iOS开发之NSOperation

一、NSOperation基本概念

NSOperation是我们在开发中常用的多线程处理的手段之一，其实NSOperation是对GCD的包装，它的两个核心概念是【队列+操作】。

二、NSOperation常用方法

NSOperation本身就是一个抽象类，只能使用它的子类，常用的三个子类分别是：NSBlockOperation、NSInvocationOperation以及自定义继承自NSOperation的类。通过利用NSOperation和NSOperationQueue结合使用实现多线程并发。三种用法举例说明：

- (void)viewDidLoad {
    [super viewDidLoad];
    -----------------------------NSInvocationOperation--------------------------------
    //实例化一个线程操作对象
    NSInvocationOperation *op1 = [[NSInvocationOperation alloc] initWithTarget:self selector:@selector(doSomthing:) object:nil];
    //设置如果线程执行完毕以后，回调的block函数
    [op1 setCompletionBlock:^{
        NSLog(@"op1执行完毕");
    }];
    //设置优先级，优先级不能取代依赖关系。如果，一个队列中既包含了准备就绪状态的操作，又包含了未准备就绪的操作，未准备就绪的操作优先级比准备就绪的操作优先级高。那么，虽然准备就绪的操作优先级低，也会优先执行。
    op1.queuePriority = NSOperationQueuePriorityVeryLow;
    
-----------------------------NSBlockOperation--------------------------------
    //带block的NSOperation
    NSBlockOperation *op2 = [NSBlockOperation blockOperationWithBlock:^{
        //线程需要执行的代码
        NSLog(@"op2正在执行");
    }];
    
    [op2 setCompletionBlock:^{
        NSLog(@"op2执行完毕");
    }];
    
-----------------------------继承NSOperation的自定义类------------------------------
    //MyOperation 是继承NSOperation的自定义类，里面实现了这样一个函数-(void)main{NSLog(@"MyOperation执行中...");}
    MyOperation *op3 = [MyOperation new];
    [op3 setCompletionBlock:^{
        NSLog(@"op3执行完毕");
    }];
    //设置优先级
    op3.queuePriority = NSOperationQueuePriorityVeryHigh;
    
    //添加到线程池(队列)
    NSOperationQueue *queue = [NSOperationQueue new];
    //只允许开启一个线程
    //此时会变成串行任务
    queue.maxConcurrentOperationCount = 1;
    
    //添加到线程池之后，就会自动开启线程，默认是并发执行任务
    [queue addOperation:op1];
    [queue addOperation:op2];
    [queue addOperation:op3];
}

-(void)doSomthing:(id)sender{
    NSLog(@"op1正在执行");
}

三、NSOperation 控制串行执行、并发执行

关键属性：maxConcurrentOperationCount，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。

最大并发操作数：maxConcurrentOperationCount

• 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}。

四、NSOperation 操作依赖

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。

/**
 * 操作依赖
 * 使用方法：addDependency:
 */
- (void)addDependency {

    // 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]; // 让op2 依赖于 op1，则先执行op1，在执行op2

    // 4.添加操作到队列中
    [queue addOperation:op1];
    [queue addOperation:op2];
}

五、NSOperation 线程通讯

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
 */
- (void)communication {

    // 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
            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
            }
        }];
    }];
}

六、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。

/**
 * 线程安全：使用 NSLock 加锁
 * 初始化火车票数量、卖票窗口(线程安全)、并开始卖票
 */

- (void)initTicketStatusSave {
    NSLog(@"currentThread---%@",[NSThread currentThread]); // 打印当前线程

    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];
}

/**
 * 售卖火车票(线程安全)
 */
- (void)saleTicketSafe {
    while (1) {

        // 加锁
        [self.lock lock];

        if (self.ticketSurplusCount > 0) {
            //如果还有票，继续售卖
            self.ticketSurplusCount--;
            NSLog(@"%@", [NSString stringWithFormat:@"剩余票数:%d 窗口:%@", self.ticketSurplusCount, [NSThread currentThread]]);
            [NSThread sleepForTimeInterval:0.2];
        }

        // 解锁
        [self.lock unlock];

        if (self.ticketSurplusCount <= 0) {
            NSLog(@"所有火车票均已售完");
            break;
        }
    }
}

七、NSOperation、NSOperationQueue 常用属性和方法归纳

 1.取消队列的所有操作
  - (void)cancelAllOperations;

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

 2.暂停和恢复队列

 - (void)setSuspended:(BOOL)b; // YES代表暂停队列,NO代表恢复队列

 - (BOOL)isSuspended; //当前状态

暂停和恢复的适用场合：在tableview界面，开线程下载远程的网络界面，对UI会有影响，使用户体验变差。那么这种情况，就可以设置在用户操作UI（如滚动屏幕）的时候，暂停队列（不是取消队列），停止滚动的时候，恢复队列。

3.判断操作状态方法

- (BOOL)isFinished; //判断操作是否已经结束。

- (BOOL)isCancelled; //判断操作是否已经标记为取消。

- (BOOL)isExecuting;// 判断操作是否正在在运行。

- (BOOL)isReady; //判断操作是否处于准备就绪状态，这个值和操作的依赖关系相关

4.获取队列

+ (id)currentQueue; 获取当前队列，如果当前线程不是在 NSOperationQueue 上运行则返回 nil。

+ (id)mainQueue; 获取主队列。