[移动开发][iOS开发]NSOperation、NSOperationQueue

简介概念了解

在SDWebImage中有见过NSOperation这个函数

关于NSOperation我们可以看到官方文档中的解释：
表示于单个任务相关联的代码和数据的抽象类
因为其是一个抽象类，我们不能直接使用它，而是使用它的子类或使用系统定义的子类（NSInvocationOperation或NSBlockOperation）来执行实际的任务。尽管是抽象的，NSOperation的基本实现确实包含了重要的逻辑来协调任务的安全执行。这种内置逻辑的存在允许您将注意力集中在任务的实际实现上，而不是确保它与其他系统对象正确公所所需的粘合代码上。

通常通过将操作添加到操作队列（NSOperationQueue类的实例）来执行操作。

如果不想使用操作队列，可以直接从代码中调用操作的start方法来执行操作。手动执行操作会给代码带来更大的负担，因为启动未处于就绪状态的操作会触发异常。

操作队列是OC中的一种高级的并发处理方法，现在它是基于GCD更高一层的封装，完全面向对象。但是比GCD更加简单易用、代码可读性也更高。

操作队列不同于GCD中FIFO的原则。NSOperationQueue对于添加到队列中的操作，首先进入准备就绪的状态（就绪状态取决于操作之间的依赖关系），然后进入就绪状态的操作开始执行顺序由操作之间的优先级决定。

操作队列也为我们提供了两种不同类型的队列：主队列和自定队列，主队列运行在主线程之上，而自定义队列在后台执行

为什么我们需要使用NSOperation、NSOperationQueue

• 可以添加完成的代码块，在操作完成之后执行
• 添加操作之间的依赖关系，方便的控制执行顺序
• 设定操作执行的优先级
• 可以很方便的取消一个操作的执行
• 使用KVO观察对操作执行状态的更改：isExecuteing、isFinished、isCancelled

基本使用

NSOperation 单独使用时系统同步执行操作，配合 NSOperationQueue 我们能更好的实现异步执行

使用步骤分为三步

1. 创建操作：将需要执行的操作封装到一个NSOperation对象中
2. 创建队列：创建NSOperationQueue对象
3. 将操作加入到队列中：将NSOperation对象添加到NSOperationQueue对象中

之后，系统将队列中的操作取出来执行操作

创建操作

上面说了，我们不能直接使用抽象类，而是使用其子类或系统定义的子类

使用子类NSInvocationOperation（Invocation:调用）

 // 1.创建 NSInvocationOperation 对象
    NSInvocationOperation *op = [[NSInvocationOperation alloc] initWithTarget:self selector:@selector(task1) object:nil];

    // 2.调用 start 方法开始执行操作
    [op start];

- (void)task1 {
        NSLog(@"1---%@", [NSThread currentThread]); // 打印当前线程
}

可以看到，操作实在当前线程执行的，没有开启新线程

我们使用NSThread创建线程后自启动新线程

[NSThread detachNewThreadSelector:@selector(run) toTarget:self withObject:nil];

在新线程执行操作，结果就是其他线程
也就意味着其只能在自己当前所在的线程中执行同步操作

使用子类NSBlockOperation

NSBlockOperation *op = [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
        }
    }];

    // 2.调用 start 方法开始执行操作
    [op start];

一样 也是在当前线程执行同步操作，在其他线程操作则为其他线程

但是其提供了一个方法
addExecutionBlock:^可以为NSBlockOperation添加额外的操作
这些操作可以在不同的线程并发执行

使用自定义继承自NSOperation的子类

如果使用系统提供的两个子类不能满足日常需求，我们可以使用自定义继承自NSOperation的子类。可以通过重写main或者start方法来定义自己的NSOperation对象

重写main方法

NSOperationTest *op = [[NSOperationTest alloc] init];
    
    [op start];

自定义的Test类中重写main方法
- (void)main {
    if (!self.isCancelled) {
        for (int i = 0; i < 2; i++) {
            [NSThread sleepForTimeInterval:2];
            NSLog(@"1---%@", [NSThread currentThread]);
        }
    }
}

重写start方法

- (void)start {
    if (!self.isCancelled) {
        for (int i = 0; i < 2; i++) {
            [NSThread sleepForTimeInterval:2];
            NSLog(@"1---%@", [NSThread currentThread]);
        }
    }
    [super start];
}

一个道理

创建队列

• 主队列：在主线程中执行

// 主队列获取方法
NSOperationQueue *queue = [NSOperationQueue mainQueue];

• 自定义队列：自动放到子线程中执行，同时包含了串行、并发的功能？（什么串行？？？）

// 自定义队列创建方法
NSOperationQueue *queue = [[NSOperationQueue alloc] init];

将操作加入到队列中

两种方法

1. addOperation:将操作加入队列中能够开启新线程，进行并发执行两个任务
   
   

2. addOperationWithBlock:将操作加入到操作队列后能够开启新线程，进行并发执行
   

NSOperationQueue控制串行、并发

NSOperationQueue有个属性maxConcurrentOperationCount，最大并发数
用来控制一个队列中可以有多少个操作同时参与并发

• 关于最大并发数maxConcurrentOperationCount
• maxConcurrentOperationCount默认为-1，表示可以并发执行
• maxConcurrentOperationCount为1时，串行队列，只能串行执行
• maxConcurrentOperationCount大于1，队列为并发队列，

NSOperation操作依赖

我们可以添加操作之间的依赖关系，通过操作依赖，我们可以很方便的控制操作之间的操作先后顺序

• addDependency:(NSOperation *)op;添加依赖，使当前操作依赖于操作op的完成
• 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
  

使用addOperations

@property (readonly, copy) NSArray <NSOperation *> * dependencies;

waitUntilFinished为YES
数组中的两个线程并发进行
第三个等待前两个结束之后执行 并且第三个使用的是数组中的最后一个线程

为NO
不等待 三个新线程

NSOperation优先级

NSOperation提供了优先级属性(queuePriority)。
我们可以通过setQueuePriority方法来改变当前操作在统一队列中的执行优先级

// 优先级的取值
typedef NS_ENUM(NSInteger, NSOperationQueuePriority) {
    NSOperationQueuePriorityVeryLow = -8L,
    NSOperationQueuePriorityLow = -4L,
    NSOperationQueuePriorityNormal = 0,
    NSOperationQueuePriorityHigh = 4,
    NSOperationQueuePriorityVeryHigh = 8
}

前面提到过，对于添加到队列中的操作，首先进入准备就绪的状态，就绪状态取决于操作之间的依赖关系，然后进入就绪状态的操作的开始执行顺序由操作之间的优先级确定（优先级是操作对象自身的属性）

优先级不能取代依赖关系。这也就意味着

假如一个队列中既包含了准备就绪状态的操作（没有任何依赖关系，其就是第一个），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。

也就是官方文档中的：

仅当需要对非相关操作的相对优先级进行分类时，才应使用优先级值。优先级值不应用于实现不同操作对象之间的依赖关系管理

如果优先级一样 就按添加顺序执行（最大线程数为1）

为什么第一个优先级设置为Low没用，为什么第一个固定与addOperation添加顺序的第一个有关呢
说好的不看添加顺序呢？

NSOperation、NSOperationQueue线程间的通讯

回到主线程

[[NSOperationQueue mainQueue] addOperationWithBlock:^{
            //需要在主线程执行的代码
}];

线程安全

NSLock来加锁

1. 初始化NSLock对象
   self.lock = [[NSLock alloc] init]
2. 上锁
   [self.lock lock]
3. 解锁
   [self.lock unlock]
   

常用属性和方法

NSOperation

• 取消操作 cancel
• 判断操作状态方法
• • isFinished判断操作是否已经结束
• • isCancelled判断操作是否取消
• • isExecuting判断操作是否正在运行
• • isReady判断是否处于就绪状态
• 操作同步
• • waitUntilFinished阻塞当前线程
• • setCompletionBlock:(void (^)(void))block;当前操作完毕之后执行block
• • addDependency添加依赖
• • removeDependency移除依赖
• • @property (readonly, copy) NSArray<NSOperation *> *dependencies;数组存储操作

NSOperationQueue

• 取消/暂停/恢复队列中的操作
• • cancelAllOperations;取消队列中所有的操作
• • isSuspended判断队列是否处理暂停状态 YES：暂停状态，NO恢复状态
• • setSuspended:(BOOL)b;设置操作的暂停和恢复 YES：暂停，NO：恢复
• 同步操作
• • waitUntilAllOperationsAreFinished;阻塞当前线程，直到队列中的操作全部完成
• 添加/获取
• • addOperationWithBlock:(void (^)(void))block向队列中添加一个NSBlockOperation类型的操作对象
• • addOperations:(NSArray *)ops waitUntilFinished:(BOOL)wait;添加操作数组，wait标志是否阻塞当前线程知道所有操作结束
• • operations当前在队列中的操作数组
• • operations操作个数
• 获取队列
• • currentQueue当前队列，如果当前线程不在Queue上，返回nil
• • mainQueue获取主队列