用方法)
iOS 多线程系列 -- GCD全解三(进阶)
iOS 多线程系列 -- NSOperation
测试Demo的GitHub地址

上一篇我们介绍过GCD,这一篇我们学习一下iOS另一种多线程技术--NSOperation技术.

NSOperation也是苹果提供给我们的一套多线程解决方案。实际上它也是基于GCD的一层OC封装，在拥有GCD很多优点的同时,比GCD拥有更强的可控性和代码可读性.和GCD
一样,NSOperation一样不需要我们管理线程的创建销毁等事情,系统会自动根据CPU负载情况,创建合适的线程去执行任务;但同时, NSOperation提供了更多GCD不提供的控制线程属性,例如我们可以控制最大并发数量、取消队列中还没有执行的任务(注意是还没有执行的任务)等

NSOperation

1.基础知识

1.1 认识NSOperation类

NSOperation除了代表iOS多线程的一种技术，还是这个技术中的一个重要类。
NSOperation本身是抽象基类，不能直接使用，但是他封装了需要执行的操作和执行操作所需的数据方法等。在NSOperation基础上，系统提供了两个子类NSBlockOperation和NSInvocationOperation供我们具体使用，当然，我们也可以自己封装自定义的NSOperation。

1.2 NSOperation的常用方法、属性介绍

setCompletionBlock 监听NSOperation的完成，调用NSOperation的setCompletionBlock方法来设置操作完成后想做的事情
- completionBlock 会在后台线程执行，不会再主线程执行，所以如果需要更新UI，需要注意线程
- completionBlock 不能接受参数，没有返回值，因此在使用的时候，会有很多限制
cancel NSOperation实例调用cancel方法，取消operation执行，但并不是绝对取消任务，如果operation加入到Queue中或者operation已经start了，则无法取消成功。同时还会设置isCancelled属性为YES，这个属性在自定义NSOperation的时候很重要

1）- (id)init;//NSOperation实例初始化方法，用于创建一个NSOperation实例。
2）- (void)start;//该方法是operation的起点，如果需要创建并发operation必须，覆盖start方法。同时调用start方法，会默认做各种验证。
3）- (BOOL)isCancelled;//该property，是用于标示某个operation是否cancel。对于多线程来说需要不断检测这个值。
4）- (void)cancel;//调用cancel方法会取消一个operation，但是如果operation加入到Queue中或者operation已经start了，则无法取消成功，调用cancel也不一定立即执行cancel操作，需要等待时间周期。
5）- (BOOL)isExecuting;//判定operation是否正在执行。
6）- (BOOL)isFinished;//判定operation是否完成，cancel掉某个operation，也会将该operation的该字段设置成为YES。
7）- (BOOL)isConcurrent;//判定该线程是否是并发线程，即调用该operation的start方法的线程是否与operation所在线程相同。
8）- (BOOL)isReady;//在start方法开始之前，需要确定operation是否ready，默认为YES，如果该operation没有ready，则不会start。
9）- (void)addDependency:(NSOperation *)op;//该方法用于配置operation之间的依赖关系，涉及执行顺序稍后会介绍。如果不是手动调用start去执行operation，一定要在将其加入到Queue之前做好依赖，因为一旦加入到Queue中，其也许很快会执行，依赖关系将不会起作用。
10）- (void)removeDependency:(NSOperation *)op;//相对应add，其为移除两个operation之间的依赖关系。
11）- (NSArray *)dependencies;//获取operation的依赖关系的数组。
12）- (NSOperationQueuePriority)queuePriority;//如果将operation加入到Queue中，设定其在Queue中的优先级，优先级高的先执行的概率大，但并不代表一定会先执行，执行顺序稍后介绍。
13）- (void)setQueuePriority:(NSOperationQueuePriority)p;//setter方法。
14）- (void (^)(void))completionBlock NS_AVAILABLE(10_6, 4_0);//在operation完成之后会调用completionBlock，你可以自定义执行行为。
15）- (void)waitUntilFinished NS_AVAILABLE(10_6, 4_0);//设定是否等待operation执行结束，如果为YES，该线程会一直等待operation执行结束，才会执行接下来的代码。
16）- (double)threadPriority NS_AVAILABLE(10_6, 4_0);//设定operation的线程优先级，涉及执行顺序稍后介绍。线程优先级默认为0.5，最低为0，最大为1.即使设定了线程优先级，也只能保证其在main方法范围内有效，operation的其他代码仍然执行在默认线程。

2.两个系统提供的NSOperation子类

2.1 NSBlockOperation

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：
- 调用start方法，默认会在调用start的线程中执行任务，但是只要NSBlockOperation封装的操作数大于1，调用start方法执行任务,就会异步执行操作；可以在下面示例代码中验证这一点
示例代码：

NSBlockOperation *op = [NSBlockOperation blockOperationWithBlock:^{ // 在主线程
        NSLog(@"下载1------%@", [NSThread currentThread]);
    }];
    [op addExecutionBlock:^{ // 添加额外的任务(在子线程执行)
        NSLog(@"下载2------%@", [NSThread currentThread]);
    }];
    [op start];//开始执行任务

示例代码打印结果：


2017-07-04 20:01:09.586 Test - 多线程[20794:4540810] 下载1------{number = 1, name = main}
2017-07-04 20:01:09.586 Test - 多线程[20794:4540931] 下载2------{number = 3, name = (null)}

2.2 NSInvocationOperation

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NSInvocationOperation对象


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

线程启动的两种方法（start和NSOperationQueue）：

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

//可以调用这个方法启动执行任务，但是这样的方法不会启动新的线程，只会在当前线程执行
[invo start];

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

3.进阶 -- 自定义operation

如果NSInvocationOperation和NSBlockOperation对象不能满足需求, 你可以直接继承NSOperation, 并添加任何你想要的行为。

NOTE 需要自己创建自动释放池（因为如果是异步操作，子线程运行循环默认不工作，不会主动创建自动释放池），但是在查看最新的苹果官方文档时发现，里面指出 “This method will automatically execute within an autorelease pool provided by NSOperation, so you do not need to create your own autorelease pool block in your implementation” 也就是说不需要我们创建autorelease pool。

优点：提供了更加灵活可控的处理方式，如：
- 我们在自定义任务的时候，可以非常方便的在需要的地方监听NSOperation的isCanceled属性并作出我们需要的处理。

3.1 创建非并发的NSOperation

只需要重载-(void)main这个方法，在这个方法里面执行主任务
在重载main方法里面，添加自动释放池，因为子线程运行循环默认不工作，不会主动创建自动释放池
定期监听operation的isCanceled属性并正确的响应cancel操作即可.下面列举一般在什么地方添加监听：
- 在开始执行前判断isCancelled，如果为YES直接return中断任务
- 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
示例代码如下：

//捕获异常
@try {
    //在这里我们要创建自己的释放池，因为子线程运行循环默认不工作，不会主动创建自动释放池
    @autoreleasepool {
        if (self.isCancelled)
        {
            NSLog(@"0000self.isCancelled = yes , return");
            return;
        }
        for (NSInteger i = 0; i<100; i++) {
            [NSThread sleepForTimeInterval:0.1];
            NSString *string = [NSString stringWithFormat:@"XLOperation1 %zd",i];
            NSLog(@"XLOperation1 -%zd -- isCanceled = %zd-- executing=%zd -- isFinished = %zd -- %@", i, self.isCancelled,self.executing,self.isFinished,[NSThread currentThread]);
        }
    }
}
@catch (NSException *exception) {
    
}

3.2 并发的NSOperation

如果需要创建一个并发的Operation，并手动执行，则需要重写main，start，isCancelled，isReady，isConcurrent，isFinished，isExcluting等方法，并维护每个property的KVO，同时确保每个property的原子性，详细使用示例可以去看SDWebImage中的SDWebImageDownloaderOperation使用
使用步骤：
- start: 所有并行的 Operations 都必须重写这个方法，然后在你想要执行的线程中手动调用这个方法。注意：任何时候都不能调用父类的start方法。
- main: 在start方法中调用，但是注意要定义独立的自动释放池与别的线程区分开。
- isExecuting: 是否执行中，需要实现KVO通知机制。
- isFinished: 是否已完成，需要实现KVO通知机制。
- isConcurrent: 该方法现在已经由isAsynchronous方法代替，并且 NSOperationQueue 也已经忽略这个方法的值。
- isAsynchronous: 该方法默认返回 NO ，表示非并发执行。并发执行需要自定义并且返回 YES。后面会根据这个返回值来决定是否并发。

参考资料：

NSOperation那些事

iOS 多线程系列 -- NSOperation