iOS NSOperation

iOS NSOperation

一、简介

• 除了，NSThread和GCD实现多线程，配合使用NSOperation和NSOperationQueue也能实现多线程编程

NSOperation和NSOperationQueue实现多线程的具体步骤

• 1、先将需要执行的操作封装到一个NSOperation的子类对象中2、然后将NSOperation对象添加到NSOperationQueue中
  • 实际上，NSOperation是个抽象类,并不具备封装操作的能力，必须使用它的子类
• 3、系统会自动将NSOperationQueue中的NSOperation取出来
• 4、将取出的NSOperation封装的操作放到一条新线程中执行

二、NSOperation

• 如上所示：要实现多线程，必须要将执行的操作封装到NSOperation的子类对象中，那么NSOperation的子类有哪些？

1、使用NSOperation子类的方式有3种

• NSInvocationOperation
• NSBlockOperation
• 自定义子类继承NSOperation，实现内部相应main的方法封装操作

1.1 NSInvocationOperation

• 创建NSInvocationOperation对象

-(id)initWithTarget:(id)target selector:(SEL)selector object:(id)arg;

• 调用start方法开始执行操作

  • 默认情况下，调用了start方法后并不会开一条新线程去执行操作，而是在当前线程同步执行操作

    // 一旦执行操作，就会调用target的selector方法
    -(void)start;

    • 只有将NSOperation操作任务放到一个NSOperationQueue中，才会异步执行操作

• 使用

- (void)invocation
{
    // 1.将操作封装到Operation中
    NSInvocationOperation *op1 = [[NSInvocationOperation alloc] initWithTarget:self selector:@selector(demo) object:nil];
    // 2.执行封装的操作
    // 如果直接执行NSInvocationOperation中的操作, 那么默认会在主线程中执行
    [op1 start];

    NSInvocationOperation *op2 = [[NSInvocationOperation alloc] initWithTarget:self selector:@selector(test) object:nil];
    [op2 start];
}

1.2 NSBlockOperation

• 注意点：只要NSBlockOperation封装的操作数 >1，就会异步执行操作

• 创建NSBlockOperation对象

  +(id)blockOperationWithBlock:(void(^)(void))block;

• 通过addExecutionBlock:方法添加更多的操作

  -(void)addExecutionBlock:(void(^)(void))block;

• 使用

- (void)blockOperation
{
    // 1.封装操作
    NSBlockOperation *op1 = [NSBlockOperation blockOperationWithBlock:^{
        NSLog(@"1- %@", [NSThread currentThread]);
    }];

    // 2.添加操作
    [op1 addExecutionBlock:^{
        NSLog(@"2- %@", [NSThread currentThread]);
    }];
    [op1 addExecutionBlock:^{
        NSLog(@"3- %@", [NSThread currentThread]);
    }];

    // 2.执行操作
    // 如果只封装了一个操作, 那么默认会在主线程中执行
    // 如果封装了多个操作, 那么除了第一个操作以外, 其它的操作会在子线程中执行
    [op1 start];
}

1.3 自定义 NSOperation，继承NSOperation

• 如果是自定义类继承于NSOperation, 那么需要将操作写到自定义类的main方法中，重写main方法

  • 重写-(void)main方法的注意点
    • 自己创建自动释放池（因为如果是异步操作，无法访问主线程的自动释放池）
    • 经常通过-(BOOL)isCancelled方法检测操作是否被取消，对取消做出响应

• 这种实现方式封装操作, 可以提高代码的复用性

• 1.创建类JPOperation，继承NSOperation

#import <Foundation/Foundation.h>
@interface JPOperation : NSOperation

@end

#import "JPOperation.h"

@implementation JPOperation

// 我们要重写main方法，封装操作
- (void)main
{
    NSLog(@"%s, %@", __func__,[NSThread currentThread]);
}
@end

• 2.使用自定义的NSOperation

    // 1.封装操作
    JPOperation *op1 = [[JPOperation alloc] init];
    // 2.执行操作
    [op1 start];

    JPOperation *op2 = [[JPOperation alloc] init];
    [op2 start];

三、NSOperationQueue

• NSOperationQueue的作用:

  • 如上所述：NSOperation可以调用start方法来执行任务，但默认是同步执行的
  • 如果将NSOperation添加到NSOperationQueue（操作队列）中，系统会自动异步执行NSOperation中的操作

• 添加操作到NSOperationQueue：两个方法

  • 只要将一个任务添加到alloc/init的队列(默认并发，可以设置其为串行)中, 那么队列内部会自动调用start
  • 如果想实现串行, 那么就设置队列的maxConcurrentOperationCount = 1

-(void)addOperation:(NSOperation*)op;
-(void)addOperationWithBlock:(void(^)(void))block;

基本使用

• GCD队列:

  • 串行: 自己创建, 主队列
  • 并发: 自己创建, 全局

• NSOperationQueue:

  • 自己创建: alloc/init --> 默认是并发 --> 也可以让它串行
  • 主队列 : mainQueue

#import "ViewController.h"
#import "JPOperation.h"

@interface ViewController ()

@end

@implementation ViewController

- (void)viewDidLoad {
    [super viewDidLoad];
    // 1.创建队列
    NSOperationQueue *queue = [[NSOperationQueue alloc] init];
    // 2.封装任务
    JPOperation *op1 = [[JPOperation alloc] init];
    JPOperation *op2 = [[JPOperation alloc] init];

    // 3.将任务添加到队列中
    [queue addOperation:op1];
    [queue addOperation:op2];
}

- (void)block
{
    // 1.创建队列
    NSOperationQueue *queue = [[NSOperationQueue alloc] init];

    // 2.将任务添加到队列中
    // addOperationWithBlock方法会做两件事情
    // 1.根据传入的block, 创建一个NSBlockOperation对象
    // 2.将内部创建好的NSBlockOperation对象, 添加到队列中
    [queue addOperationWithBlock:^{
        NSLog(@"1 = %@", [NSThread currentThread]);
    }];
    [queue addOperationWithBlock:^{
        NSLog(@"2 = %@", [NSThread currentThread]);
    }];
}

- (void)invation
{
    /*
     GCD队列:
     串行: 自己创建, 主队列
     并发: 自己创建, 全局

     NSOperationQueue:
     自己创建: alloc/init --> 默认是并发 --> 也可以让它串行
     主队列  : mainQueue
     */
    // 1.创建队列
    NSOperationQueue *queue = [[NSOperationQueue alloc] init];
    //    NSOperationQueue *queue = [NSOperationQueue mainQueue];

    // 2.封装任务
    NSInvocationOperation *op1 = [[NSInvocationOperation alloc] initWithTarget:self selector:@selector(demo) object:nil];
    NSInvocationOperation *op2 = [[NSInvocationOperation alloc] initWithTarget:self selector:@selector(test) object:nil];

    // 3.将任务添加到队列中
    // 只要将一个任务添加到alloc/init的队列中, 那么队列内部会自动调用start
    // 只要将一个任务添加到alloc/init的队列中, 就会开启一个新的线程执行队列
    [queue addOperation:op1];
    [queue addOperation:op2];
}

- (void)demo
{
    NSLog(@"demo = %@", [NSThread currentThread]);
}
- (void)test
{
    NSLog(@"test = %@", [NSThread currentThread]);
}
@end

四、NSOperatinoQueue的串行和并发 ： 最大并发数

• 队列的maxConcurrentOperationCount最大并发数

• maxConcurrentOperationCount 默认等于 -1, 代表不限制, 可以创建N多线程

• alloc/init的NSOperatinoQueue队列默认就是并发， 如果想实现串行, 那么就设置maxConcurrentOperationCount = 1
• 注意: 最大并发数, 不能设置为0, 否则任务不会被执行

#import "ViewController.h"

@interface ViewController ()

@end

@implementation ViewController

- (void)viewDidLoad {
    [super viewDidLoad];
    // 1.创建队列
    NSOperationQueue *queue = [[NSOperationQueue alloc] init
                               ];
    // maxConcurrentOperationCount 默认等于 -1, 代表不限制, 可以创建N多线程
    // 默认就是并发
    // 如果想实现串行, 那么就设置maxConcurrentOperationCount = 1
    // 注意: 最大并发数, 不能设置为0, 否则任务不会被执行 \
    如果想再主线程中执行任务, 那么直接创建mainQueu即可
//    queue.maxConcurrentOperationCount = 1;

    // 2.创建任务
    NSBlockOperation *op1 = [NSBlockOperation blockOperationWithBlock:^{
        [NSThread sleepForTimeInterval:1];
        NSLog(@"1 = %@", [NSThread currentThread]);
    }];
    NSBlockOperation *op2 = [NSBlockOperation blockOperationWithBlock:^{
        [NSThread sleepForTimeInterval:1];
        NSLog(@"2 = %@", [NSThread currentThread]);
    }];
    NSBlockOperation *op3 = [NSBlockOperation blockOperationWithBlock:^{
        [NSThread sleepForTimeInterval:1];
        NSLog(@"3 = %@", [NSThread currentThread]);
    }];

    // 3.将任务添加到队列中
    [queue addOperation:op1];
    [queue addOperation:op2];
    [queue addOperation:op3];
}
@end

五、NSOperationQueue的暂停-恢复-取消

1、取消队列的所有操作

• 也可以调用NSOperation的-(void)cancel方法取消单个操作

• 注意点：

  • 任务只要被取消, 就不会再恢复了
  • 取消任务和暂停任务一样, 不会取消当前正在执行的任务, 只能取消还未执行的任务

  -(void)cancelAllOperations;

2、暂停和恢复队列

• 注意:

  • 1.如果在任务执行的过程中暂停队列中的任务, 那么当前正在执行的任务并不会被暂停, 而是会暂停队列中的下一个任务
  • 2.恢复任务, 是从队列第一个没有被执行过的任务开始恢复

  -(void)setSuspended:(BOOL)b;//如果是YES, 代表需要暂停，NO代表代表不需要暂停 ==  恢复执行
  -(BOOL)isSuspended;

六、NSOperationQueue线程间通信

实例程序：开启子线程下载图片，下载好图片后，回到主线程进行更新UI

#import "ViewController.h"

@interface ViewController ()
@property (weak, nonatomic) IBOutlet UIImageView *imageView;

@end

@implementation ViewController

- (void)touchesBegan:(NSSet *)touches withEvent:(UIEvent *)event
{
    // 1.开启子线程下载图片
    NSOperationQueue *queue = [[NSOperationQueue alloc] init];
    [queue addOperationWithBlock:^{
     // 子线程
        NSString *urlStr = @"https://www.baidu.com/img/bd_logo1.png";
    // url中文编码，防止乱码
    // urlStr = [urlStr stringByAddingPercentEscapesUsingEncoding:NSUTF8StringEncoding];
        NSURL *url = [NSURL URLWithString:urlStr];
        NSData *data = [NSData dataWithContentsOfURL:url];
        // 2.生成下载好的图片
        UIImage *image = [UIImage imageWithData:data];

        // 3.回到主线程更新UI
        [[NSOperationQueue mainQueue] addOperationWithBlock:^{
            NSLog(@"更新UI");
           // 主线程
            self.imageView.image = image;
        }];
    }];
}
@end

七、操作依赖

• 1、目的 -> NSOperation之间可以设置依赖来保证执行顺序
  • 例如：一定要让操作A执行完后，才能执行操作B，可以这么写

• 只要添加了依赖, 那么就会等依赖的任务执行完毕, 才会执行当前任务

  [operationB addDependency:operationA];// 操作B依赖于操作A , A操作执行完才会执行操作B

• 2、除了同一quere操作间建立依赖关系，当然也可以在不同queue的NSOperation之间创建依赖关系

• 注意点：

  • 不能相互依赖 -> 比如A依赖B，B依赖A

经典实例：合成图片

#import "ViewController.h"

@interface ViewController ()
@property (weak, nonatomic) IBOutlet UIImageView *imageView;

@end

@implementation ViewController
- (void)touchesBegan:(NSSet *)touches withEvent:(UIEvent *)event
{
    NSOperationQueue *queue = [[NSOperationQueue alloc] init];
    NSOperationQueue *queue2 = [[NSOperationQueue alloc] init];

    __block UIImage *image1 = nil;
    __block UIImage *image2 = nil;
    // 1.开启一个线程下载第一张图片
    NSOperation *op1 = [NSBlockOperation blockOperationWithBlock:^{
        NSURL *url = [NSURL URLWithString:@"http://cdn.cocimg.com/assets/images/logo.png?v=201510272"];
        NSData *data = [NSData dataWithContentsOfURL:url];
        // 2.生成下载好的图片
        UIImage *image = [UIImage imageWithData:data];
        image1 = image;
    }];

    // 2.开启一个线程下载第二长图片
    NSOperation *op2 = [NSBlockOperation blockOperationWithBlock:^{
        NSURL *url = [NSURL URLWithString:@"https://www.baidu.com/img/bd_logo1.png"];
        NSData *data = [NSData dataWithContentsOfURL:url];
        // 2.生成下载好的图片
        UIImage *image = [UIImage imageWithData:data];
        image2 = image;

    }];
    // 3.开启一个线程合成图片
    NSOperation *op3 = [NSBlockOperation blockOperationWithBlock:^{
        UIGraphicsBeginImageContext(CGSizeMake(200, 200));
        [image1 drawInRect:CGRectMake(0, 0, 100, 200)];
        [image2 drawInRect:CGRectMake(100, 0, 100, 200)];
        UIImage *newImage = UIGraphicsGetImageFromCurrentImageContext();
        UIGraphicsEndImageContext();

        // 4.回到主线程更新UI
        [[NSOperationQueue mainQueue] addOperationWithBlock:^{
            NSLog(@"回到主线程更新UI");
            self.imageView.image = newImage;
        }];
    }];

    // 监听任务是否执行完毕
    op1.completionBlock = ^{
        NSLog(@"第一张图片下载完毕");
    };
    op2.completionBlock = ^{
        NSLog(@"第二张图片下载完毕");
    };

    // 添加依赖
    // 只要添加了依赖, 那么就会等依赖的任务执行完毕, 才会执行当前任务
    // 注意:
    // 1.添加依赖, 不能添加循环依赖
    // 2.NSOperation可以跨队列添加依赖
    [op3 addDependency:op1];
    [op3 addDependency:op2];

    // 将任务添加到队列中
    [queue addOperation:op1];
    [queue addOperation:op2];
    [queue2 addOperation:op3];
}
@end