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[操作系统]iOS开发之多线程技术——NSOperation篇

本篇将从四个方面对iOS开发中使用到的NSOperation技术进行讲解:


一、什么是NSOperation

二、我们为什么使用NSOperation

三、在实际开发中如何使用NSOperation

  1、自定义NSOperation

  2、NSOperation的基本使用

  3、NSOperation实现线程间通信

    1)利用代理进行消息传递

    2)利用通知实现消息传递

    3)利用block进行消息传递

四、与GCD比较


一、什么是NSOperation

  NSOperation是一个抽象的基类,表示一个独立的计算单元,可以为子类提供有用且线程安全的建立状态,优先级,依赖和取消等操作。系统已经给我们封装了NSBlockOperation和NSInvocationOperation这两个实体类。使用起来也非常简单,不过我们更多的使用是自己继承并定制自己的操作。

 


二、我们为什么使用NSOperation

  在iOS开发中,为了提升用户体验,我们通常会将操作耗时的操作放在主线程之外的线程进行处理。对于正常的简单操作,我们更多的是选择代码更少的GCD,让我们专注于自己的业务逻辑开发。NSOperation在ios4后也基于GCD实现,但是相对于GCD来说可控性更强,并且可以加入操作依赖。 

 


三、在实际开发中如何使用NSOperation

1、自定义NSOperation

在实际开发中,系统提供的NSOperation可能无法满足我们的需求,这时,我们就需要自定义我们自己的NSOperation

@interface ViewController ()@property (nonatomic, weak) IBOutlet UIImageView *imageView;@end@implementation ViewController- (void)touchesBegan:(NSSet<UITouch *> *)touches withEvent:(UIEvent *)event {    NSLog(@"touchesBegan------%@", [NSThread currentThread]);    if (!self.imageView.image) { // 避免重复下载,增强用户体验        NSOperationQueue *queue = [[NSOperationQueue alloc] init];    [queue setMaxConcurrentOperationCount:6];        MyOperation *myO = [[MyOperation alloc] init];    myO.imageView = self.imageView;    [queue addOperation:myO];      }    NSLog(@"end");}// 自定义NSOperation@interface MyOperation : NSOperation@property (nonatomic, strong) UIImageView *imageView;@end// 实现自定义NSOperation@implementation MyOperation- (void)main {    NSLog(@"%s----%@", __func__, [NSThread currentThread]);    UIImage *image = [self downLoadImage:@"http://g.hiphotos.baidu.com/image/pic/item/f31fbe096b63f624cd2991e98344ebf81b4ca3e0.jpg"];    dispatch_async(dispatch_get_main_queue(), ^{    NSLog(@"%@======%@", image, [NSThread currentThread]);    self.imageView.image = image;  });}- (UIImage *)downLoadImage:(NSString *)urlString {  NSLog(@"%s----%@",__func__, [NSThread currentThread]);    NSURL *url = [NSURL URLWithString:urlString];  NSData *data = [NSData dataWithContentsOfURL:url];  UIImage *image = [UIImage imageWithData:data];    NSLog(@"图片下载完成");    return image;}@end

 

 

2、NSOperation的基本使用

#pragma mark#pragma mark - NSOperation高级操作1- (void)highLevelTest1 {  /**   NSOperation 相对于 GCD 来说,增加了以下管理线程的功能:   1.NSOperation可以添加操作依赖:保证操作的执行顺序! --> 和GCD中将任务添加到一个串行队列中是一样的!一个串行队列会对应一条线程   GCD 中的按顺序执行(串行队列) ---> 串行执行   添加操作依赖之后,系统有可能串行执行保证任务的执行顺序,还有可能绿色线程同步技术,保证任务执行顺序   */    NSInvocationOperation *inO = [[NSInvocationOperation alloc] initWithTarget:self selector:@selector(test) object:nil];    NSBlockOperation *block1 = [NSBlockOperation blockOperationWithBlock:^{    NSLog(@"block1======%@", [NSThread currentThread]);  }];    NSBlockOperation *block2 = [NSBlockOperation blockOperationWithBlock:^{    NSLog(@"block2======%@", [NSThread currentThread]);  }];    NSBlockOperation *block3 = [NSBlockOperation blockOperationWithBlock:^{    NSLog(@"block3======%@", [NSThread currentThread]);  }];    /**   四个操作都是耗时操作,并且要求按顺序执行,操作2是UI操作   添加操作依赖的注意点   1.一定要在将操作添加到操作队列中之前添加操作依赖   2.不要添加循环依赖   优点:对于不同操作队列中的操作,操作依赖依然有效   */    // 1.一定要在将操作添加到操作队列中之前添加操作依赖  [block2 addDependency:block1];  [block3 addDependency:block2];  [inO addDependency:block3];  // 2.不要添加循环依赖  [block1 addDependency:block3];    [[[NSOperationQueue alloc] init] addOperation:block1];  [[[NSOperationQueue alloc] init] addOperation:block2];  [[[NSOperationQueue alloc] init] addOperation:block3];    [[NSOperationQueue mainQueue] addOperation:inO];}- (void)test {  NSLog(@"测试%s-----%@", __func__, [NSThread currentThread]);}#pragma mark#pragma mark - NSOperation高级操作2- (void)highLevelTest2 {  /**   NSOperation高级操作   应用场景:提高用户体验第一,当用户操作时,取消一切跟用户当前操作无关的进程,提升流畅度   1.添加操作依赖   2.管理操作:重点!是操作队列的方法   2.1暂停/恢复 取消 操作   2.2开启合适的线程数量!(最多不超过6条)     一般开发的时候,会将操作队列设置成一个全局的变量(属性)   */    NSBlockOperation *block1 = [NSBlockOperation blockOperationWithBlock:^{    NSLog(@"---------");  }];    NSOperationQueue *queue = [[NSOperationQueue alloc] init];    [queue addOperationWithBlock:^{    [self test];  }];    [queue addOperation:block1];    // 1.暂停操作 开始滚动的时候  [queue setSuspended:YES];    // 2.恢复操作 滑动结束的时候  [queue setSuspended:NO];    // 3.取消所有操作 接收到内存警告  [queue cancelAllOperations];    // 3.1补充:取消单个操作调用该NSOperation的cancel方法  [block1 cancel];    // 4.设置线程最大并发数,开启合适的线程数量 实例化操作队列的时候  [queue setMaxConcurrentOperationCount:6];    /**   遇到并发编程,什么时候选择 GCD, 什么时候选择NSOperation   1.简单的开启线程/回到主线程,选择GCD:效率更高,简单   2.需要管理操作(考虑到用户交互!)使用NSOperation   */}#pragma mark#pragma mark - NSOperation简单操作- (void)BaseTest {  // 1.实例化操作对象  NSBlockOperation *blockOperation1 = [NSBlockOperation blockOperationWithBlock:^{    NSLog(@"blockOperation1---------%@", [NSThread currentThread]);  }];    // 往当前操作中追加操作  [blockOperation1 addExecutionBlock:^{    NSLog(@"addblockOperation1.1-----%@", [NSThread currentThread]);  }];    [blockOperation1 addExecutionBlock:^{    NSLog(@"addblockOperation1.2-----%@", [NSThread currentThread]);  }];    /**   当 NSBlockOperation中的任务数 > 1 之后,无论是将操作添加到主线程还是在主线程直接执行 start, NSBlockOperation中的任务执行顺序都不确定,执行线程也不确定!   一般在开发的时候,要避免向 NSBlockOperation 中追加任务!   如果任务都是在子线程中执行,并且不需要保证执行顺序!可以直接追加任务   */    NSBlockOperation *blockOperation2 = [NSBlockOperation blockOperationWithBlock:^{    NSLog(@"blockOperation2---------%@", [NSThread currentThread]);  }];    NSBlockOperation *blockOperation3 = [NSBlockOperation blockOperationWithBlock:^{    NSLog(@"blockOperation3---------%@", [NSThread currentThread]);  }];    // 将操作添加到非主队列中  //  NSOperationQueue *queue = [[NSOperationQueue alloc] init];  //  //  [queue addOperation:blockOperation1];  //  [queue addOperation:blockOperation2];  //  [queue addOperation:blockOperation3];    // 将操作添加到主队列中  [[NSOperationQueue mainQueue] addOperation:blockOperation1];  [[NSOperationQueue mainQueue] addOperation:blockOperation2];  [[NSOperationQueue mainQueue] addOperation:blockOperation3];}

 

 

3、NSOperation实现线程间通信

1)利用代理进行消息传递

@interface ViewController ()<MyOperationDelegate>@property (weak, nonatomic) IBOutlet UIImageView *imageView;@end@implementation ViewController- (void)touchesBegan:(NSSet<UITouch *> *)touches withEvent:(UIEvent *)event {    NSLog(@"%s-----%@", __func__, [NSThread currentThread]);    NSString *urlString = @"http://h.hiphotos.baidu.com/image/pic/item/30adcbef76094b366b2389d7a4cc7cd98d109d53.jpg";    // 1.创建操作对象  MyOperation *myO = [[MyOperation alloc] init];    myO.delegate = self;    // 3.告诉 myO 下载哪一张图片  myO.urlString = urlString;    NSOperationQueue *queue = [[NSOperationQueue alloc] init];  [queue setMaxConcurrentOperationCount:6];    // 4.将操作添加到操作队列中  [queue addOperation:myO];    NSLog(@"end");}#pragma mark#pragma mark - 实现操作的代理方法- (void)downImage:(UIImage *)image {  NSLog(@"%s------%@", __func__, [NSThread currentThread]);  self.imageView.image = image;}@protocol MyOperationDelegate <NSObject>- (void)downImage:(UIImage *)image;@end@interface MyOperation : NSOperation@property (nonatomic, copy) NSString *urlString;@property (nonatomic, weak) id<MyOperationDelegate> delegate;@end@implementation MyOperation#pragma mark#pragma mark - 重写NSOperation的main方法// 当把自定义的操作添加到操作队列中,或者直接调用操作的 start 方法后,都会自动来执行main 方法中的内容- (void)main {  NSLog(@"%s------%@", __func__, [NSThread currentThread]);    UIImage *image = [self downLoadImageSubThread];    // 回到主线程执行代理方法  dispatch_async(dispatch_get_main_queue(), ^{    if ([self.delegate respondsToSelector:@selector(downImage:)]) {      [self.delegate downImage:image];    }  });  }#pragma mark#pragma mark - 下载网络图片的方法- (UIImage *)downLoadImageSubThread {    NSURL *url = [NSURL URLWithString:self.urlString];    NSData *data = [NSData dataWithContentsOfURL:url];    NSLog(@"下载完成");  return [UIImage imageWithData:data];  }@end

 

 

2)利用通知实现消息传递

@interface ViewController ()@property (nonatomic, weak) IBOutlet UIImageView *imageView04;@end@implementation ViewController- (void)viewDidLoad {  NSLog(@"%s-----%@", __func__, [NSThread currentThread]);  // 注册通知观察者  // object:nil ,nil可以保证观察者接收任意类型的通知!  [[NSNotificationCenter defaultCenter] addObserver:self selector:@selector(setUpImageWithNotify:) name:@"FinishDownLoadImage" object:nil];}- (void)dealloc {  // 通知用完之后需要移除  [[NSNotificationCenter defaultCenter] removeObserver:self];}// 接收到通知之后,执行的方法 noti:接收到的通知- (void)setUpImageWithNotify:(NSNotification *)noti {  NSLog(@"%s-----%@", __func__, [NSThread currentThread]);  // 显示图片  self.imageView04.image = noti.object;}- (void)touchesBegan:(NSSet<UITouch *> *)touches withEvent:(UIEvent *)event {    NSLog(@"%s-----%@", __func__, [NSThread currentThread]);    // 1.创建操作队列  NSOperationQueue *queue = [[NSOperationQueue alloc] init];  [queue setMaxConcurrentOperationCount:6];    // 2.告诉操作下载哪张图片  MyOperation *myO = [[MyOperation alloc] init];    myO.urlString = @"http://h.hiphotos.baidu.com/image/pic/item/72f082025aafa40f7c884d31af64034f79f0198b.jpg";    // 3.将操作添加到操作队列,会自动调用操作中的main 方法  [queue addOperation:myO];    NSLog(@"end");}/**************************************************/// 自定义NSOperation类@interface MyOperation : NSOperation@property (nonatomic, copy) NSString *urlString;@end// 实现自定义NSOperation类@implementation MyOperation- (void)main {  NSLog(@"%s-----%@", __func__, [NSThread currentThread]);    // 在子线程下载好图片后再传给主线程  UIImage *image = [self downLoadImage:self.urlString];    // 图片下载完毕之后,利用通知告诉控制器,图片下载结束,并且将下载好的图片传递给控制器  // 在主线程发送通知  dispatch_async(dispatch_get_main_queue(), ^{    [[NSNotificationCenter defaultCenter] postNotificationName:@"FinishDownLoadImage" object:image];  });  }- (UIImage *)downLoadImage:(NSString *)urlString {    NSURL *url = [NSURL URLWithString:urlString];    NSData *data = [NSData dataWithContentsOfURL:url];    return [UIImage imageWithData:data];  }

 

3)利用block进行消息传递

@interface ViewController ()@property (weak, nonatomic) IBOutlet UIImageView *imageView;@end@implementation ViewController- (void)touchesBegan:(NSSet<UITouch *> *)touches withEvent:(UIEvent *)event {    NSLog(@"%s----%@",__func__, [NSThread currentThread]);    NSString *urlString = @"http://h.hiphotos.baidu.com/image/pic/item/72f082025aafa40f7c884d31af64034f79f0198b.jpg";    // 2.创建操作  MyOperation *mo = [[MyOperation alloc] init];  mo.urlString = urlString;    mo.view = self.view;    [mo downLoadWebImageWithBlock:^(UIImage *image) {    self.imageView.image = image;  }];    [mo setCompletionBlock:^{    NSLog(@"图片下载完成");  }];    NSLog(@"end");  }/*********************************************************/// 自定义NSOperation类typedef void(^downLoadBlock)(UIImage *image);@interface MyOperation : NSOperation@property (nonatomic, strong) UIView *view;@property (nonatomic, copy) NSString *urlString;@property (nonatomic, copy) downLoadBlock block;- (void)downLoadWebImageWithBlock:(downLoadBlock)blk;@end// 实现自定义NSOperation类@implementation MyOperation#pragma mark#pragma mark - 实现block方法,方便直接回车调用- (void)downLoadWebImageWithBlock:(downLoadBlock)blk {  if (blk) {    self.block = blk;        dispatch_async(dispatch_get_global_queue(0, 0), ^{      UIImage *image = [self downLoadImage:self.urlString];            dispatch_async(dispatch_get_main_queue(), ^{                if (self.block) {          self.block(image);        }              });    });  }}#pragma mark#pragma mark - 下载图片的方法- (UIImage *)downLoadImage:(NSString *)strUrl {    NSLog(@"%s----%@",__func__, [NSThread currentThread]);    NSURL *url = [NSURL URLWithString:strUrl];    NSData *data = [NSData dataWithContentsOfURL:url];    NSLog(@"下载完成");    return [UIImage imageWithData:data];  }@end

 

 

四、与GCD比较

GCD:

将任务(block)添加到队列(串行/并发/主队列),并且指定任务执行的函数(同步/异步)
GCD是底层的C语言构成的API
iOS 4.0 推出的,针对多核处理器的并发技术
在队列中执行的是由 block 构成的任务,这是一个轻量级的数据结构
要停止已经加入 queue 的 block 需要写复杂的代码
需要通过 Barrier 或者同步任务设置任务之间的依赖关系
只能设置队列的优先级
高级功能:
一次性 once
延迟操作 after
调度组

NSOperation:

核心概念:把操作(异步)添加到队列(全局的并发队列)
OC 框架,更加面向对象,是对 GCD 的封装
iOS 2.0 推出的,苹果推出 GCD 之后,对 NSOperation 的底层全部重写
Operation作为一个对象,为我们提供了更多的选择
可以随时取消已经设定要准备执行的任务,已经执行的除外
可以跨队列设置操作的依赖关系
可以设置队列中每一个操作的优先级
高级功能:
最大操作并发数(GCD不好做)
继续/暂停/全部取消
跨队列设置操作的依赖关系