NSOperation&&NSOperationQueue

简介

NSOperation、NSOperationQueue 是苹果提供给我们的一套多线程解决方案。实际上 NSOperation、NSOperationQueue 是基于 GCD 更高一层的封装，完全面向对象。但是比 GCD 更简单易用、代码可读性也更高。

NSOperation&NSOperationQueue--操作和操作队列

既然是基于 GCD 的更高一层的封装。那么，GCD 中的一些概念同样适用于 NSOperation、NSOperationQueue。在 NSOperation、NSOperationQueue 中也有类似的任务（操作）和队列（操作队列）的概念。

• 操作（Operation）：

  • 要执行的任务，GCD中放在Block中的任务

  • 在NSOperation中，我们使用我们使用NSOperation子类NSInvocationOperation、NSBlockOperation或者自定义子类来封装操作。

• 操作队列(NSOperationQueue):

  • 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

  • 操作队列通过设置最大并发操作数maxConcurrentOperationCount来控制同一时间执行任务的数量，从而达到控制并发、串行，并不是来控制线程的多少，当并发数为1的时候就是顺序执行,大于1的时候并发执行，顺序不确定（默认并发数-1，没有并发限制）

  • NSOperationQueue为我们提供了2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，自定义队列在后台执行。

NSOperation&&NSOperationQueue实现多线程步骤：

1.创建任务：先将需要执行的操作封装到NSOperation对象中。

2.创建队列：创建NSOperationQueue。

3.添加任务到队列中：将NSOperation对象添加到NSOperationQueue中。

NSOperation三种创建方式

NSOperation是个抽象类，实际运用时中需要使用它的子类，有三种方式：

1.使用子类NSInvocationOperation

2.使用子类NSBlockOperation

3.定义继承自NSOperation的子类

• 子类NSInvocationOperation(很少使用)

    //创建操作
    NSInvocationOperation *invocationOperation = [[NSInvocationOperation alloc] initWithTarget:self selector:@selector(Task:) object:nil];
    //start方法开始执行操作（同步操作没有开启线程）
    [invocationOperation start];

-(void)Task:(id)objec{
    NSLog(@"operaton:%@",[NSThread currentThread]);
}

Output

    //创建队列
    NSOperationQueue *operationQueue = [[NSOperationQueue alloc]init];
    //创建操作
    NSInvocationOperation *invocationOperation = [[NSInvocationOperation alloc] initWithTarget:self selector:@selector(Task:) object:nil];
    //将操作添加到队列中自动异步执行局(新线程)
    [operationQueue addOperation:invocationOperation];

-(void)Task:(id)objec{
    NSLog(@"operaton:%@",[NSThread currentThread]);
}

Output

总结：

单独使用NSOperationQueue执行任务是同步执行任务的（没有开启新的线程），将操作添加到操作队列中自动异步执行

• 子类NSBlockOperation
  1.Block初始化操作

    NSBlockOperation *blockOperation = [NSBlockOperation blockOperationWithBlock:^{
        NSLog(@"TaskA:%@",[NSThread currentThread]);
    }];
    [blockOperation addExecutionBlock:^{
        NSLog(@"TaskB:%@",[NSThread currentThread]);
    }];
    [blockOperation addExecutionBlock:^{
        NSLog(@"TaskC:%@",[NSThread currentThread]);
    }];
    [blockOperation addExecutionBlock:^{
        NSLog(@"TaskD:%@",[NSThread currentThread]);
    }];
    [blockOperation addExecutionBlock:^{
        NSLog(@"TaskE:%@",[NSThread currentThread]);
    }];
    [blockOperation addExecutionBlock:^{
        NSLog(@"TaskF:%@",[NSThread currentThread]);
    }];
    [blockOperation start];

屏幕快照 2019-08-20 下午2.58.27.png

    NSBlockOperation *blockOperation = [[NSBlockOperation alloc]init];
    [blockOperation addExecutionBlock:^{
        NSLog(@"TaskB:%@",[NSThread currentThread]);
    }];
    [blockOperation addExecutionBlock:^{
        NSLog(@"TaskC:%@",[NSThread currentThread]);
    }];
    [blockOperation addExecutionBlock:^{
        NSLog(@"TaskD:%@",[NSThread currentThread]);
    }];
    [blockOperation addExecutionBlock:^{
        NSLog(@"TaskE:%@",[NSThread currentThread]);
    }];
    [blockOperation addExecutionBlock:^{
        NSLog(@"TaskF:%@",[NSThread currentThread]);
    }];
    [blockOperation start];

屏幕快照 2019-08-20 下午3.17.21.png

   //创建任务
   NSBlockOperation *blockOperationA = [NSBlockOperation blockOperationWithBlock:^{
       NSLog(@"TaskA:%@",[NSThread currentThread]);
   }];
   NSBlockOperation *blockOperationB = [NSBlockOperation blockOperationWithBlock:^{
       NSLog(@"TaskB:%@",[NSThread currentThread]);
   }];
   NSBlockOperation *blockOperationC = [NSBlockOperation blockOperationWithBlock:^{
       NSLog(@"TaskC:%@",[NSThread currentThread]);
   }];
   NSBlockOperation *blockOperationD = [NSBlockOperation blockOperationWithBlock:^{
       NSLog(@"TaskD:%@",[NSThread currentThread]);
   }];
   
   //添加队列
   NSOperationQueue *operationQueue = [[NSOperationQueue alloc]init];
   [operationQueue addOperation:blockOperationA];
   [operationQueue addOperation:blockOperationB];
   [operationQueue addOperation:blockOperationC];
   [operationQueue addOperation:blockOperationD];
   [operationQueue addOperationWithBlock:^{
       NSLog(@"TaskE:%@",[NSThread currentThread]);
   }];

屏幕快照 2019-08-20 下午3.36.51.png

总结：
1.非操作队列管理：无论是blockOperationWithBlock初始化的操作还是[[NSBlockOperation alloc]init]初始化的操作，当操作任务数量为1的时候同步执行，当前线程执行任务，当操作/任务数量大于1的时候，所有的任务，包括初始化第一个block任务，都可以异步执行。（可以异步执行不是一定异步执行，每个任务任务都有可能在当前线程或者新线程执行，具体由系统决定）
2.操作队列管理：操作添加到队列后自动异步执行，开启新线程

• 自定义NSOperation子类

NSOperationQueue操作队列

• 操作队列类型
  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。

    //主队列
    NSOperationQueue *mainQueue = [NSOperationQueue mainQueue];
    //自定义队列
    NSOperationQueue *concurrentQueue = [[NSOperationQueue alloc]init];

• 操作队列添加任务

- (void)addOperation:(NSOperation *)operation;

• 操作依赖
  NSOperation之间可以通过设置依赖来管理任务的执行顺序(不能相互依赖，比如A依赖B，B依赖A)

    [blockOperationB addDependency:blockOperationA];

• 操作队列控制任务串行并发

1.主队列任务串行执行
2.自定义队列通过控制最大任务并发数来控制任务串行并发，maxConcurrentOperationCount=1串行执行，maxConcurrentOperationCount大于1，或者默认值，并发执行

NSOperation与GCD对比

• GCD是纯C语言的API，NSOperationQueue是基于GCD的OC版本封装，GCD执行效率更高
• GCD只支持FIFO的队列，NSOperationQueue可以很方便地调整执行顺序、设置最大并发数量
• 依赖关系：NSOperationQueue可以在轻松在Operation间设置依赖关系，而GCD需要写很多的代码才能实现（dispatch_barrier_async来实现）
• KVO：NSOperationQueue支持KVO，可以监测operation是否正在执行（isExecuted）、是否结束（isFinished），是否取消（isCanceld）

操作&&操作队列多线程总结：

屏幕快照 2019-08-21 上午10.52.39.png

• 队列中操作的执行顺序：
  添加到队列中的操作执行顺序由maxConcurrentOperationCount最大操作并发数决定，同时受操作依赖影响
• 队列中操作开启线程情况：
  添加到队列中的操作开启了新线程执行（具体数量系统决定）