NSOperation
简介
NSOperation的作用
- 配合使用NSOperation和NSOperationQueue也能实现多线程编程
- NSOperation和NSOperationQueue实现多线程的具体步骤
- 先将需要执行的操作封装到一个NSOperation对象中
- 然后将NSOperation对象添加到NSOperationQueue中
- 系统会自动将NSOperationQueue中的NSOperation取出来
- 将取出的NSOperation封装的操作放到一条新线程中执行
NSOperation是个抽象类,并不具备封装操作的能力,必须使用它的子类
使用NSOperation子类的方式有3种
1.NSInvocationOperation
01 NSInvocationOperation
//1.封装操作
第一个参数:目标对象
第二个参数:该操作要调用的方法,最多接受一个参数
第三个参数:调用方法传递的参数,如果方法不接受参数,那么该值传nil
NSInvocationOperation *operation = [[NSInvocationOperation alloc]
initWithTarget:self selector:@selector(sel) object:nil];
//2.启动操作
[operation 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
只有将NSOperation放到一个NSOperationQueue中,才会异步执行操作
2.NSBlockOperation
02 NSBlockOperation
//1.封装操作
NSBlockOperation提供了一个类方法,在该类方法中封装操作
NSBlockOperation *operation = [NSBlockOperation blockOperationWithBlock:^{
//在主线程中执行
NSLog(@"---download1--%@",[NSThread currentThread]);
}];
//2.追加操作,追加的操作在子线程中执行
[operation addExecutionBlock:^{
NSLog(@"---download2--%@",[NSThread currentThread]);
}];
[operation addExecutionBlock:^{
NSLog(@"---download3--%@",[NSThread currentThread]);
}];
//3.启动执行操作
[operation start];
- 注意:只要NSBlockOperation封装的操作数 > 1,就会异步执行操作
3.自定义子类继承NSOperation,实现内部相应的方法
//如何封装操作?
//自定义的NSOperation,通过重写内部的main方法实现封装操作
-(void)main
{
NSLog(@"--main--%@",[NSThread currentThread]);
}
//1.实例化一个自定义操作对象
Operation *op = [[Operation alloc]init];
//2.执行操作
[op start];
- 重写- (void)main方法的注意点
自己创建自动释放池(因为如果是异步操作,无法访问主线程的自动释放池),经常通过-(BOOL)isCancelled方法检测操作是否被取消,对取消做出响应
NSOperationQueue
NSOperationQueue的作用
- NSOperation可以调用start方法来执行任务,但默认是同步执行的
如果将NSOperation添加到NSOperationQueue(操作队列)中,系统会自动异步执行NSOperation中的操作
NSOperationQueue基本使用
-
(1)NSOperation中的两种队列
- 01 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执行
- 02 非主队列 直接alloc init出来的队列。非主队列同时具备了并发和串行的功能,通过设置最大并发数属性来控制任务是并发执行还是串行执行
(2)相关代码
//自定义NSOperation
-(void)customOperation
{
//1.创建队列
NSOperationQueue *queue = [[NSOperationQueue alloc]init];
//2.封装操作
//好处:1.信息隐蔽
//2.代码复用
Operation *op1 = [[Operation alloc]init];
Operation *op2 = [[Operation alloc]init];
//3.添加操作到队列中
[queue addOperation:op1];
[queue addOperation:op2];
}
//NSBlockOperation
- (void)block
{
//1.创建队列
NSOperationQueue *queue = [[NSOperationQueue alloc]init];
//2.封装操作
NSBlockOperation *op1 = [NSBlockOperation blockOperationWithBlock:^{
NSLog(@"1----%@",[NSThread currentThread]);
}];
NSBlockOperation *op2 = [NSBlockOperation blockOperationWithBlock:^{
NSLog(@"2----%@",[NSThread currentThread]);
}];
[op2 addExecutionBlock:^{
NSLog(@"3----%@",[NSThread currentThread]);
}];
[op2 addExecutionBlock:^{
NSLog(@"4----%@",[NSThread currentThread]);
}];
//3.添加操作到队列中
[queue addOperation:op1];
[queue addOperation:op2];
//补充:简便方法
[queue addOperationWithBlock:^{
NSLog(@"5----%@",[NSThread currentThread]);
}];
}
NSInvocationOperation
- (void)invocation
{
//1.创建队列
NSOperationQueue *queue = [[NSOperationQueue alloc]init];
//2.封装操作
NSInvocationOperation *op1 = [[NSInvocationOperation alloc]initWithTarget:self selector:@selector(download1) object:nil];
NSInvocationOperation *op2 = [[NSInvocationOperation alloc]initWithTarget:self selector:@selector(download2) object:nil];
NSInvocationOperation *op3 = [[NSInvocationOperation alloc]initWithTarget:self selector:@selector(download3) object:nil];
//3.把封装好的操作添加到队列中
[queue addOperation:op1];//[op1 start]
[queue addOperation:op2];
[queue addOperation:op3];
GCD中的队列与NSOperationQueue区别
-
GCD中的队列:
- 串行队列:自己创建的,主队列
- 并发队列:自己创建的,全局并发队列
-
NSOperationQueue
- 主队列:[NSOperationQueue mainqueue];凡事放在主队列中的操作都在主线程中执行
- 非主队列:[[NSOperationQueue alloc]init],并发和串行,默认是并发执行的
NSOperation其它用法
- (1)设置最大并发数【控制任务并发和串行】
1.创建队列
NSOperationQueue *queue = [[NSOperationQueue alloc]init];
//2.设置最大并发数
//注意点:该属性需要在任务添加到队列中之前进行设置
//该属性控制队列是串行执行还是并发执行
//如果最大并发数等于1,那么该队列是串行的,如果大于1那么是并行的
//系统的最大并发数有个默认的值,为-1,如果该属性设置为0,那么不会执行任何任务
queue.maxConcurrentOperationCount = 2;
- (2)暂停和恢复以及取消
//设置暂停和恢复
//suspended设置为YES表示暂停,suspended设置为NO表示恢复
//暂停表示不继续执行队列中的下一个任务,暂停操作是可以恢复的
if (self.queue.isSuspended) {
self.queue.suspended = NO;
}else
{
self.queue.suspended = YES;
}
//取消队列里面的所有操作
//取消之后,当前正在执行的操作的下一个操作将不再执行,而且永远都不在执行,就像后面的所有任务都从队列里面移除了一样
//取消操作是不可以恢复的
[self.queue cancelAllOperations];
---------自定义NSOperation取消操作--------------------------
-(void)main
{
//耗时操作1
for (int i = 0; i<1000; i++) {
NSLog(@"任务1-%d--%@",i,[NSThread currentThread]);
}
NSLog(@"+++++++++++++++++++++++++++++++++");
//苹果官方建议,每当执行完一次耗时操作之后,就查看一下当前队列是否为取消状态,如果是,那么就直接退出
//好处是可以提高程序的性能
if (self.isCancelled) {
return;
}
//耗时操作2
for (int i = 0; i<1000; i++) {
NSLog(@"任务1-%d--%@",i,[NSThread currentThread]);
}
NSLog(@"+++++++++++++++++++++++++++++++++");
}
NSOperation实现线程间通信
- 开子线程下载图片
//1.创建队列
NSOperationQueue *queue = [[NSOperationQueue alloc]init];
//2.使用简便方法封装操作并添加到队列中
[queue addOperationWithBlock:^{
//3.在该block中下载图片
NSURL *url = [NSURL URLWithString:@"http://图片的网上地址"];
NSData *data = [NSData dataWithContentsOfURL:url];
UIImage *image = [UIImage imageWithData:data];
NSLog(@"下载图片操作--%@",[NSThread currentThread]);
//4.回到主线程刷新UI
[[NSOperationQueue mainQueue] addOperationWithBlock:^{
self.imageView.image = image;
NSLog(@"刷新UI操作---%@",[NSThread currentThread]);
}];
}];
- (2)下载多张图片合成综合案例(设置操作依赖)
//02 综合案例
- (void)download2
{
NSLog(@"----");
//1.创建队列
NSOperationQueue *queue = [[NSOperationQueue alloc]init];
//2.封装操作下载图片1
NSBlockOperation *op1 = [NSBlockOperation blockOperationWithBlock:^{
NSURL *url = [NSURL URLWithString:@"图片的网上地址"];
NSData *data = [NSData dataWithContentsOfURL:url];
//拿到图片数据
self.image1 = [UIImage imageWithData:data];
}];
//3.封装操作下载图片2
NSBlockOperation *op2 = [NSBlockOperation blockOperationWithBlock:^{
NSURL *url = [NSURL URLWithString:图片的网上地址"];
NSData *data = [NSData dataWithContentsOfURL:url];
//拿到图片数据
self.image2 = [UIImage imageWithData:data];
}];
//4.合成图片
NSBlockOperation *combine = [NSBlockOperation blockOperationWithBlock:^{
//4.1 开启图形上下文
UIGraphicsBeginImageContext(CGSizeMake(200, 200));
//4.2 画image1
[self.image1 drawInRect:CGRectMake(0, 0, 200, 100)];
//4.3 画image2
[self.image2 drawInRect:CGRectMake(0, 100, 200, 100)];
//4.4 根据图形上下文拿到图片数据
UIImage *image = UIGraphicsGetImageFromCurrentImageContext();
// NSLog(@"%@",image);
//4.5 关闭图形上下文
UIGraphicsEndImageContext();
//7.回到主线程刷新UI
[[NSOperationQueue mainQueue]addOperationWithBlock:^{
self.imageView.image = image;
NSLog(@"刷新UI---%@",[NSThread currentThread]);
}];
}];
//5.设置操作依赖
[combine addDependency:op1];
[combine addDependency:op2];
//6.添加操作到队列中执行
[queue addOperation:op1];
[queue addOperation:op2];
[queue addOperation:combine];
}
补充操作依赖
NSOperation之间可以设置依赖来保证执行顺序,比如一定要让操作A执行完后,才能执行操作B,可以这么写,[operationB addDependency:operationA];//操作B依赖于操作A,可以在不同queue的NSOperation之间创建依赖关系
操作的监听
可以监听一个操作的执行完毕
- (void (^)(void))completionBlock;
- (void)setCompletionBlock:(void (^)(void))block;
RunLoop
RunLoop概念
从字面意思看,运行循环,跑圈
基本作用
保持程序的持续运行
处理App中的各种事件(比如触摸事件、定时器事件、Selector事件)
节省CPU资源,提高程序性能:该做事时做事,该休息时休息
......-
1 重要说明
- (1)如果没有Runloop,那么程序一启动就会退出,什么事情都做不了。
- (2)如果有了Runloop,那么相当于在内部有一个死循环,能够保证程序的持续运行
- (3)main函数中的Runloop
- a 在UIApplication函数内部就启动了一个Runloop,该函数返回一个int类型的值
- b 这个默认启动的Runloop是跟主线程相关联的
Runloop参考资料
(1)苹果官方文档
https://developer.apple.com/library/mac/documentation/Cocoa/Conceptual/Multithreading/RunLoopManagement/RunLoopManagement.html
(2)CFRunLoopRef开源代码下载地址:
http://opensource.apple.com/source/CF/CF-1151.16/
RunLoop对象
iOS中有2套API来访问和使用RunLoop
Foundation
NSRunLoop
Core Foundation
CFRunLoopRef
NSRunLoop和CFRunLoopRef都代表着RunLoop对象
NSRunLoop是基于CFRunLoopRef的一层OC包装,所以要了解RunLoop内部结构,需要多研究CFRunLoopRef层面的API(Core Foundation层面)
1.获得当前Runloop对象
//01 NSRunloop
NSRunLoop * runloop1 = [NSRunLoop currentRunLoop];
//02 CFRunLoopRef
CFRunLoopRef runloop2 = CFRunLoopGetCurrent();
2.拿到当前应用程序的主Runloop(主线程对应的Runloop)
//01 NSRunloop
NSRunLoop * runloop1 = [NSRunLoop mainRunLoop];
//02 CFRunLoopRef
CFRunLoopRef runloop2 = CFRunLoopGetMain();
RunLoop与线程
- 每条线程都有唯一的一个与之对应的RunLoop对象
- 主线程的RunLoop已经自动创建好了,子线程的RunLoop需要主动创建
- RunLoop在第一次获取时创建,在线程结束时销毁
注意
- 1.一条线程对应一个RunLoop
- 2.主线程的RunLoop默认已经创建好了, 而子线程的需要我们自己手动创建
- 3.一个NSRunLoop/CFRunLoopRef, 就代表一个RunLoop对象
- 4.获取当前线程对应的RunLoop对象,currentRunLoop/CFRunLoopGetCurrent
- 5.获取主线程对应的RunLoop对象,mainRunLoop/CFRunLoopGetMain
- 6.只要线程结束了, 那么与之对应的RunLoop对象也会被释放
//默认已经创建RunLoop
NSThread *thread = [[NSThread alloc] initWithTarget:self selector:@selector(show) object:nil];
[thread start];
- (void)show
{
// [[NSRunLoop alloc] init]; //注意,如果想给子线程添加RunLoop, 不能直接alloc init
[NSRunLoop currentRunLoop];
// 只要调用currentRunLoop方法, 系统就会自动创建一个RunLoop, 添加到当前线程中
}
RunLoop相关类
- (1)Runloop运行原理图
- (2)五个相关的类
a.CFRunloopRef
b.CFRunloopModeRef【Runloop的运行模式】
c.CFRunloopSourceRef【Runloop要处理的事件源】
d.CFRunloopTimerRef【Timer事件】
e.CFRunloopObserverRef【Runloop的观察者(监听者)】
- (3)Runloop和相关类之间的关系图
- (4)Runloop要想跑起来,它的内部必须要有一个mode,这个mode里面必须有source\observer\timer,至少要有其中的一个。
CFRunloopRef
- 1.CFRunloopModeRef代表着Runloop的运行模式
- 2.一个Runloop中可以有多个mode,一个mode里面又可以有多个source\observer\timer等等
- 3.每次runloop启动的时候,只能指定一个mode,这个mode被称为该Runloop的当前mode
- 4.如果需要切换mode,只能先退出当前Runloop,再重新指定一个mode进入
- 5.这样做主要是为了分割不同组的定时器等,让他们相互之间不受影响
CFRunloopModeRef【Runloop的运行模式】
- 系统默认注册了5个mode
- 1.kCFRunLoopDefaultMode:App的默认Mode,通常主线程是在这个Mode下运行
- 2.UITrackingRunLoopMode:界面跟踪 Mode,用于 ScrollView 追踪触摸滑动,保证界面滑动时不受其他 Mode 影响
- 3.UIInitializationRunLoopMode: 在刚启动App时第进入的第一个 Mode,启动完成后就不再使用
- 4.GSEventReceiveRunLoopMode:接受系统事件的内部Mode,通常用不到
- 5.kCFRunLoopCommonModes:这是一个占位用的Mode,不是一种真正的Mode
CFRunloopSourceRef【Runloop要处理的事件源】
1.是事件源也就是输入源,有两种分类模式;
一种是按照苹果官方文档进行划分的
另一种是基于函数的调用栈来进行划分的(source0和source1)。
2.具体的分类情况
-
(1)以前的分法
- Port-Based Sources
- Custom Input Sources
- Cocoa Perform Selector Sources
-
(2)现在的分法
- Source0:非基于Port的
- Source1:基于Port的
3.可以通过打断点的方式查看一个方法的函数调用栈
CFRunloopTimerRef【Timer事件】
CFRunLoopTimerRef是基于时间的触发器
CFRunLoopTimerRef基本上说的就是NSTimer,它受RunLoop的Mode影响
/*
说明:
(1)runloop一启动就会选中一种模式,当选中了一种模式之后其它的模式就都不鸟。一个mode里面可以添加多个NSTimer,也就是说以后当创建NSTimer的时候,可以指定它是在什么模式下运行的。
(2)它是基于时间的触发器,说直白点那就是时间到了我就触发一个事件,触发一个操作。基本上说的就是NSTimer
(3)相关代码
*/
- (void)timer2
{
//NSTimer 调用了scheduledTimer方法,那么会自动添加到当前的runloop里面去,而且runloop的运行模式kCFRunLoopDefaultMode
NSTimer *timer = [NSTimer scheduledTimerWithTimeInterval:2.0 target:self selector:@selector(run) userInfo:nil repeats:YES];
//更改模式
[[NSRunLoop currentRunLoop] addTimer:timer forMode:NSRunLoopCommonModes];
}
- (void)timer1
{
// [NSTimer scheduledTimerWithTimeInterval:2.0 target:self selector:@selector(run) userInfo:nil repeats:YES];
NSTimer *timer = [NSTimer timerWithTimeInterval:2.0 target:self selector:@selector(run) userInfo:nil repeats:YES];
//定时器添加到UITrackingRunLoopMode模式,一旦runloop切换模式,那么定时器就不工作
// [[NSRunLoop currentRunLoop] addTimer:timer forMode:UITrackingRunLoopMode];
//定时器添加到NSDefaultRunLoopMode模式,一旦runloop切换模式,那么定时器就不工作
// [[NSRunLoop currentRunLoop] addTimer:timer forMode:NSDefaultRunLoopMode];
//占位模式:common modes标记
//被标记为common modes的模式 kCFRunLoopDefaultMode UITrackingRunLoopMode
[[NSRunLoop currentRunLoop] addTimer:timer forMode:NSRunLoopCommonModes];
// NSLog(@"%@",[NSRunLoop currentRunLoop]);
}
- (void)run
{
NSLog(@"---run---%@",[NSRunLoop currentRunLoop].currentMode);
}
- (IBAction)btnClick {
NSLog(@"---btnClick---");
}
- GCD的定时器不受RunLoop的Mode影响
GCD中的定时器
```objc
//0.创建一个队列
dispatch_queue_t queue = dispatch_get_global_queue(0, 0);
//1.创建一个GCD的定时器
/*
第一个参数:说明这是一个定时器
第四个参数:GCD的回调任务添加到那个队列中执行,如果是主队列则在主线程执行
*/
dispatch_source_t timer = dispatch_source_create(DISPATCH_SOURCE_TYPE_TIMER, 0, 0, queue);
//2.设置定时器的开始时间,间隔时间以及精准度
//设置开始时间,三秒钟之后调用
dispatch_time_t start = dispatch_time(DISPATCH_TIME_NOW,3.0 *NSEC_PER_SEC);
//设置定时器工作的间隔时间
uint64_t intevel = 1.0 * NSEC_PER_SEC;
/*
第一个参数:要给哪个定时器设置
第二个参数:定时器的开始时间DISPATCH_TIME_NOW表示从当前开始
第三个参数:定时器调用方法的间隔时间
第四个参数:定时器的精准度,如果传0则表示采用最精准的方式计算,如果传大于0的数值,则表示该定时切换i可以接收该值范围内的误差,通常传0
该参数的意义:可以适当的提高程序的性能
注意点:GCD定时器中的时间以纳秒为单位(面试)
*/
dispatch_source_set_timer(timer, start, intevel, 0 * NSEC_PER_SEC);
//3.设置定时器开启后回调的方法
/*
第一个参数:要给哪个定时器设置
第二个参数:回调block
*/
dispatch_source_set_event_handler(timer, ^{
NSLog(@"------%@",[NSThread currentThread]);
});
//4.执行定时器
dispatch_resume(timer);
//注意:dispatch_source_t本质上是OC类,在这里是个局部变量,需要强引用
self.timer = timer;
CFRunloopObserverRef【Runloop的观察者(监听者)】
(1)CFRunLoopObserverRef是观察者,能够监听RunLoop的状态改变
(2)如何监听
//创建一个runloop监听者
CFRunLoopObserverRef observer = CFRunLoopObserverCreateWithHandler(CFAllocatorGetDefault(),kCFRunLoopAllActivities, YES, 0, ^(CFRunLoopObserverRef observer, CFRunLoopActivity activity) {
NSLog(@"监听runloop状态改变---%zd",activity);
});
//为runloop添加一个监听者
CFRunLoopAddObserver(CFRunLoopGetCurrent(), observer, kCFRunLoopDefaultMode);
CFRelease(observer);
- (3)监听的状态
typedef CF_OPTIONS(CFOptionFlags, CFRunLoopActivity) {
kCFRunLoopEntry = (1UL << 0), //即将进入Runloop
kCFRunLoopBeforeTimers = (1UL << 1), //即将处理NSTimer
kCFRunLoopBeforeSources = (1UL << 2), //即将处理Sources
kCFRunLoopBeforeWaiting = (1UL << 5), //即将进入休眠
kCFRunLoopAfterWaiting = (1UL << 6), //刚从休眠中唤醒
kCFRunLoopExit = (1UL << 7), //即将退出runloop
kCFRunLoopAllActivities = 0x0FFFFFFFU //所有状态改变
};
Runloop运行逻辑
Runloop应用
NSTimer
ImageView显示
PerformSelector
常驻线程
自动释放池