iOS中的NSOperation和NSOperationQueue

//NSInvocationOperation  NSBlockOperation
    /**
     操作队列(Operation Queues):
     这里的队列指操作队列,即用来存放操作的队列。不同于 GCD 中的调度队列 FIFO(先进先出)的原则。NSOperationQueue 对于添加到队列中的操作,首先进入准备就绪的状态(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的开始执行顺序(非结束执行顺序)由操作之间相对的优先级决定(优先级是操作对象自身的属性)。
     操作队列通过设置最大并发操作数(maxConcurrentOperationCount)来控制并发、串行。
     NSOperationQueue 为我们提供了两种不同类型的队列:主队列和自定义队列。主队列运行在主线程之上,而自定义队列在后台执行。
     */
    
    /**
     NSOperation 实现多线程的使用步骤分为三步:

     创建操作:先将需要执行的操作封装到一个 NSOperation 对象中。
     创建队列:创建 NSOperationQueue 对象。
     将操作加入到队列中:将 NSOperation 对象添加到 NSOperationQueue 对象中。
     之后呢,系统就会自动将 NSOperationQueue 中的 NSOperation 取出来,在新线程中执行操作。
     */
    
//    //使用子类 NSInvocationOperation
//    // 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];
//    NSLog(@"2---%@", [NSThread currentThread]); // 打印当前线程
    
//    // 1.创建 NSBlockOperation 对象
//    NSBlockOperation *op = [NSBlockOperation blockOperationWithBlock:^{
//        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
//            //在没有使用 NSOperationQueue、在主线程中单独使用 NSBlockOperation 执行一个操作的情况下,操作是在当前线程执行的,并没有开启新线程。
//        }
//    }];
//    NSLog(@"2---%@", [NSThread currentThread]); // 打印当前线程
//    // 2.调用 start 方法开始执行操作
//    [op start];
//    NSLog(@"3---%@", [NSThread currentThread]); // 打印当前线程
    
//    /**
//    * 使用子类 NSBlockOperation
//    * 调用方法 AddExecutionBlock:
//    */
//    // 1.创建 NSBlockOperation 对象
//    NSBlockOperation *op = [NSBlockOperation blockOperationWithBlock:^{
//        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
//        }
//    }];
//
//    // 2.添加额外的操作
//    [op addExecutionBlock:^{
//        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
//        }
//    }];
//    [op addExecutionBlock:^{
//        for (int i = 0; i < 2; i++) {
//            [NSThread sleepForTimeInterval:2]; // 模拟耗时操作
//            NSLog(@"3---%@", [NSThread currentThread]); // 打印当前线程
//        }
//    }];
//    [op addExecutionBlock:^{
//        for (int i = 0; i < 2; i++) {
//            [NSThread sleepForTimeInterval:2]; // 模拟耗时操作
//            NSLog(@"4---%@", [NSThread currentThread]); // 打印当前线程
//        }
//    }];
//    [op addExecutionBlock:^{
//        for (int i = 0; i < 2; i++) {
//            [NSThread sleepForTimeInterval:2]; // 模拟耗时操作
//            NSLog(@"5---%@", [NSThread currentThread]); // 打印当前线程
//        }
//    }];
//    [op addExecutionBlock:^{
//        for (int i = 0; i < 2; i++) {
//            [NSThread sleepForTimeInterval:2]; // 模拟耗时操作
//            NSLog(@"6---%@", [NSThread currentThread]); // 打印当前线程
//        }
//    }];
//    [op addExecutionBlock:^{
//        for (int i = 0; i < 2; i++) {
//            [NSThread sleepForTimeInterval:2]; // 模拟耗时操作
//            NSLog(@"7---%@", [NSThread currentThread]); // 打印当前线程
//        }
//    }];
//    [op addExecutionBlock:^{
//        for (int i = 0; i < 2; i++) {
//            [NSThread sleepForTimeInterval:2]; // 模拟耗时操作
//            NSLog(@"8---%@", [NSThread currentThread]); // 打印当前线程
//        }
//    }];
//
//    // 3.调用 start 方法开始执行操作
//    [op start];
    
    /**
     NSOperationQueue 的创建。
     NSOperationQueue 一共有两种队列:主队列、自定义队列。其中自定义队列同时包含了串行、并发功能。下边是主队列、自定义队列的基本创建方法和特点。
     1 主队列
     - 凡是添加到主队列中的操作,都会放到主线程中执行(注:不包括操作使用addExecutionBlock:添加的额外操作,额外操作可能在其他线程执行,感谢指正)。
     2 自定义队列(非主队列)
     - 添加到这种队列中的操作,就会自动放到子线程中执行。
     - 同时包含了:串行、并发功能。
     */
    
//    /**
//     使用 NSOperation 子类创建操作,并使用 addOperation: 将操作加入到操作队列后能够开启新线程,进行并发执行。
//     */
//    // 1.创建自定义队列
//    NSOperationQueue *queue = [[NSOperationQueue alloc] init];
//
//    // 2.创建操作
//    // 使用 NSInvocationOperation 创建操作1
//    NSInvocationOperation *op1 = [[NSInvocationOperation alloc] initWithTarget:self selector:@selector(task1) object:nil];
//
//    // 使用 NSInvocationOperation 创建操作2
//    NSInvocationOperation *op2 = [[NSInvocationOperation alloc] initWithTarget:self selector:@selector(task2) object:nil];
//
//    // 使用 NSBlockOperation 创建操作3
//    NSBlockOperation *op3 = [NSBlockOperation blockOperationWithBlock:^{
//        for (int i = 0; i < 2; i++) {
//            [NSThread sleepForTimeInterval:2]; // 模拟耗时操作
//            NSLog(@"3---%@", [NSThread currentThread]); // 打印当前线程
//        }
//    }];
//    [op3 addExecutionBlock:^{
//        for (int i = 0; i < 2; i++) {
//            [NSThread sleepForTimeInterval:2]; // 模拟耗时操作
//            NSLog(@"4---%@", [NSThread currentThread]); // 打印当前线程
//        }
//    }];
//
//    // 3.使用 addOperation: 添加所有操作到队列中
//    [queue addOperation:op1]; // [op1 start]
//    [queue addOperation:op2]; // [op2 start]
//    [queue addOperation:op3]; // [op3 start]
    
//    /**
//     无需先创建操作,在 block 中添加操作,直接将包含操作的 block 加入到队列中。
//    使用 addOperationWithBlock: 将操作加入到操作队列后能够开启新线程,进行并发执行。
//     */
//    // 1.创建队列
//    NSOperationQueue *queue = [[NSOperationQueue alloc] init];
//
//    // 2.使用 addOperationWithBlock: 添加操作到队列中
//    [queue addOperationWithBlock:^{
//        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
//        }
//    }];
//    [queue addOperationWithBlock:^{
//        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
//        }
//    }];
//    [queue addOperationWithBlock:^{
//        for (int i = 0; i < 2; i++) {
//            [NSThread sleepForTimeInterval:2]; // 模拟耗时操作
//            NSLog(@"3---%@", [NSThread currentThread]); // 打印当前线程
//        }
//    }];
//    [queue addOperationWithBlock:^{
//        for (int i = 0; i < 2; i++) {
//            [NSThread sleepForTimeInterval:2]; // 模拟耗时操作
//            NSLog(@"4---%@", [NSThread currentThread]); // 打印当前线程
//        }
//    }];
    
    /**
     
     NSOperationQueue 控制串行执行、并发执行
     NSOperationQueue 创建的自定义队列同时具有串行、并发功能,上边我们演示了并发功能,那么他的串行功能是如何实现的?
     这里有个关键属性 maxConcurrentOperationCount,叫做最大并发操作数。用来控制一个特定队列中可以有多少个操作同时参与并发执行。
     注意:这里 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}。
     
     */
    /**
     设置 MaxConcurrentOperationCount(最大并发操作数)
     */
//    // 1.创建队列
//    NSOperationQueue *queue = [[NSOperationQueue alloc] init];
//
//    // 2.设置最大并发操作数
//    queue.maxConcurrentOperationCount = 1; // 串行队列
//// queue.maxConcurrentOperationCount = 2; // 并发队列
//// queue.maxConcurrentOperationCount = 8; // 并发队列
//
//    // 3.添加操作
//    [queue addOperationWithBlock:^{
//        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
//        }
//    }];
//    [queue addOperationWithBlock:^{
//        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
//        }
//    }];
//    [queue addOperationWithBlock:^{
//        for (int i = 0; i < 2; i++) {
//            [NSThread sleepForTimeInterval:2]; // 模拟耗时操作
//            NSLog(@"3---%@", [NSThread currentThread]); // 打印当前线程
//        }
//    }];
//    [queue addOperationWithBlock:^{
//        for (int i = 0; i < 2; i++) {
//            [NSThread sleepForTimeInterval:2]; // 模拟耗时操作
//            NSLog(@"4---%@", [NSThread currentThread]); // 打印当前线程
//        }
//    }];
//    [queue addOperationWithBlock:^{
//        for (int i = 0; i < 2; i++) {
//            [NSThread sleepForTimeInterval:2]; // 模拟耗时操作
//            NSLog(@"5---%@", [NSThread currentThread]); // 打印当前线程
//        }
//    }];
    
    /**
     NSOperation 操作依赖
     NSOperation、NSOperationQueue 最吸引人的地方是它能添加操作之间的依赖关系。通过操作依赖,我们可以很方便的控制操作之间的执行先后顺序。
     
     NSOperation提供了3个接口供我们管理和查看依赖。
     - (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<NSOperation *> *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。
     
     当然,我们经常用到的还是添加依赖操作。现在考虑这样的需求,比如说有 A、B 两个操作,其中 A 执行完操作,B 才能执行操作。
     
     */
    /**
     操作依赖
     使用方法:addDependency:
     
     操作结果: 通过添加操作依赖,无论运行几次,其结果都是 op1 先执行,op2 后执行。
     */
//    //1 创建队列
//    NSOperationQueue *queue = [[NSOperationQueue alloc]init];
//    //2 创建操作
//    NSBlockOperation *op1 = [NSBlockOperation blockOperationWithBlock:^{
//        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
//        }
//    }];
//    NSBlockOperation *op2 = [NSBlockOperation blockOperationWithBlock:^{
//       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
//        }
//    }];
//
//    //3 添加依赖
//    [op2 addDependency:op1];
//
//    //4 添加操作到队列中
//    [queue addOperation:op1];
//    [queue addOperation:op2];
//
    
    /**
     NSOperation 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中的操作。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
     };
     对于添加到队列中的操作,首先进入准备就绪的状态(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的开始执行顺序(非结束执行顺序)由操作之间相对的优先级决定(优先级是操作对象自身的属性)。
     
     那么,什么样的操作才是进入就绪状态的操作呢?
     当一个操作的所有依赖都已经完成时,操作对象通常会进入准备就绪状态,等待执行。
     
     举个例子,现在有4个优先级都是 NSOperationQueuePriorityNormal(默认级别)的操作:op1,op2,op3,op4。其中 op3 依赖于 op2,op2 依赖于 op1,即 op3 -> op2 -> op1。现在将这4个操作添加到队列中并发执行。
     因为 op1 和 op4 都没有需要依赖的操作,所以在 op1,op4 执行之前,就是处于准备就绪状态的操作。
     而 op3 和 op2 都有依赖的操作(op3 依赖于 op2,op2 依赖于 op1),所以 op3 和 op2 都不是准备就绪状态下的操作。

     */
    
    /**
     NSOperation、NSOperationQueue 线程间的通信在 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。
     */
    /**
     线程间通信
     通过线程间的通信,先在其他线程中执行操作,等操作执行完了之后再回到主线程执行主线程的相应操作。
     */
//    //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
//        }
//        //回到主线程
//        [[NSOperationQueue mainQueue] addOperationWithBlock:^{
//            // 进行一些 UI 刷新等操作
//            NSLog(@"2---%@", [NSThread currentThread]); // 打印当前线程
//        }];
//    }];
    
    /**
     NSOperation、NSOperationQueue 线程同步和线程安全
     
     线程安全:如果你的代码所在的进程中有多个线程在同时运行,而这些线程可能会同时运行这段代码。如果每次运行结果和单线程运行的结果是一样的,而且其他的变量的值也和预期的是一样的,就是线程安全的。
     若每个线程中对全局变量、静态变量只有读操作,而无写操作,一般来说,这个全局变量是线程安全的;若有多个线程同时执行写操作(更改变量),一般都需要考虑线程同步,否则的话就可能影响线程安全。

     线程同步:可理解为线程 A 和 线程 B 一块配合,A 执行到一定程度时要依靠线程 B 的某个结果,于是停下来,示意 B 运行;B 依言执行,再将结果给 A;A 再继续操作。
     
     */
    
    /**
     下面,我们模拟火车票售卖的方式,实现 NSOperation 线程安全和解决线程同步问题。
     场景:总共有50张火车票,有两个售卖火车票的窗口,一个是北京火车票售卖窗口,另一个是上海火车票售卖窗口。两个窗口同时售卖火车票,卖完为止。
     */
    
    /**先来看看不考虑线程安全的代码:*/
    
//    self.ticketSurplusCount = 50;
//
//    // 1.创建 queue1,queue1 代表北京火车票售卖窗口
//    NSOperationQueue *queue1 = [[NSOperationQueue alloc] init];
//    queue1.maxConcurrentOperationCount = 1;
//
//    // 2.创建 queue2,queue2 代表上海火车票售卖窗口
//    NSOperationQueue *queue2 = [[NSOperationQueue alloc] init];
//    queue2.maxConcurrentOperationCount = 1;
//
//    // 3.创建卖票操作 op1
//    NSBlockOperation *op1 = [NSBlockOperation blockOperationWithBlock:^{
//        [self saleTicketNotSafe];
//    }];
//
//    // 4.创建卖票操作 op2
//    NSBlockOperation *op2 = [NSBlockOperation blockOperationWithBlock:^{
//        [self saleTicketNotSafe];
//    }];
//
//    // 5.添加操作,开始卖票
//    [queue1 addOperation:op1];
//    [queue2 addOperation:op2];
    
    /**
     NSOperation、NSOperationQueue 线程安全
     
     线程安全解决方案:可以给线程加锁,在一个线程执行该操作的时候,不允许其他线程进行操作。iOS 实现线程加锁有很多种方式。@synchronized、 NSLock、NSRecursiveLock、NSCondition、NSConditionLock、pthread_mutex、dispatch_semaphore、OSSpinLock、atomic(property) set/ge等等各种方式。这里我们使用 NSLock 对象来解决线程同步问题。NSLock 对象可以通过进入锁时调用 lock 方法,解锁时调用 unlock 方法来保证线程安全。
     */
    
//    self.ticketSurplusCount = 50;
//
//    self.lock = [[NSLock alloc] init];  // 初始化 NSLock 对象
//
//    // 1.创建 queue1,queue1 代表北京火车票售卖窗口
//    NSOperationQueue *queue1 = [[NSOperationQueue alloc] init];
//    queue1.maxConcurrentOperationCount = 1;
//
//    // 2.创建 queue2,queue2 代表上海火车票售卖窗口
//    NSOperationQueue *queue2 = [[NSOperationQueue alloc] init];
//    queue2.maxConcurrentOperationCount = 1;
//
//    // 3.创建卖票操作 op1
//    NSBlockOperation *op1 = [NSBlockOperation blockOperationWithBlock:^{
//        [self saleTicketSafe];
//    }];
//
//    // 4.创建卖票操作 op2
//    NSBlockOperation *op2 = [NSBlockOperation blockOperationWithBlock:^{
//        [self saleTicketSafe];
//    }];
//
//    // 5.添加操作,开始卖票
//    [queue1 addOperation:op1];
//    [queue2 addOperation:op2];
    
    
//    // 1.创建队列
//    NSOperationQueue *queue = [[NSOperationQueue alloc] init];
//
//    // 2.设置最大并发操作数
////    queue.maxConcurrentOperationCount = -1; // 并行队列
//
//    // 3.添加操作
//    NSBlockOperation *op1 = [NSBlockOperation blockOperationWithBlock:^{
//        NSLog(@"op1 start");
//        dispatch_after(dispatch_time(DISPATCH_TIME_NOW, (int64_t)(2.0 * NSEC_PER_SEC)), dispatch_get_main_queue(), ^{
//            NSLog(@"1---%@", [NSThread currentThread]); // 打印当前线程
//        });
//        NSLog(@"op1 end");
//    }];
//    NSBlockOperation *op2 = [NSBlockOperation blockOperationWithBlock:^{
//        NSLog(@"op2 start");
//        dispatch_after(dispatch_time(DISPATCH_TIME_NOW, (int64_t)(2.0 * NSEC_PER_SEC)), dispatch_get_main_queue(), ^{
//            NSLog(@"2---%@", [NSThread currentThread]); // 打印当前线程
//        });
//        NSLog(@"op2 end");
//    }];
//    NSBlockOperation *op3 = [NSBlockOperation blockOperationWithBlock:^{
//        [NSThread sleepForTimeInterval:2]; // 模拟耗时操作
//        NSLog(@"3---%@", [NSThread currentThread]); // 打印当前线程
//    }];
//    NSBlockOperation *op4 = [NSBlockOperation blockOperationWithBlock:^{
//        [NSThread sleepForTimeInterval:2]; // 模拟耗时操作
//        NSLog(@"4---%@", [NSThread currentThread]); // 打印当前线程
//    }];
//    NSBlockOperation *op5 = [NSBlockOperation blockOperationWithBlock:^{
//        [NSThread sleepForTimeInterval:2]; // 模拟耗时操作
//        NSLog(@"5---%@", [NSThread currentThread]); // 打印当前线程
//    }];
    
    //
//    [op2 addDependency:op1];
//    //
//    [queue addOperations:@[op1] waitUntilFinished:true];
//    [queue addOperations:@[op2] waitUntilFinished:true];
//    [queue addOperation:op3];
//    [queue addOperation:op4];
//    [queue addOperation:op5];
    
//    [op1 waitUntilFinished];
    //
//    [op3 cancel];
    
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