轻松学iOS多线程之 NSOperation 概述

前面我们已经对 iOS 多线程中的 NSThreadGCD 作了初步了解与使用,在 iOS 中,使用 NSOperation 也可以实现多线程的编程。

NSOperation 是对 GCD 的一个封装,GCD 是纯 C 语言,而 NSOperation 是 OC 语言。

在 NSOperation 中有两个核心概念:操作队列

操作与队列

  • NSOperation:用来封装操作
    • NSOperation 本身是一个抽象类,并不具备封装操作的能力,想要封装操作必须使用它的子类
    • NSOperation 的子类一共有 3 种
      • NSInvocationOperation
      • NSBlockOperation
      • 自定义子类继承 NSOperation,实现内部相应方法
  • NSOperationQueue:用来存放任务的队列
    • 主队列:通过 mainQueue 获得,凡是放到主队列中的任务都将在主线程中执行
    • 非主队列:直接通过 alloc init 创建出来,同时具备了并发和串行的功能,默认是并发执行,可以通过设置最大并发数来实现串行执行

实现多线程的步骤

使用 NSOperation 和 NSOperationQueue 实现多线程非常简单,只需要两个步骤:

  1. 将需要执行的操作封装到一个 NSOperation 对象中
  2. 将 NSOperation 对象添加到 NSOperationQueue 中

在执行任务时,系统会自动将 NSOperationQueue 中的 NSOperation 取出来,再取出 NSOperation 封装的操作放到一条新线程中执行。

NSOperation 的基本使用

  • NSInvocationOperation 封装操作
//创建队列
NSOperationQueue *queue = [[NSOperationQueue alloc]init];
//封装任务
NSInvocationOperation *op1 = [[NSInvocationOperation alloc] initWithTarget:self selector:@selector(run) object:nil];
//添加到队列
[queue addOperation:op1];
  • NSBlockOperation 封装操作(推荐使用)**
//创建队列
NSOperationQueue *queue = [[NSOperationQueue alloc]init];
//封装任务
NSBlockOperation *op1 = [NSBlockOperation blockOperationWithBlock:^{
    NSLog(@"1 --- %@", [NSThread currentThread]);
}];
//添加到队列
[queue addOperation:op1];
  • 在使用 NSBlockOperation封装操作时,如果操作对象中封装的任务数量 > 1,就会开启子线程,和当前线程一起执行任务,如果任务数量 <= 1,就不会开启子线程。

    //利用 addExecutionBlock 可以追加任务,追加的任务并非一定在子线程中执行
    [op1 addExecutionBlock:^{
          NSLog(@"1.1 --- %@", [NSThread currentThread]);
      }];
    
  • 使用 addOperationWithBlock 方法系统会自动先封装操作,再将操作添加到队列中

    //创建队列
    NSOperationQueue *queue = [[NSOperationQueue alloc] init];
    //封装任务并添加到队列
    [queue addOperationWithBlock:^{
          NSLog(@"2 --- %@", [NSThread currentThread]);
      }];
    
  • 自定义 NSOperation 封装操作

    • 通过重写内部的 main 方法实现封装操作
    • 有利于代码的封装和复用
    -(void)main {
        NSLog(@"自定义 NSOperation---%@",[NSThread currentThread]);
    }
    

NSOperation 的其他用法

  • 设置最大并发数
    • 该属性必须在任务添加到队列之前设置
    • 如果属性值 > 1,则该队列并发执行(同一时间最多执行的任务数就是设置的属性值);如果属性值 = 1,则串行执行;如果属性值 = 0,则不执行任何任务。
    • 属性值默认 = -1,表示并发执行所有任务
//创建队列
NSOperationQueue *queue = [[NSOperationQueue alloc] init];
queue.maxConcurrentOperationCount = 1;
  • 依赖与监听

    在之前想要实现必须完成某些任务后再执行特定的任务这样的需求时,我们可以使用 GCD 中的栅栏函数或者队列组来解决问题,同样的,在 NSOperation 中可以通过设置依赖来解决。

//1.创建队列
NSOperationQueue *queue = [[NSOperationQueue alloc] init];
//2.封装任务
NSBlockOperation *op1 = [NSBlockOperation blockOperationWithBlock:^{
    NSLog(@"1 --- %@", [NSThread currentThread]);
}];
NSBlockOperation *op2 = [NSBlockOperation blockOperationWithBlock:^{
    NSLog(@"2 --- %@", [NSThread currentThread]);
}];
NSBlockOperation *op3 = [NSBlockOperation blockOperationWithBlock:^{
    NSLog(@"3 --- %@", [NSThread currentThread]);
}];
//3.设置依赖
[op2 addDependency:op3];
[op1 addDependency:op2];
//4.将操作添加到队列
[queue addOperation:op1];
[queue addOperation:op2];
[queue addOperation:op3];
  • 如上设置依赖,则必须 op3 执行完毕才能执行 op2,op2 执行完毕才能执行 op1
  • 注意:依赖不能相互设置,且必须在添加到队列之前设置,可以对不同队列中的操作设置依赖
  • 补充:当一个任务执行完毕后,会在子线程中执行 completionBlock 中的代码块

    op2.completionBlock = ^{
          NSLog(@"op2 已经执行完毕 --- %@", [NSThread currentThread]);
      };
    
  • 队列的状态(暂停、恢复与取消)

    • 暂停(suspended 属性设置为 YES)

      • self.queue.suspended = YES;
      • 暂停队列只能暂停下一个操作,当前正在执行的操作必须要执行完毕
    • 恢复(suspended 属性设置为 NO)

      • [self.queue setSuspended:NO];
      • 继续执行当前队列中未执行的操作
    • 取消(cancelAllOperations)

      • [self.queue cancelAllOperations];
      • 取消队列中的所有任务,当前正在执行的任务要等到执行完毕之后才能取消
      • 取消操作之后是不能再恢复的,就好像所有的操作都被移除了
    • 自定义 NSOperation 的取消操作

      • 如果想要实现随时可以取消操作,可以在耗时操作内部进行判断,但是这样会消耗大量性能,不建议这样做
      for (int i = 0; i < 3000; i++) {
          NSLog(@"1 --- %i", i);
          if (self.isCancelled) {
              return;
          }
      }
      
    • 苹果官方建议:每执行完一段耗时操作,就判断一下当前操作是否被取消,如果被取消则退出,提高程序的性能

      for (int i = 0; i < 3000; i++) {
          NSLog(@"1 --- %i", i);
      }
      //判断操作是否被取消
      if (self.isCancelled) {
          return;
      }
      for (int i = 0; i < 3000; i++) {
          NSLog(@"2 --- %i", i);
      }
      

NSOperation 线程间的通信

//创建队列
NSOperationQueue *queue = [[NSOperationQueue alloc] init];
//封装任务
NSBlockOperation *download = [NSBlockOperation blockOperationWithBlock:^{
    NSURL *url = [NSURL URLWithString:@"http://a.hiphotos.baidu.com/image/pic/item/7acb0a46f21fbe091bd6251369600c338744ad29.jpg"];
    NSData *data = [NSData dataWithContentsOfURL:url];
    UIImage *image = [UIImage imageWithData:data];
    //回到主线程设置图片     
    [[NSOperationQueue mainQueue] addOperationWithBlock:^{
        self.imageView.image = image;
    }];
}];
//将操作添加到队列
[queue addOperation:download];

总结(子线程回到主线程的四种方法)

[self performSelectorOnMainThread:@selector(run) withObject:nil waitUntilDone:YES];
[self performSelector:@selector(run) onThread:[NSThread mainThread] withObject:nil waitUntilDone:YES];
dispatch_async(dispatch_get_main_queue(), ^{   });
[[NSOperationQueue mainQueue] addOperationWithBlock:^{ }];

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