NSOperation和GCD总结

好久不更新了，前几个月一直在跟新项目，最近项目空闲下来把gcd和operation看了一下，做一下简单总结。下面是目录结构：

文章结构图

一.NSOperation和GCD对比

1.首先我们来了解一下GCD

Grand Central Dispatch (GCD) 是 Apple 开发的一套基于C语言的多核编程解决方法，它用来充分利用和管理多线程，一般GCD会配合block一起使用。举个例子：

    dispatch_async(dispatch_get_global_queue(0, 0), ^{
        NSLog(@"%@", [NSThread currentThread]);
    });

   //打印结果如下
   ****网络测试****[1043:378544] {number = 3, name = (null)}**

可以看到上面简单的三行话就可以在一个新的线程中打印消息。下面让我们来具体的了解GCD。

串行vs并发

简单点说，就是同一时刻，允许执行的任务数量。同一个时刻只能执行一个任务，并且任务执行完才能执行下一个任务的叫串行。同一个时刻可以同时执行多个任务的叫并发。一般我们可以通过如下创建串行队列。

dispatch_queue_create("com.hj.test", DISPATCH_QUEUE_SERIAL);

dispatch_queue_create("com.hj.test", NULL);

dispatch_get_main_queue();

如果想创建并发队列，那么我们可以使用下列方法创建

dispatch_queue_create("com.hj.test", DISPATCH_QUEUE_CONCURRENT);

dispatch_get_global_queue(0, 0)

这里有必要区分一下并发和并行

并行与并发的区别

并发代码的不同部分可以“同步”执行。然而，该怎样发生或是否发生都取决于系统。虽然你可以编写代码在 GCD 下并发执行，但 GCD 会决定有多少并行的需求。并行 要求并发，但并发并不能 保证并行。

同步vs异步

同步和异步的组要区别就是是否具有开启新线程的能力。同步不具有开启线程的能力，异步具备开启线程的能力。为什么说具备而不说一定能够了，因为它得配合着串行、并发一起使用。

下面是同步、异步和串行、并发的结合使用表格：

	串行	并发	主队列
同步	不具备开启新线程	不具备开启新线程	无法执行
异步	具备开启新线程	具备开启新线程	主线程运行

二.NSOperation使用

operation 是苹果基于GCD封装的，是面向对象。一般 operation 和 operation queue配合使用，这样可以很方便的在异步执行任务，但是这样也不是必须的。operation 内部有一个 start 方法可调用，但是无法保证在异步执行。我们通常使用的NSInvocationOperation和NSBlockOperation都是NSOperation的子类。当然，我们也可以自己创建NSOperation的子类。

NSInvocationOperation使用

NSOperationQueue *queue = [NSOperationQueue new];
NSInvocationOperation *invOp = [[NSInvocationOperation alloc] initWithTarget:self selector:@selector(operationTest:) object:@"参数"];
[queue addOperation:invOp];

- (void)operationTest:(NSString *)parameter
{
    NSLog(@"%@ - %@", [NSThread currentThread], parameter);
}

打印结果可以看到我们在异步线程执行了这段方法。如果我们直接使用 operation 的 start 方法而不是加入 queue ，那打印结果就只会在当前线程打印。

NSBlockOperation使用

NSOperationQueue *queue = [NSOperationQueue new];
NSBlockOperation *blockOp = [NSBlockOperation blockOperationWithBlock:^{
        NSLog(@"%@", [NSThread currentThread]);
}];
[queue addOperation:blockOp];

除了上述使用 NSOperationQueue 添加 NSBlockOperation 实例外， NSBlockOperation 实例还有 addExecutionBlock: 方法，可以方便的添加多个 block 。

NSOperationQueue *queue = [NSOperationQueue new];

NSBlockOperation *blockOp = [NSBlockOperation blockOperationWithBlock:^{
    NSLog(@"1- %@", [NSThread currentThread]);
}];
[blockOp addExecutionBlock:^{
    NSLog(@"2- %@", [NSThread currentThread]);
}];
[blockOp addExecutionBlock:^{
    NSLog(@"3 - %@", [NSThread currentThread]);
}];

//    [blockOp start];
[queue addOperation:blockOp];

自定义NSOperation

先来看一段代码

@synthesize finished = _finished;
@synthesize executing = _executing;

- (BOOL)isAsynchronous
{
    return YES;
}

- (void)start
{
    if (self.isCancelled) {
        [self willChangeValueForKey:@"isFinished"];
        _finished = YES;
        [self didChangeValueForKey:@"isFinished"];
        return;
    }
    
    [self willChangeValueForKey:@"isExecuting"];
    
    [NSThread detachNewThreadSelector:@selector(main) toTarget:self withObject:nil];
    _executing = YES;
    
    [self didChangeValueForKey:@"isExecuting"];
}

- (void)main
{
    for (NSInteger i = 0; i < 9999; i++) {
        if (self.isCancelled) {
            break;
        }
        
        NSLog(@"thread - %@, i is %@", [NSThread currentThread], @(i));
    }
    
    [self willChangeValueForKey:@"isFinished"];
    [self willChangeValueForKey:@"isExecuting"];
    
    _executing = NO;
    _finished  = YES;
    
    [self didChangeValueForKey:@"isFinished"];
    [self didChangeValueForKey:@"isExecuting"];
}

这段代码有点长。首先，NSOperation 类中含有executing、finished属性，并且是只读的。如果想修改这两个属性的值，我们可以使用 @synthesize 关键字手动合成两个实例变量 _executing 和 _finished 。并且通过 willChangeValueForKey: 和 didChangeValueForKey: 通过 KVO 通知它们的值修改了。

那怎么实现并发了：
1.重写 - (BOOL)isAsynchronous 方法来告诉别人方法是否是并发。
2.一般我们会重写 start 方法来进行一些初始化操作。比如，如果判断线程被取消或者添加一些条件判断。
3.重写 main 方法做复杂逻辑操作。

三.NSOperation其他用法

operation 除了提供上述的用法外，还给我们提供了很多实用的方法。比如，等待完成、添加依赖、设置最大并发数、优先级等等。

Completion Block

当 operation 执行主任务完成后会回调一个 Completion Block 。我们可以在主任务执行完之后做一些刷新操作。但是我们无法保证回调 block 在主线程执行。如果需要这个 Completion Block，可以直接使用 operaion 的 setCompletionBlock: 添加 block。

理论上它应该是与触发 isFinished 的 KVO 通知所在的线程一致的，所以如果有必要的话我们可以在 completion block 中使用 GCD 来保证从主线程更新 UI。

添加依赖

在程序运行的时候，我们可能需要等待上一个 operation 执行完再执行下一个 operation。我们可以通过 operation 添加到 queue 之前使用 addDependency: 添加依赖。

注意的是，添加依赖后不可以产生循环依赖，比如 operationA 添加依赖 operationB，operationB 同时也添加依赖 operationA。当然，不同 queue 之间的 operation 也可以添加依赖，只是也不能出现循环依赖的情况。

最大并发数

NSOperationQueue 包含 maxConcurrentOperationCount 属性可以用来设置最大并发数。当我们属性值设置为 1 的时候，operation 相当于串行运行。

优先级

除了上述的依赖关系外，operation 还提供了优先级用来决定优先执行顺序，优先级高的会优先被执行。

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

但是优先级建立在 operation 的 isReady 为 YES 的基础上。也就是说，如果两个 operation 的 isReady 都为 YES 。那么优先级高的会优先执行。如果优先级高的 operation 的 isReady 为 NO，优先级低的 operation 的 isReady 为 YES，那么优先级低的 operation 优先执行。

参考链接：
https://developer.apple.com/reference/foundation/operation
http://blog.leichunfeng.com/blog/2015/07/29/ios-concurrency-programming-operation-queues/
http://www.jianshu.com/p/ebb3e42049fd#