多线程下NSOperation、NSBlockOperation、NSInvocationOperation、NSOperationQueue的使用

本篇文章主要介绍下多线程下NSOperation、NSBlockOperation、NSInvocationOperation、NSOperationQueue的使用，列举几个简单的例子。

默认情况下，NSOperation并不具备封装操作的能力，必须使用它的子类，使用NSOperation子类的方式有3种：

1> 自定义子类继承NSOperation，实现内部相应的方法

2> NSBlockOperation

3>NSInvocationOperation

这讲先介绍如何用NSOperation封装一个操作，后面再结合NSOperationQueue来使用。

1.首先介绍自定义NSOperation：

NSOperation是没法直接使用的，它只是提供了一个工作的基本逻辑，具体实现还是需要你通过定义自己的NSOperation子类来获得。

1. #import <Foundation/Foundation.h>
2. @protocol NSDefineOprationDelegate <NSObject>
3. - (void) handleDelegate;
4. @end
5. @interface NSDefineOpration : NSOperation
6. @property (nonatomic, assign) id <NSDefineOprationDelegate> delegate;
7. - (id)initWithDelegate:(id<NSDefineOprationDelegate>) delegate;
8. @end

实现文件里：

1. #import "NSDefineOpration.h"
2. @implementation NSDefineOpration
3. - (id)initWithDelegate:(id<NSDefineOprationDelegate>) delegate
4. {
5. if(self = [super init])
6. {
7. self.delegate = delegate;
8. }
9. return self;
10. }
11. - (void)main
12. {
13. @autoreleasepool {
14. //do something
15. sleep(15);
16. NSLog(@"op1........handle......  on thread num :%@",[NSThread currentThread]);
17. if([self.delegate respondsToSelector:@selector(handleDelegate)])
18. {
19. [self.delegate performSelector:@selector(handleDelegate) withObject:nil];
20. }
21. }
22. }
23. @end

这里的sleep（15）主要用来做一些延时的操作，比如网络下载等。
调用：

1. - (void)oprationTest
2. {
3. NSDefineOpration *op1 = [[NSDefineOpration alloc] initWithDelegate:self];
4. op1.completionBlock = ^(){
5. NSLog(@"op1........OK !!");
6. };
7. [op1 start];
8. }

执行结果：

1. 2014-03-22 16:49:44.367 Operation[17353:60b] op1........handle......  on thread num :<NSThread: 0x1654ea20>{name = (null), num = 1}
2. 2014-03-22 16:49:49.373 Operation[17353:60b] op1.....callback.....  on thread num :<NSThread: 0x1654ea20>{name = (null), num = 1}
3. 2014-03-22 16:49:49.377 Operation[17353:1807] op1........OK !!

从执行结果可以看出，因为在实现的main函数里没有使用异步线程处理，导致直接阻塞了主线程1，所以使用这种方式一定注意main函数里操作时间过长导致主线程阻塞问题。耗时比较长的都放到其他线程里处理。

2.接下来介绍NSBlockOperation

第一种使用NSBlockOperation的方式：

1. NSLog(@"block start");
2. NSBlockOperation *bop2 = [NSBlockOperation blockOperationWithBlock:^{
3. sleep(15);
4. NSLog(@"bop2.....handle..... on thread num%@",[NSThread currentThread]);
5. }];
6. [bop2 setCompletionBlock:^{
7. NSLog(@"bop2........OK !!");
8. }];
9. [bop2 start];

* 第2行初始化了一个NSBlockOperation对象，它是用一个Block来封装需要执行的操作

* 第9行调用了start方法，紧接着会马上执行Block中的内容

看下执行结果：

1. 2014-03-22 16:57:51.903 Operation[17374:60b] block start
2. 2014-03-22 16:58:06.908 Operation[17374:60b] bop2.....handle..... on thread num<NSThread: 0x16d83910>{name = (null), num = 1}
3. 2014-03-22 16:58:06.912 Operation[17374:360b] bop2........OK !!

* 这里还是在当前线程同步执行操作，并没有异步执行，阻塞主线程。

第二种使用NSBlockOperation的方式：

1. - (void)blockOprationTest
2. {
3. NSLog(@"block start");
4. NSBlockOperation * op2 = [[NSBlockOperation alloc] init];
5. [op2 addExecutionBlock:^{
6. sleep(10);
7. NSLog(@"op2.....handle..... on 10 hread num%@",[NSThread currentThread]);
8. }];
9. [op2 addExecutionBlock:^{
10. sleep(6);
11. NSLog(@"op2.....handle..... on 6 thread num%@",[NSThread currentThread]);
12. }];
13. [op2 addExecutionBlock:^{
14. sleep(4);
15. NSLog(@"op2.....handle..... on 4 thread num%@",[NSThread currentThread]);
16. }];
17. [op2 addExecutionBlock:^{
18. sleep(8);
19. NSLog(@"op2.....handle..... on 8 thread num%@",[NSThread currentThread]);
20. }];
21. [op2 addExecutionBlock:^{
22. sleep(1);
23. NSLog(@"op2.....handle..... on 1 thread num%@",[NSThread currentThread]);
24. }];
25. [op2 setCompletionBlock:^{
26. NSLog(@"op2........OK !!");
27. }];
28. [op2 start];
29. //bop2
30. NSBlockOperation *bop2 = [NSBlockOperation blockOperationWithBlock:^{
31. sleep(15);
32. NSLog(@"bop2.....handle..... on thread num%@",[NSThread currentThread]);
33. }];
34. [bop2 setCompletionBlock:^{
35. NSLog(@"bop2........OK !!");
36. }];
37. [bop2 start];
38. }

执行结果：

1. 2014-03-22 17:02:56.027 Operation[17396:60b] block start
2. 2014-03-22 17:03:02.032 Operation[17396:1803] op2.....handle..... on 6 thread num<NSThread: 0x17573400>{name = (null), num = 2}
3. 2014-03-22 17:03:06.032 Operation[17396:60b] op2.....handle..... on 10 hread num<NSThread: 0x1755eca0>{name = (null), num = 1}
4. 2014-03-22 17:03:06.035 Operation[17396:1803] op2.....handle..... on 4 thread num<NSThread: 0x17573400>{name = (null), num = 2}
5. 2014-03-22 17:03:07.038 Operation[17396:1803] op2.....handle..... on 1 thread num<NSThread: 0x17573400>{name = (null), num = 2}
6. 2014-03-22 17:03:14.035 Operation[17396:60b] op2.....handle..... on 8 thread num<NSThread: 0x1755eca0>{name = (null), num = 1}
7. 2014-03-22 17:03:14.037 Operation[17396:1807] op2........OK !!
8. 2014-03-22 17:03:29.038 Operation[17396:60b] bop2.....handle..... on thread num<NSThread: 0x1755eca0>{name = (null), num = 1}
9. 2014-03-22 17:03:29.041 Operation[17396:180b] bop2........OK !!

分析下结果：

首先看到了有1和2两个线程，线程2在56秒的时候开始执行6秒的操作，接下来执行4，1秒结束时间为07秒。线程1在56的时候开始执行10秒的操作，接下来执行8秒，结束时间为14秒。最后执行Bop2的15秒操作至29秒。时间看起来没有问题。为什么会启用2个线程而不是3个或者更多？

3.接下来介绍NSInvocationOperation

1. - (void)invocationOperation
2. {
3. NSInvocationOperation * op3 = [[NSInvocationOperation alloc] initWithTarget:(id)self selector:@selector(handleInvoOpDelegate) object:nil];
4. [op3 setCompletionBlock:^{
5. NSLog(@"op3........OK !!");
6. }];
7. [op3 start];
8. }

selector函数：

1. - (void)handleInvoOpD
2. {
3. sleep(5);
4. NSLog(@"op3.....handle.....  on thread num :%@",[NSThread currentThread]);
5. }

执行结果：

1. 2014-03-22 17:11:13.050 Operation[17421:60b] op3.....handle.....  on thread num :<NSThread: 0x1653ac30>{name = (null), num = 1}
2. 2014-03-22 17:11:13.055 Operation[17421:1803] op3........OK !!

NSInvocationOperation比较简单，就是继承了NSOperation，区别就是它是基于一个对象和selector来创建操作，可以直接使用而不需继承来实现自己的操作处理。

4.最后介绍下NSOperationQueue

把NSOperation子类的对象放入NSOperationQueue队列中，该队列就会启动并开始处理它。队列里可以加入很多个NSOperation, 可以把NSOperationQueue看作一个线程池，可往线程池中添加操作（NSOperation）到队列中。线程池中的线程可看作消费者，从队列中取走操作，并执行它。

实现demo：

1. - (void)handleOpqueue
2. {
3. NSOperationQueue *qu = [[NSOperationQueue alloc] init];
4. NSBlockOperation * bkOp1 = [NSBlockOperation blockOperationWithBlock:^{
5. sleep(10);
6. NSLog(@"bkOp1.....handle.....on thread num%@",[NSThread currentThread]);
7. }];
8. [bkOp1 setCompletionBlock:^{
9. NSLog(@"bkOp1........OK !!");
10. }];
11. NSBlockOperation * bkOp2 = [NSBlockOperation blockOperationWithBlock:^{
12. sleep(2);
13. NSLog(@"bkOp2.....handle.....on thread num%@",[NSThread currentThread]);
14. }];
15. [bkOp2 setCompletionBlock:^{
16. NSLog(@"bkOp2........OK !!");
17. }];
18. NSBlockOperation * bkOp3 = [NSBlockOperation blockOperationWithBlock:^{
19. sleep(1);
20. NSLog(@"bkOp3.....handle.....on thread num%@",[NSThread currentThread]);
21. }];
22. [bkOp3 setCompletionBlock:^{
23. NSLog(@"bkOp3........OK !!");
24. }];
25. NSBlockOperation * bkOp4 = [NSBlockOperation blockOperationWithBlock:^{
26. sleep(10);
27. NSLog(@"bkOp4.....handle.....on thread num%@",[NSThread currentThread]);
28. }];
29. [bkOp4 setCompletionBlock:^{
30. NSLog(@"bkOp4........OK !!");
31. }];
32. NSBlockOperation * bkOp5 = [NSBlockOperation blockOperationWithBlock:^{
33. sleep(5);
34. NSLog(@"bkOp5.....handle.....on thread num%@",[NSThread currentThread]);
35. }];
36. [bkOp5 setQueuePriority:NSOperationQueuePriorityHigh];
37. [bkOp5 setCompletionBlock:^{
38. NSLog(@"bkOp5........OK !!");
39. }];
40. NSInvocationOperation *invoOp6 = [[NSInvocationOperation alloc] initWithTarget:(id)self selector:@selector(handleInvoOp) object:nil];
41. [invoOp6 setCompletionBlock:^{
42. NSLog(@"invoOp6........OK !!");
43. }];
44. [invoOp6 setQueuePriority:NSOperationQueuePriorityHigh];
45. [qu setMaxConcurrentOperationCount:2];
46. [qu addOperation:bkOp3];
47. [qu addOperation:bkOp2];
48. [qu addOperation:bkOp1];
49. [qu addOperation:bkOp4];
50. [qu addOperation:bkOp5];
51. [qu addOperation:invoOp6];
52. }

先看下执行结果：

1. 2014-03-22 17:18:36.634 Operation[17439:1803] bkOp3.....handle.....on thread num<NSThread: 0x1754c450>{name = (null), num = 2}
2. 2014-03-22 17:18:36.638 Operation[17439:1803] bkOp3........OK !!
3. 2014-03-22 17:18:37.635 Operation[17439:3607] bkOp2.....handle.....on thread num<NSThread: 0x1765a320>{name = (null), num = 3}
4. 2014-03-22 17:18:37.637 Operation[17439:3607] bkOp2........OK !!
5. 2014-03-22 17:18:41.640 Operation[17439:3d07] bkOp5.....handle.....on thread num<NSThread: 0x17562d10>{name = (null), num = 4}
6. 2014-03-22 17:18:41.642 Operation[17439:3d07] bkOp5........OK !!
7. 2014-03-22 17:18:42.639 Operation[17439:1803] invoOp6.....handle.....  on thread num :<NSThread: 0x1754c450>{name = (null), num = 2}
8. 2014-03-22 17:18:42.643 Operation[17439:1803] invoOp6........OK !!
9. 2014-03-22 17:18:51.644 Operation[17439:3607] bkOp1.....handle.....on thread num<NSThread: 0x1765a320>{name = (null), num = 3}
10. 2014-03-22 17:18:51.646 Operation[17439:3607] bkOp1........OK !!
11. 2014-03-22 17:18:52.645 Operation[17439:3d07] bkOp4.....handle.....on thread num<NSThread: 0x17562d10>{name = (null), num = 4}
12. 2014-03-22 17:18:52.647 Operation[17439:3d07] bkOp4........OK !!

从结果可以看出，NSOperationQueue在2，3，4这3个线程里去处理NSOperation，而不包括主线程1。此外，在设置了bkop5以及invOp6的优先级为高时，他们会优先执行，当然这个优先时相对，是相对正在排队的，不包括已经正在执行的。

总结：NSOperation、NSBlockOperation、NSInvocationOperation、NSOperationQueue都比较简单，NSOperation、NSBlockOperation、NSInvocationOperation单个都是表示一种操作，而NSOperationQueue是一个可以包含多个NSOperation的队列，可以自己在多个线程处理，只要加入队列之后，我们就不用去操作，直到Callback或者完成。

参考资料：

http://blog.csdn.net/totogo2010/article/details/8013316

http://www.cnblogs.com/mjios/archive/2013/04/19/3029765.html