NSOperation、NSOperationQueue学习
简介:
为什么要使用 NSOperation、NSOperationQueue？:
- 可添加完成的代码块，在操作完成后执行。
- 添加操作之间的依赖关系，方便的控制执行顺序。
- 设定操作执行的优先级。
- 可以方便的取消一个操作的执行。
- 使用KVO观察对操作执行状态的更改：isExecuteing、isFinished、isCancelled。
概念：
操作（Operation）:
- 执行操作的意思，在GCD中就是block中的代码，在NSOperation中，我们使用NSOperation子类、NSInvocationOperation、NSBlockOperation,或者自定义子类来封装操作。
操作队列：
- 即用来存放操作的队列。不同于GCD中的调用队列FIFO的原则。NSOperationQueue对于添加到队列中的操作，首先进入就绪状态（就绪状态取决于操作之间的依赖关系），然后进入就绪状态的操作开始执行（非结束顺序执行），根据操作自身属性设置的优先级决定
- 操作队列通过设置最大并发操作数，来控制并发和串行。
- NSOperationQueue为开发者提供两种不同类型的队列，主队列和自定义队列，主队列在主线程之上，自定义队列在后台执行。
NSOperation：
NSInvocationOperation
/**
* 使用子类 NSInvocationOperation
*/
- (void)useInvocationOperation {
// 1.创建 NSInvocationOperation 对象
NSInvocationOperation *op = [[NSInvocationOperation alloc] initWithTarget:self selector:@selector(task1) object:nil];
// 2.调用 start 方法开始执行操作
[op start];
}
/**
* 任务1
*/
- (void)task1 {
for (int i = 0; i < 2; i++) {
[NSThread sleepForTimeInterval:2]; // 模拟耗时操作
NSLog(@"1---%@", [NSThread currentThread]); // 打印当前线程
}
}
结果：
在不使用NSOperationQueue的情况下，单独使用NSInvocationOperation不会创建新线程，使用的是当前线程处理所有操作。
在其他线程单独调用NSInvocationOperation,不会开启新线程，使用其他线程来完成任务操作。
NSBlockOperation
当单独使用blockOperationWithBlock时，任务只会使用当前线程，不会开启新线程处理任务。
如果想开启新线程执行并行任务，需要结合是使用addExecutionBlock方法来实现。代码如下：
NSBlockOperation *op = [NSBlockOperation blockOperationWithBlock:^{
for (int i = 0; i < 2; ++i) {
[NSThread sleepForTimeInterval:2];
NSLog(@"1---%@", [NSThread currentThread]);
}
}];
[op addExecutionBlock:^{
for (int i = 0; i < 2; ++i) {
[NSThread sleepForTimeInterval:2];
NSLog(@"2---%@", [NSThread currentThread]);
}
}];
[op addExecutionBlock:^{
for (int i = 0; i < 2; ++i) {
[NSThread sleepForTimeInterval:2];
NSLog(@"3---%@", [NSThread currentThread]);
}
}];
[op addExecutionBlock:^{
for (int i = 0; i < 2; ++i) {
[NSThread sleepForTimeInterval:2];
NSLog(@"4---%@", [NSThread currentThread]);
}
}];
[op start];
NSOperationQueue
1、创建NSBlockOperation、NSInvocationOperation任务操作，并加入到队列中之后，可以开启新的线程，并发执行。
2、使用addOperationWithBlock加入队列中的操作也能够开启新的线程进行并发执行。
控制并发和串行：
注意：maxConcurrentOperationCount 控制的不是并发线程的数量，而是一个队列中同时能并发执行的最大操作数。而且一个操作也并非只能在一个线程中运行。
- maxConcurrentOperationCount 默认情况下为-1，表示不进行限制，可进行并发执行。
- maxConcurrentOperationCount 为1时，队列为串行队列。只能串行执行
- maxConcurrentOperationCount 大于1时，队列为并发队列。操作并发执行，当然这个值不应超过系统限制，即使自己设置一个很大的值，系统也会自动调整为 min{自己设定的值，系统设定的默认最大值}。
优先级
NSOperation提供了queuePriority（优先级）属性，queuePriority属性适用于同一操作队列中的操作，不适用于不同操作队列的操作。默认情况下，所有新创建的操作对象优先级都是NSOperationQueuePriorityNormal，但是我们可以通过setQueuePriority:方法来改变当前操作在同一队列中的执行优先级。
// 优先级的取值
typedef NS_ENUM(NSInteger, NSOperationQueuePriority) {
NSOperationQueuePriorityVeryLow = -8L,
NSOperationQueuePriorityLow = -4L,
NSOperationQueuePriorityNormal = 0,
NSOperationQueuePriorityHigh = 4,
NSOperationQueuePriorityVeryHigh = 8
};
在优先级中，需要注意的点：
1、优先级不能取代依赖关系，也就是在有依赖关系的时候，以依赖为先，其次是优先级。
2、在队列中就绪的操作，优先级高的先执行。
线程间通信
在 iOS 开发过程中，我们一般在主线程里边进行 UI 刷新，例如：点击、滚动、拖拽等事件。我们通常把一些耗时的操作放在其他线程，比如说图片下载、文件上传等耗时操作。而当我们有时候在其他线程完成了耗时操作时，需要回到主线程，那么就用到了线程之间的通讯。
// 1.创建队列
NSOperationQueue *queue = [[NSOperationQueue alloc] init];
// 2.添加操作
[queue addOperationWithBlock:^{
// 异步进行耗时操作
for (int i = 0; i < 2; i++) {
[NSThread sleepForTimeInterval:2]; // 模拟耗时操作
NSLog(@"1---%@", [NSThread currentThread]); // 打印当前线程
}
[[NSOperationQueue mainQueue] addOperationWithBlock:^{
// 进行一些 UI 刷新等操作
for (int i = 0; i < 2; i++) {
[NSThread sleepForTimeInterval:2]; // 模拟耗时操作
NSLog(@"2---%@", [NSThread currentThread]); // 打印当前线程
}
}];
}];
安全：
当多个线程同时有写操作，同时操作同一个全局变量时，有安全问题。
解决：同步加锁
- (void)initTicketStatusSave {
NSLog(@"currentThread---%@",[NSThread currentThread]); // 打印当前线程
self.ticketSurplusCount = 50;
self.lock = [[NSLock alloc] init];
NSOperationQueue *queue1 = [[NSOperationQueue alloc] init];
NSOperationQueue *queue2 = [[NSOperationQueue alloc] init];
NSBlockOperation *op1 = [NSBlockOperation blockOperationWithBlock:^{
[self saleTicketSafe];
}];
NSBlockOperation *op2 = [NSBlockOperation blockOperationWithBlock:^{
[self saleTicketSafe];
}];
// 5.添加操作，开始卖票
[queue1 addOperation:op1];
[queue2 addOperation:op2];
}
- (void)saleTicketSafe {
while (1) {
// 加锁
[self.lock lock];
if (self.ticketSurplusCount > 0) {
// 如果还有票，继续售卖
self.ticketSurplusCount--;
NSLog(@"%@", [NSString stringWithFormat:@"剩余票数:%ld 窗口:%@", (long)self.ticketSurplusCount, [NSThread currentThread]]);
[NSThread sleepForTimeInterval:.2];
}
[self.lock unlock];
if (self.ticketSurplusCount <= 0) {
NSLog(@"所有火车票均已售完");
break;
}
}
}
iOS 实现线程加锁有很多种方式。@synchronized、 NSLock、NSRecursiveLock、NSCondition、NSConditionLock、pthread_mutex、dispatch_semaphore、OSSpinLock等等各种方式。
常用属性和方法归纳
NSOperation 常用属性和方法
1、取消操作方法
(void)cancel; 可取消操作，实质是标记 isCancelled 状态。
2、判断操作状态方法(BOOL)isFinished; 判断操作是否已经结束。
(BOOL)isCancelled; 判断操作是否已经标记为取消。
(BOOL)isExecuting; 判断操作是否正在在运行。
(BOOL)isReady; 判断操作是否处于准备就绪状态，这个值和操作的依赖关系相关。
3、操作同步(void)waitUntilFinished; 阻塞当前线程，直到该操作结束。可用于线程执行顺序的同步。
(void)setCompletionBlock:(void (^)(void))block; completionBlock 会在当前操作执行完毕时执行 completionBlock。
(void)addDependency:(NSOperation *)op; 添加依赖，使当前操作依赖于操作 op 的完成。
(void)removeDependency:(NSOperation *)op; 移除依赖，取消当前操作对操作 op 的依赖。
@property (readonly, copy) NSArray*dependencies; 在当前操作开始执行之前完成执行的所有操作对象数组。
NSOperationQueue 常用属性和方法
1、取消/暂停/恢复操作
- (void)cancelAllOperations; 可以取消队列的所有操作。
- (BOOL)isSuspended; 判断队列是否处于暂停状态。 YES 为暂停状态，NO 为恢复状态。
- (void)setSuspended:(BOOL)b; 可设置操作的暂停和恢复，YES 代表暂停队列，NO 代表恢复队列。
2、操作同步 - (void)waitUntilAllOperationsAreFinished; 阻塞当前线程，直到队列中的操作全部执行完毕。
3、添加/获取操作 - (void)addOperationWithBlock:(void (^)(void))block; 向队列中添加一个 NSBlockOperation 类型操作对象。
- (void)addOperations:(NSArray *)ops waitUntilFinished:(BOOL)wait; 向队列中添加操作数组，wait 标志是否阻塞当前线程直到所有操作结束
- (NSArray *)operations; 当前在队列中的操作数组（某个操作执行结束后会自动从这个数组清除）。
- (NSUInteger)operationCount; 当前队列中的操作数。
4、获取队列
- (id)currentQueue; 获取当前队列，如果当前线程不是在 NSOperationQueue 上运行则返回 nil。
- (id)mainQueue; 获取主队列。
注意：
1、这里的暂停和取消（包括操作的取消和队列的取消）并不代表可以将当前的操作立即取消，而是当当前的操作执行完毕之后不再执行新的操作。
2、暂停和取消的区别就在于：暂停操作之后还可以恢复操作，继续向下执行；而取消操作之后，所有的操作就清空了，无法再接着执行剩下的操作。