iOS多线程实现——NSOperation的基本使用

今天和大家一起来讨论一下NSOperation的基本使用，有疏忽的地方，还望各位不吝赐教。

一、NSOperation简介

1、NSOperation

NSOperation苹果提供给我们的一套基于GCD的多线程解决方案，相比GCD多了一些更简单实用的功能也更加面向对象。
关于NSOperation在上一篇《iOS多线程实现——GCD的基本使用》中也提到了一丢丢，有兴趣的小伙伴可以先去看看，熟悉一下GCD的使用，阅读这篇文章更容易。

2、NSOperation作用

配合使用NSOperation和NSOperationQueue也能实现多线程

3、NSOperation实现步骤

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NSOptionQueue中
系统会将NSOperationQueue中的NSOperation取出来
将取出的NSOperation封装操作放到一条新的线程中进行执行

4、NSOperation相关子类

NSOperation是一个抽象类，不具备封装任务的能力，使用的时候是用的它的子类。使用NSOperation子类的方式有三种。
1、NSInvocationOperation
2、NSBlockOperation
3、自定义继承NSOperation，实现内部的相应的方法。

二、NSInvocationOperation基本使用

不配合NSOperationQueue直接使用，结果和直接调用task方法是一样的，都是在主线程串行执行的。

    // 1.创建操作，封装任务
    /*
     * 第一个参数：目标对象 self
     * 第二个参数：调用方法的名称
     * 第三个参数：前面方法需要接受的参数 nil
     */
    NSInvocationOperation *operation1 = [[NSInvocationOperation alloc] initWithTarget:self selector:@selector(task) object:nil];
    NSInvocationOperation *operation2 = [[NSInvocationOperation alloc] initWithTarget:self selector:@selector(task2) object:nil];
    NSInvocationOperation *operation3 = [[NSInvocationOperation alloc] initWithTarget:self selector:@selector(task3) object:nil];
    // 2、启动|执行操作
    [operation1 start];
    [operation2 start];
    [operation3 start];
    // 3、task方法实现
    - (void)task{
            NSLog(@"1-----%@",[NSThread currentThread]);
        }

    - (void)task2{
            NSLog(@"2-----%@",[NSThread currentThread]);
        }

     - (void)task3{
            NSLog(@"3-----%@",[NSThread currentThread]);
         }
    // 打印结果：
        1-----<NSThread: 0x600000261900>{number = 1, name = main}
        2-----<NSThread: 0x600000261900>{number = 1, name = main}
        3-----<NSThread: 0x600000261900>{number = 1, name = main}

三、NSBlockOperation基本使用

不配合NSOperationQueue直接使用，结果和直接调用task方法是一样的，都是在主线程串行执行的。

    // 1.创建操作，封装任务 NSBlockOperation有类方法直接使用
    NSBlockOperation *blockOperation1 = [NSBlockOperation blockOperationWithBlock:^{
        NSLog(@"1-----------%@",[NSThread currentThread]);
    }];
    
    NSBlockOperation *blockOperation2 = [NSBlockOperation blockOperationWithBlock:^{
        NSLog(@"2-----------%@",[NSThread currentThread]);
    }];
    
    NSBlockOperation *blockOperation3 = [NSBlockOperation blockOperationWithBlock:^{
        NSLog(@"3-----------%@",[NSThread currentThread]);
    }];
    // 2、启动|执行操作
    [operation1 start];
    [operation2 start];
    [operation3 start];
    // 打印结果：
        1-----<NSThread: 0x60800006b980>{number = 1, name = main}
        2-----<NSThread: 0x60800006b980>{number = 1, name = main}
        3-----<NSThread: 0x60800006b980>{number = 1, name = main}

    // 追加任务
    // 如果一个操作中的任务数量大于1，会开子线程，并发执行任务，当然不一定是子线程，有可能是主线程
    [blockOperation3 addExecutionBlock:^{
        NSLog(@"4-----------%@",[NSThread currentThread]);
    }];
    [blockOperation3 addExecutionBlock:^{
        NSLog(@"5-----------%@",[NSThread currentThread]);
    }];
    [blockOperation3 addExecutionBlock:^{
        NSLog(@"6-----------%@",[NSThread currentThread]);
    }];
    // 打印结果：
        1-----------<NSThread: 0x6080000612c0>{number = 1, name = main}
        2-----------<NSThread: 0x6080000612c0>{number = 1, name = main}
        3-----------<NSThread: 0x6080000612c0>{number = 1, name = main}
        5-----------<NSThread: 0x6080000612c0>{number = 1, name = main}
        4-----------<NSThread: 0x60000006d500>{number = 3, name = (null)}
        6-----------<NSThread: 0x60000006b680>{number = 4, name = (null)}

四、自定义继承NSOperation

1、GHOperation封装

    // GHOperation.h 文件 继承NSOperation
    @interface GHOperation : NSOperation
    @end
    // GHOperation.m 文件
    #import "GHOperation.h"
    @implementation GHOperation
    // 告知要执行的任务是什么
    - (void)main{
            NSLog(@"main------%@",[NSThread currentThread]);
        }
    @end

2、GHOperation使用

    // 1、封装操作
    GHOperation *op1 = [[GHOperation alloc] init];
    GHOperation *op2 = [[GHOperation alloc] init];
    // 2、创建队列
    NSOperationQueue *queue = [[NSOperationQueue alloc] init];
    // 3、添加操作到队列
    [queue addOperation:op1];
    [queue addOperation:op2];

五、NSOperationQueue基本使用

1、搭配NSInvocationOperation使用

    // 1.创建操作，封装任务
    /*
     * 第一个参数：目标对象 self
     * 第二个参数：调用方法的名称
     * 第三个参数：前面方法需要接受的参数 nil
     */
    NSInvocationOperation *operation1 = [[NSInvocationOperation alloc] initWithTarget:self selector:@selector(task) object:nil];
    NSInvocationOperation *operation2 = [[NSInvocationOperation alloc] initWithTarget:self selector:@selector(task2) object:nil];
    NSInvocationOperation *operation3 = [[NSInvocationOperation alloc] initWithTarget:self selector:@selector(task3) object:nil];
    // 2.创建队列
    /*
     GCD中的队列:
     串行类型：create & 主队列
     并发类型：create & 全局并发队列
     NSOperation中的队列：
     主队列：[NSOperationQueue mainQueue] 和GCD中的主队列相同
     非主队列：[[NSOperationQueue alloc] init] 非常特殊（同时具备串行和并发的功能）默认情况是并发队列
      */
    NSOperationQueue *queue = [[NSOperationQueue alloc] init];
    // 3、将操作添加到队列中
    [queue addOperation:operation1]; // 包含了 [operation start];
    [queue addOperation:operation2];
    [queue addOperation:operation3];
    // 4、task方法实现
    - (void)task{
            NSLog(@"1-----%@",[NSThread currentThread]);
        }

    - (void)task2{
            NSLog(@"2-----%@",[NSThread currentThread]);
        }

     - (void)task3{
            NSLog(@"3-----%@",[NSThread currentThread]);
         }
    // 打印结果：
        1-----<NSThread: 0x608000264040>{number = 3, name = (null)}
        2-----<NSThread: 0x60000007eec0>{number = 4, name = (null)}
        3-----<NSThread: 0x600000262600>{number = 5, name = (null)}

2、搭配NSBlockOperation使用

    // 1.创建操作，封装任务 NSBlockOperation有类方法直接使用
    NSBlockOperation *blockOperation1 = [NSBlockOperation blockOperationWithBlock:^{
        NSLog(@"1-----------%@",[NSThread currentThread]);
    }];
    
    NSBlockOperation *blockOperation2 = [NSBlockOperation blockOperationWithBlock:^{
        NSLog(@"2-----------%@",[NSThread currentThread]);
    }];
    
    NSBlockOperation *blockOperation3 = [NSBlockOperation blockOperationWithBlock:^{
        NSLog(@"3-----------%@",[NSThread currentThread]);
    }];
    // 2.创建队列
    /*
     GCD中的队列:
     串行类型：create & 主队列
     并发类型：create & 全局并发队列
     NSOperation中的队列：
     主队列：[NSOperationQueue mainQueue] 和GCD中的主队列相同
     非主队列：[[NSOperationQueue alloc] init] 非常特殊（同时具备串行和并发的功能）默认情况是并发队列
      */
    NSOperationQueue *queue = [[NSOperationQueue alloc] init];
    // 3、将操作添加到队列中
    [queue addOperation:operation1]; // 包含了 [operation start];
    [queue addOperation:operation2];
    [queue addOperation:operation3];
    // 打印结果：
        3-----------<NSThread: 0x608000070940>{number = 5, name = (null)}
        2-----------<NSThread: 0x60800006b040>{number = 4, name = (null)}
        1-----------<NSThread: 0x608000070000>{number = 3, name = (null)}
    
    // 简便方法 可以省略以上的1、3步骤。
    // 创建操作，添加操作到队列中
    [queue addOperationWithBlock:^{
        
    }];

六、NSOperation其他用法

1、非主队列的串行和并发设置

    // 1、创建队列
    // 默认是并发队列
    NSOperationQueue *queue = [[NSOperationQueue alloc] init];
    // 2、设置最大并发数量
    /* 同一时间最多有少个任务可以执行
    * 注意：串行执行任务 不等于 只是开了一条线程（线程同步）
    * maxConcurrentOperationCount > 1 并发队列
    * maxConcurrentOperationCount = 1 串行队列
    * maxConcurrentOperationCount = 0 不会被执行
    * maxConcurrentOperationCount = -1 最大值 不受限制
     */ 
    queue.maxConcurrentOperationCount = 1;
    
    // 3、封装操作
    NSBlockOperation *op1 = [NSBlockOperation blockOperationWithBlock:^{
        NSLog(@"1----------------------%@",[NSThread currentThread]);
    }];
    NSBlockOperation *op2 = [NSBlockOperation blockOperationWithBlock:^{
        NSLog(@"2----------------------%@",[NSThread currentThread]);
    }];
    NSBlockOperation *op3 = [NSBlockOperation blockOperationWithBlock:^{
        NSLog(@"3----------------------%@",[NSThread currentThread]);
    }];
    NSBlockOperation *op4 = [NSBlockOperation blockOperationWithBlock:^{
        NSLog(@"4----------------------%@",[NSThread currentThread]);
    }];
    NSBlockOperation *op5 = [NSBlockOperation blockOperationWithBlock:^{
        NSLog(@"5----------------------%@",[NSThread currentThread]);
    }];
    NSBlockOperation *op6 = [NSBlockOperation blockOperationWithBlock:^{
        NSLog(@"6----------------------%@",[NSThread currentThread]);
    }];
    // 4、添加到队列
    [queue addOperation:op1];
    [queue addOperation:op2];
    [queue addOperation:op3];
    [queue addOperation:op4];
    [queue addOperation:op5];
    [queue addOperation:op6];
    // 打印结果：
        1----------------------<NSThread: 0x600000076480>{number = 3, name = (null)}
        2----------------------<NSThread: 0x600000075ec0>{number = 4, name = (null)}
        3----------------------<NSThread: 0x600000076480>{number = 3, name = (null)}
        4----------------------<NSThread: 0x600000075ec0>{number = 4, name = (null)}
        5----------------------<NSThread: 0x600000076480>{number = 3, name = (null)}
        6----------------------<NSThread: 0x600000075ec0>{number = 4, name = (null)}

2、队列的暂停、恢复和取消方法

    /* 暂停方法，暂停状态是可以恢复为执行状态
     队列中的任务是有状态的：
         1、已经执行完毕的
         2、正在执行
         3、排队等待状态
      注意：不能暂停当前正在处于执行状态的任务
     */
    // 暂停
    [self.queue setSuspended:YES];
    // 恢复
    [self.queue setSuspended:NO];
    // 取消 -- 是不可以被恢复为执行状态的
    // 内部调用了所有操作的cancel方法
    [self.queue cancelAllOperations];

3、关于自定义继承NSOperation上述方法的补充：
如果采用了自定义的NSOperation进行实现，如果把大量的任务放入自定义NSOperation的mian函数中去执行，你会发现无法进行暂停和取消暂停的操作，因为你添加的时候肯定只会执行一次[queue addOperation:op]这个方法，相当于往队列中添加一次操作，而这个op是个整体，所以是没办法暂停和恢复的。

// GHOperation.m 文件
- (void)main{
    // 3个耗时操作
    for(NSInteger i = 0;i<1000;i++){
    
        NSLog(@"main------%@",[NSThread currentThread]);
        
    }
    // 如果执行了cancelAllOperations方法，内部调用了所有操作的cancel方法，cancelled会改变因此在这里会return
    if(self.cancelled) return;
    
    NSLog(@"===========================");
    
    for(NSInteger i = 0;i<1000;i++){
        
        NSLog(@"main------%@",[NSThread currentThread]);
        
    }
    // 这一句判断不要放在循环中去，因为不然每一次循环都要判断，虽然可以停止在某一个具体的任务之后，但是太耗费性能了。
    if(self.cancelled) return;
    
    NSLog(@"===========================");
    
    for(NSInteger i = 0;i<1000;i++){
        
        NSLog(@"main------%@",[NSThread currentThread]);
        
    }
}

4、操作依赖和操作监听的使用

    // 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]);
        
    }];
    
    NSBlockOperation *op3 = [NSBlockOperation blockOperationWithBlock:^{
        
        NSLog(@"3---------%@",[NSThread currentThread]);
        
    }];
    
    NSBlockOperation *op4 = [NSBlockOperation blockOperationWithBlock:^{
        
        NSLog(@"4---------%@",[NSThread currentThread]);
        
    }];
    // 3、添加操作依赖
    // 注意点：不能循环依赖 就是op1依赖op2 op2依赖op1 如此会造成死等，虽然并不会崩溃，但是没啥效果。
    // 自己动手：在两个不同的queue中可以跨队列依赖，在这里就不试验了
    [op1 addDependency:op2];
    [op3 addDependency:op2];
    // 操作监听 但是不一定和执行op3的线程是同一条，而且是和其他任务都是并发执行的，所以打印顺序不是你想的那样。
    op3.completionBlock = ^{
        NSLog(@"op3执行完毕----%@",[NSThread currentThread]);
    };
    // 4、添加到队列
    [queue addOperation:op1];
    [queue addOperation:op2];
    [queue addOperation:op3];
    [queue addOperation:op4];
    // 打印结果：
        2---------<NSThread: 0x60000026fb80>{number = 3, name = (null)}
        4---------<NSThread: 0x60000026efc0>{number = 4, name = (null)}
        3---------<NSThread: 0x60800026bd00>{number = 5, name = (null)}
        1---------<NSThread: 0x60800026b6c0>{number = 6, name = (null)}
        op3执行完毕----<NSThread: 0x60000026efc0>{number = 4, name = (null)}

5、实现线程中的通信 -- 以下载一张图片为例子

    / 开启子线程下载图片
    // 1、非主队列
    NSOperationQueue *queue = [[NSOperationQueue alloc] init];
    
    // 2、 封装操作
    NSBlockOperation *download = [NSBlockOperation blockOperationWithBlock:^{

        NSLog(@"&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&%@",[NSThread currentThread]);
        // 设置图片URL
        NSURL *url = [NSURL URLWithString:@"图片路径"];
        // 下载图片二进制数据
        NSData *data = [NSData dataWithContentsOfURL:url];
        // 将图片二进制数据转换为UIImage的格式
        UIImage *image = [UIImage imageWithData:data];
        // 更新UI 实现和主线程的通信
        [[NSOperationQueue mainQueue] addOperationWithBlock:^{
            
            self.icon.image = image;
            NSLog(@"======================%@",[NSThread currentThread]);
        }];
        
    }];
    // 3、添加操作到队列中去
    [queue addOperation:download];
    // 打印结果：
        &&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&<NSThread: 0x6000002681c0>{number = 3, name = (null)}
        =====================<NSThread: 0x600000261f40>{number = 1, name = main}

写在最后的话：关于NSOperation的知识今天就分享到这里，关于iOS多线程实现方面的问题欢迎大家和我交流，共同进步，谢谢各位。

最后编辑于：2018.08.14 16:00:24

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