iOS开发多线程--（NSOperation/Queue）
iOS实现多线程的方式有三种，分别是NSThread、NSOperation、GCD。
关于GCD，请阅读GCD深入浅出学习
简介
NSOperation封装了需要执行的操作和执行操作所需的数据，提供了并发或非并发操作，可以设置最大并发数，取消操作等。
iOS使用NSOperation的方式有两种： * 直接使用系统提供的两个子类：NSInvocationOperation和NSBlockOperation * 继承于NSOperation
这里所说的抽象类不是真正的抽象类，不像C++那种纯虚函数，不能实例化。在Ojbective-C中是没有纯虚函数的，因此它是可以实例化的。只是由于没有提供任务接口，因此实例化了也没有意义。
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NSOperation *op = [[NSOperation alloc] init];
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注意：我们不能直接使用
NSOperation这个类，这个类相当于一个抽象类，不能直接实例化，必须重写main方法。
NSOperation基类API
下面简单说明NSOperation所提供的一些操作。
1.执行任务
NSOperation提供了start方法开启任务执行操作，NSOperation对象默认按同步方式执行,也就是在调用start方法的那个线程中直接执行。
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if (!operation.isExecuting) {
[operation start];
}
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2.判断是否是同步还是异步
NSOperation提供的isConcurrent可判断是同步还是异步执行。isConcurrent默认值为NO,表示操作与调用线程同步执行。不过这个方法在7.0之后就被废弃了，改成使用isAsynchronous判断了。
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if ([UIDevice currentDevice].systemVersion.intValue >= 7.0) {
if (operation.isAsynchronous) {
NSLog(@"异步");
} else {
NSLog(@"同步");
}
} else {
if (operation.isConcurrent) {
NSLog(@"异步");
} else {
NSLog(@"同步");
}
}
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3.判断任务是否在执行中
NSOperation提供了isExecuting，可判断任务是否正在执行中。
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if (!operation.isExecuting) {
[operation start];
}
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4.判断任务是否已经准备好
NSOperation提供了isReady方法来获取任务是否已经为执行准备好。
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if (!operation.isReady) {
[operation start];
}
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5.判断任务已经已完成
NSOperation提供了isFinished，可判断任务是否已经执行完成。
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if (operation.isFinished) {
NSLog(@"finished");
}
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6.取消任务/判断任务状态
NSOperation提供了isCancelled，可判断任务是否已经执行完成，而要取消任务，可调用cancel方法。
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if (!operation.isCancelled) {
[operation cancel];
}
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7.任务完成回调
如果我们想在一个NSOperation执行完毕后做一些事情，可以调用NSOperation的completionBlock属性来设置在任务完成以后我们还想做的事情。
我们可以通过这种点语法设置：
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operation.completionBlock = ^() {
NSLog(@"任务执行完毕");
};
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也可以通过中括号方式设置：
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[operation setCompletionBlock:^{
NSLog(@"任务执行完毕");
}];
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8.任务优先级
如下，NSOperation为我们提供了在NSOperationQueue调度队列中任务的优先级设置。
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typedef NS_ENUM(NSInteger, NSOperationQueuePriority) {
NSOperationQueuePriorityVeryLow = -8L,
NSOperationQueuePriorityLow = -4L,
NSOperationQueuePriorityNormal = 0,
NSOperationQueuePriorityHigh = 4,
NSOperationQueuePriorityVeryHigh = 8
};
@property NSOperationQueuePriority queuePriority;
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NSInvocationOperation子类
NSInvocationOperation是继承于NSOperation，提供创建任务的方式是通过selector。
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- (nullable instancetype)initWithTarget:(id)target selector:(SEL)sel object:(nullable id)arg;
- (instancetype)initWithInvocation:(NSInvocation *)inv NS_DESIGNATED_INITIALIZER;
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对于第二个初始化方法已经被废弃了，第二个初始化方法是通过运行时的方式来添加任务的，操作起来比较复杂。第一种就是很普通的方式，是很常见的target-action设计模式。
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NSInvocationOperation *operation = [[NSInvocationOperation alloc] initWithTarget:self selector:@selector(updateUI) object:nil];
// 开始执行任务(同步执行)
[operation start];
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调用start方法是同步执行的。如果要异步执行，可以放到NSOperationQueue队列中，它就相当于一个线程池，而且任务一旦放进去，就会按照FIFO的原则严格执行任务。任务放到线程池中后，是否会马上执行，是根据当前所设置的并发数量决定的。
看看我们下载一个图片：
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- (void)test1 {
NSInvocationOperation *operation = [[NSInvocationOperation alloc] initWithTarget:self
selector:@selector(downloadImage:)
object:@"图片的URL"];
NSOperationQueue *queue = [[NSOperationQueue alloc]init];
[queue addOperation:operation];
}
- (void)downloadImage:(NSString *)url {
NSURL *nsUrl = [NSURL URLWithString:url];
NSData *data = [[NSData alloc] initWithContentsOfURL:nsUrl];
UIImage *image = [[UIImage alloc] initWithData:data];
dispatch_async(dispatch_get_main_queue(), ^{
self.imageView.image = image;
});
}
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我们需要注意，最后在更新UI的时候，一定要回到主线程，否则UI效果不会马上变化。当然，我们也可以使用别的方式回到主线程更新UI：
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[self performSelectorOnMainThread:@selector(updateUI:) withObject:image waitUntilDone:YES];
- (void)updateUI:(UIImage *) image{
self.imageView.image = image;
}
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NSBlockOperation子类
NSBlockOperation是直接继承于NSOperation的子类，它能够并发地执行一个或多个block对象，所有的block都执行完之后,操作才算真正完成。
添加任务
NSBlockOperation都是block任务，操作起来比较简洁一些。
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NSBlockOperation *operation = [NSBlockOperation blockOperationWithBlock:^(){
NSLog(@"这是第一个任务在线程：%@执行，isMainThread: %d，isAync: %d",
[NSThread currentThread],
[NSThread isMainThread],
[operation isAsynchronous]);
}];
__weak typeof(operation) weakOperation = operation;
[operation addExecutionBlock:^() {
NSLog(@"这是第二个任务在线程：%@执行，isMainThread: %d，isAync: %d",
[NSThread currentThread],
[NSThread isMainThread],
[weakOperation isAsynchronous]);
}];
[operation addExecutionBlock:^() {
NSLog(@"这是第三个任务在线程：%@执行，isMainThread: %d，isAync: %d",
[NSThread currentThread],
[NSThread isMainThread],
[weakOperation isAsynchronous]);
}];
[operation addExecutionBlock:^() {
NSLog(@"这是第四个任务在线程：%@执行，isMainThread: %d，isAync: %d",
[NSThread currentThread],
[NSThread isMainThread],
[weakOperation isAsynchronous]);
}];
// 开始执行任务
[operation start]
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看看打印结果：
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2015-11-24 17:15:49.489 TestGCD[42401:3307632] 这是第一个任务在线程：<NSThread: 0x7fb369e02c30>{number = 1, name = main}执行，isMainThread: 1，isAync: 0
2015-11-24 17:15:49.489 TestGCD[42401:3307797] 这是第二个任务在线程：<NSThread: 0x7fb369ca8880>{number = 2, name = (null)}执行，isMainThread: 0，isAync: 0
2015-11-24 17:15:49.489 TestGCD[42401:3307809] 这是第三个任务在线程：<NSThread: 0x7fb369ca92b0>{number = 3, name = (null)}执行，isMainThread: 0，isAync: 0
2015-11-24 17:15:49.489 TestGCD[42401:3307798] 这是第四个任务在线程：<NSThread: 0x7fb369f2acd0>{number = 4, name = (null)}执行，isMainThread: 0，isAync: 0
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由此，我们可以看到第一个任务在主线程执行，第二、三、四个任务都是其它子线程完成的。这四个任务都是同步执行的。其中的number代表线程的id。
当我们把[operation start]这行改成这样：
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NSOperationQueue *queue = [[NSOperationQueue alloc] init];
[queue addOperation:operation];
[queue setMaxConcurrentOperationCount:2];
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其打印结果如下：
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2015-11-24 17:22:26.206 TestGCD[42558:3316054] 这是第三个任务在线程：<NSThread: 0x7f9000744750>{number = 4, name = (null)}执行，isMainThread: 0，isAync: 0
2015-11-24 17:22:26.206 TestGCD[42558:3316053] 这是第一个任务在线程：<NSThread: 0x7f900061b6f0>{number = 2, name = (null)}执行，isMainThread: 0，isAync: 0
2015-11-24 17:22:26.206 TestGCD[42558:3316055] 这是第二个任务在线程：<NSThread: 0x7f90006183b0>{number = 3, name = (null)}执行，isMainThread: 0，isAync: 0
2015-11-24 17:22:26.206 TestGCD[42558:3316062] 这是第四个任务在线程：<NSThread: 0x7f9000609680>{number = 5, name = (null)}执行，isMainThread: 0，isAync: 0
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由于我们设置了最大并发数量为2，因此同时能执行的任务数量最多两个。而这四个任务都不是在主线程执行的，全部放到子线程中执行了。我们发现isAync都为0，也就是说operation的isAsynchronous方法返回都是NO。
注意：并发与异步不是同一个概念
要异步执行，可以这样：
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[operation addExecutionBlock:^() {
dispatch_async(dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0), ^{
NSLog(@"这是第四个任务在线程：%@执行，isMainThread: %d",
[NSThread currentThread],
[NSThread isMainThread]);
});
}];
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自定义NSOperation
如果NSInvocationOperation和NSBlockOperation对象不能满足需求, 我们可以直接继承NSOperation, 并添加额外的功能。继承所需的工作量主要取决于你要实现非并发还是并发的NSOperation。定义非并发的NSOperation要简单许多,只需要重载-main这个方法，在这个方法里面执行主任务,并正确地响应取消事件; 对于并发NSOperation, 必须重写NSOperation的多个基本方法进行实现。
非并发自定义NSOperation
我们定义一个图片下载类来说明如何自定义非并发的NSOperation：
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typedef void(^HYBDownloadReponse)(UIImage *image);
/*!
* @author 黄仪标, 15-11-24 22:11:50
*
* 下载operation
*/
@interface DownloadOperation : NSOperation
@property (nonatomic, copy) NSString *url;
@property (nonatomic, copy) HYBDownloadReponse responseBlock;
- (instancetype)initWithUrl:(NSString *)url completion:(HYBDownloadReponse)completion;
@end
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下面看看实现方法怎么实现的，关键点在于-main方法：
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// DownloadOperation.m
// TestGCD
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// Created by huangyibiao on 15/11/24.
// Copyright © 2015年 huangyibiao. All rights reserved.
//
#import "DownloadOperation.h"
@implementation DownloadOperation
- (instancetype)initWithUrl:(NSString *)url completion:(HYBDownloadReponse)completion {
if (self = [super init]) {
self.url = url;
self.responseBlock = completion;
}
return self;
}
// 必须重写这个主方法
- (void)main {
// 新建一个自动释放池，如果是异步执行操作，那么将无法访问到主线程的自动释放池
@autoreleasepool {
// 如果刚进来，就已经被取消了，则直接退出
if (self.isCancelled) {
return;
}
// 获取图片数据
NSURL *url = [NSURL URLWithString:self.url];
NSData *imageData = [NSData dataWithContentsOfURL:url];
// 被取消，也有可能发生在获取数据后
if (self.isCancelled) {
url = nil;
imageData = nil;
return;
}
UIImage *image = [UIImage imageWithData:imageData];
// 被取消，也可能发生在转换的地方
if (self.isCancelled) {
image = nil;
return;
}
if (self.responseBlock) {
dispatch_async(dispatch_get_main_queue(), ^{
self.responseBlock(image);
});
}
}
}
@end
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我们测试一下并发：
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DownloadOperation *operation = [[DownloadOperation alloc] initWithUrl:@"https://mmbiz.qlogo.cn/mmbiz/sia5QxFVcFD0wkCgnmf6DVxI6fVewNS8rhtZb71v2DMpDy8jIdtviaetzicwQzTEoKKyHAN96Beibk2G61tZpezQ0Q/0?wx_fmt=png" completion:^(UIImage *image) {
self.imageView.image = image;
NSLog(@"fisrt");
}];
DownloadOperation *operation1 = [[DownloadOperation alloc] initWithUrl:@"https://mmbiz.qlogo.cn/mmbiz/sia5QxFVcFD0wkCgnmf6DVxI6fVewNS8rhtZb71v2DMpDy8jIdtviaetzicwQzTEoKKyHAN96Beibk2G61tZpezQ0Q/0?wx_fmt=png" completion:^(UIImage *image) {
self.imageView1.image = image;
NSLog(@"second");
}];
DownloadOperation *operation2 = [[DownloadOperation alloc] initWithUrl:@"https://mmbiz.qlogo.cn/mmbiz/sia5QxFVcFD0wkCgnmf6DVxI6fVewNS8rhtZb71v2DMpDy8jIdtviaetzicwQzTEoKKyHAN96Beibk2G61tZpezQ0Q/0?wx_fmt=png" completion:^(UIImage *image) {
self.imageView2.image = image;
NSLog(@"third");
}];
DownloadOperation *operation3 = [[DownloadOperation alloc] initWithUrl:@"https://mmbiz.qlogo.cn/mmbiz/sia5QxFVcFD0wkCgnmf6DVxI6fVewNS8rhtZb71v2DMpDy8jIdtviaetzicwQzTEoKKyHAN96Beibk2G61tZpezQ0Q/0?wx_fmt=png" completion:^(UIImage *image) {
self.imageView3.image = image;
NSLog(@"fourth");
}];
DownloadOperation *operation4 = [[DownloadOperation alloc] initWithUrl:@"https://mmbiz.qlogo.cn/mmbiz/sia5QxFVcFD0wkCgnmf6DVxI6fVewNS8rhtZb71v2DMpDy8jIdtviaetzicwQzTEoKKyHAN96Beibk2G61tZpezQ0Q/0?wx_fmt=png" completion:^(UIImage *image) {
self.imageView4.image = image;
NSLog(@"fifth");
}];
NSOperationQueue *queue = [[NSOperationQueue alloc]init];
[queue addOperation:operation];
[queue addOperation:operation1];
[queue addOperation:operation2];
[queue addOperation:operation3];
[queue addOperation:operation4];
[queue setMaxConcurrentOperationCount:2];
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效果如下：
标哥的技术博客
http://www.henishuo.com/ios-nsoperation-queue/
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