iOS开发-NSOperation和NSOperationQueue的使用

NSOperation 是苹果公司对 GCD 的封装,完全面向对象,所以使用起来更好理解。
NSOperation 和 NSOperationQueue 分别对应 GCD 的 任务 和 队列 。

操作步骤:
1.将要执行的任务封装到一个 NSOperation 对象中。
2.将此任务添加到一个 NSOperationQueue 对象中。
3.然后系统就会自动在执行任务。

添加任务

NSOperation 只是一个抽象类,所以不能封装任务。
但它有 2 个子类用于封装任务。NSInvocationOperation 和 NSBlockOperation 。
创建一个 Operation 后,需要调用 start 方法来启动任务,它会 默认在当前队列同步执行。当然你也可以在中途取消一个任务,只需要调用其 cancel 方法即可。

NSInvocationOperation

示例代码:

-(void)test
{
    //1.创建NSInvocationOperation对象
    NSInvocationOperation *operation = [[NSInvocationOperation alloc] initWithTarget:self selector:@selector(run) object:nil];
    //2.开始执行
    [operation start];

}

-(void)run
{
    NSLog(@"run at %@",[NSThread currentThread]);
}

运行结果:

[19275:3197092] run at <NSThread: 0x60400007cc80>{number = 1, name = main}

NSBlockOperation

示例代码:

-(void)test
{
    //1.创建NSBlockOperation对象
    NSBlockOperation *operation = [NSBlockOperation blockOperationWithBlock:^{
        
        NSLog(@"%@", [NSThread currentThread]);
        
    }];
    
    //2.开始任务
    [operation start];
    
}

执行结果:

[19319:3204356] <NSThread: 0x60400006fec0>{number = 1, name = main}

这样的任务,默认会在当前线程执行。但是 NSBlockOperation 还有一个方法:addExecutionBlock: ,通过这个方法可以给 Operation 添加多个执行 Block。这样 Operation 中的任务 会并发执行,它会 在主线程和其它的多个线程 执行这些任务。

-(void)test2
{
    //1.创建NSBlockOperation对象
    NSBlockOperation *operation = [NSBlockOperation blockOperationWithBlock:^{
        
        NSLog(@"%@", [NSThread currentThread]);
        
    }];
    
    //添加多个Block
    for (NSInteger i = 0; i < 5; i++) {
        
        [operation addExecutionBlock:^{
            
            NSLog(@"第%ld次:%@", i, [NSThread currentThread]);
            
        }];
        
    }
    
    //2.开始任务
    [operation start];
    //NOTE:addExecutionBlock 方法必须在 start() 方法之前执行,否则就会报错:

// -[NSBlockOperation addExecutionBlock:]: blocks cannot be added 
//after the operation has started executing or finished'
}

运行结果:

[19340:3206687] 第0次:<NSThread: 0x60000046d440>{number = 4, name = (null)}
[19340:3206689] <NSThread: 0x604000263740>{number = 3, name = (null)}
[19340:3206686] 第1次:<NSThread: 0x604000263780>{number = 5, name = (null)}
[19340:3206601] 第2次:<NSThread: 0x6000000725c0>{number = 1, name = main}
[19340:3206687] 第3次:<NSThread: 0x60000046d440>{number = 4, name = (null)}
[19340:3206689] 第4次:<NSThread: 0x604000263740>{number = 3, name = (null)}

自定义Operation

除了上面的两种 Operation 以外,我们还可以自定义 Operation。自定义 Operation 需要继承 NSOperation 类,并实现其 main() 方法,因为在调用 start() 方法的时候,内部会调用 main() 方法完成相关逻辑。所以如果以上的两个类无法满足你的需求的时候,你就需要自定义了。你想要实现什么功能都可以写在里面。除此之外,你还需要实现 cancel() 在内的各种方法。

NSOperationQueue

调用一个 NSOperation 对象的 start() 方法来启动这个任务,但是这样默认是 同步执行 的。就算是 addExecutionBlock 方法,也会在 当前线程和其他线程 中执行,也就是说还是会占用当前线程。这是就要用到队列 NSOperationQueue 了。
按类型来说的话一共有两种类型:主队列、其他队列。
只要添加到队列,会自动调用任务的 start() 方法

主队列

多线程方案都会有一个主线程(iOS中,像 pthread 这种多系统的方案并没有,因为 UI线程 理论需要每种操作系统自己定制)。这是一个特殊的线程,必须串行。所以添加到主队列的任务都会一个接一个地排着队在主线程处理。

NSOperationQueue *queue = [NSOperationQueue mainQueue];

其他队列

因为主队列比较特殊,所以会单独有一个类方法来获得主队列。那么通过初始化产生的队列就是其他队列了。
注意:其他队列的任务会在其他线程并行执行。

//1.创建一个其他队列    
NSOperationQueue *queue = [[NSOperationQueue alloc] init];
//2.创建NSBlockOperation对象
NSBlockOperation *operation = [NSBlockOperation blockOperationWithBlock:^{
    NSLog(@"%@", [NSThread currentThread]);
}];
//3.添加多个Block
for (NSInteger i = 0; i < 5; i++)
 {
    [operation addExecutionBlock:^{
        NSLog(@"第%ld次:%@", i, [NSThread currentThread]);
    }];
}
//4.队列添加任务
[queue addOperation:operation];

执行结果:


[19376:3220751] 第1次:<NSThread: 0x604000263180>{number = 5, name = (null)}
[19376:3220745] 第0次:<NSThread: 0x604000262f00>{number = 4, name = (null)}
[19376:3220744] <NSThread: 0x600000468a80>{number = 3, name = (null)}
[19376:3220743] 第2次:<NSThread: 0x6040002631c0>{number = 6, name = (null)}
[19376:3220745] 第3次:<NSThread: 0x604000262f00>{number = 4, name = (null)}
[19376:3220751] 第4次:<NSThread: 0x604000263180>{number = 5, name = (null)}

将 NSOperationQueue 与 GCD的队列 相比较就会发现,这里没有并行队列,那如果我想要10个任务在其他线程串行的执行怎么办?

不用管串行、并行、同步、异步这些名词。NSOperationQueue 有一个参数 maxConcurrentOperationCount 最大并发数,用来设置最多可以让多少个任务同时执行。当你把它设置为 1 的时候,就是串行。

NSOperationQueue 还有一个添加任务的方法,- (void)addOperationWithBlock:(void (^)(void))block;,这样就可以添加一个任务到队列中了,十分方便。

NSOperation 有一个非常实用的功能,那就是添加依赖。比如有 3 个任务:A: 从服务器上下载一张图片,B:给这张图片加个水印,C:把图片返回给服务器。这时就可以用到依赖了:


-(void)test7
{
    //1.任务一:下载图片
    NSBlockOperation *operation1 = [NSBlockOperation blockOperationWithBlock:^{
        NSLog(@"下载图片 - %@", [NSThread currentThread]);
        [NSThread sleepForTimeInterval:1.0];
    }];
    //2.任务二:打水印
    NSBlockOperation *operation2 = [NSBlockOperation blockOperationWithBlock:^{
        NSLog(@"打水印   - %@", [NSThread currentThread]);
        [NSThread sleepForTimeInterval:1.0];
    }];
    //3.任务三:上传图片
    NSBlockOperation *operation3 = [NSBlockOperation blockOperationWithBlock:^{
        NSLog(@"上传图片 - %@", [NSThread currentThread]);
        [NSThread sleepForTimeInterval:1.0];
    }];
    //4.设置依赖
    [operation2 addDependency:operation1];      //任务二依赖任务一
    [operation3 addDependency:operation2];      //任务三依赖任务二
    //5.创建队列并加入任务
    NSOperationQueue *queue = [[NSOperationQueue alloc] init];
    [queue addOperations:@[operation3, operation2, operation1] waitUntilFinished:NO];
    
}

运行结果:

2017-11-13 16:57:38.558598+0800 NSOperationStudy[19735:3299963] 下载图片 - <NSThread: 0x60400007b800>{number = 3, name = (null)}
2017-11-13 16:57:39.563069+0800 NSOperationStudy[19735:3299958] 打水印   - <NSThread: 0x60000027ef00>{number = 4, name = (null)}
2017-11-13 16:57:40.567363+0800 NSOperationStudy[19735:3299963] 上传图片 - <NSThread: 0x60400007b800>{number = 3, name = (null)}

注意:不能添加相互依赖,会死锁,比如 A依赖B,B依赖A。
可以使用 removeDependency 来解除依赖关系。
可以在不同的队列之间依赖,依赖是添加到任务身上的,和队列没关系。

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