iOS開發之多線程技術——NSOperation篇

来源:http://www.cnblogs.com/Jepson1218/archive/2016/02/04/5180915.html
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本篇將從四個方面對iOS開發中使用到的NSOperation技術進行講解： 一、什麼是NSOperation 二、我們為什麼使用NSOperation 三、在實際開發中如何使用NSOperation 1、自定義NSOperation 2、NSOperation的基本使用 3、NSOperation實


本篇將從四個方面對iOS開發中使用到的NSOperation技術進行講解：

一、什麼是NSOperation

二、我們為什麼使用NSOperation

三、在實際開發中如何使用NSOperation

　　1、自定義NSOperation

　　2、NSOperation的基本使用

　　3、NSOperation實現線程間通信

　　　　1）利用代理進行消息傳遞

　　　　2)利用通知實現消息傳遞

　　　　3）利用block進行消息傳遞

四、與GCD比較

一、什麼是NSOperation

　　NSOperation是一個抽象的基類，表示一個獨立的計算單元，可以為子類提供有用且線程安全的建立狀態，優先順序，依賴和取消等操作。系統已經給我們封裝了NSBlockOperation和NSInvocationOperation這兩個實體類。使用起來也非常簡單，不過我們更多的使用是自己繼承並定製自己的操作。

 

二、我們為什麼使用NSOperation

　　在iOS開發中，為了提升用戶體驗，我們通常會將操作耗時的操作放在主線程之外的線程進行處理。對於正常的簡單操作，我們更多的是選擇代碼更少的GCD，讓我們專註於自己的業務邏輯開發。NSOperation在ios4後也基於GCD實現，但是相對於GCD來說可控性更強，並且可以加入操作依賴。 

 

三、在實際開發中如何使用NSOperation

1、自定義NSOperation

在實際開發中，系統提供的NSOperation可能無法滿足我們的需求，這時，我們就需要自定義我們自己的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) {  // 避免重覆下載，增強用戶體驗
        
        NSOperationQueue *queue = [[NSOperationQueue alloc] init];
        [queue setMaxConcurrentOperationCount:6];
        
        MyOperation *myO = [[MyOperation alloc] init];
        myO.imageView = self.imageView;
        [queue addOperation:myO];
        
    }
    
    NSLog(@"end");
}

// 自定義NSOperation
@interface MyOperation : NSOperation

@property (nonatomic, strong) UIImageView *imageView;

@end

// 實現自定義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(@"圖片下載完成");
    
    return image;
}

@end

 

 

2、NSOperation的基本使用

#pragma mark
#pragma mark - NSOperation高級操作1
- (void)highLevelTest1 {
    /**
     NSOperation 相對於 GCD 來說，增加了以下管理線程的功能：
     1.NSOperation可以添加操作依賴：保證操作的執行順序！ --> 和GCD中將任務添加到一個串列隊列中是一樣的！一個串列隊列會對應一條線程
     GCD 中的按順序執行(串列隊列) ---> 串列執行
     添加操作依賴之後，系統有可能串列執行保證任務的執行順序，還有可能綠色線程同步技術，保證任務執行順序
     */
    
    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]);
    }];
    
    /**
     四個操作都是耗時操作，並且要求按順序執行，操作2是UI操作
     添加操作依賴的註意點
     1.一定要在將操作添加到操作隊列中之前添加操作依賴
     2.不要添加迴圈依賴
     優點：對於不同操作隊列中的操作，操作依賴依然有效
     */
    
    // 1.一定要在將操作添加到操作隊列中之前添加操作依賴
    [block2 addDependency:block1];
    [block3 addDependency:block2];
    [inO addDependency:block3];
    // 2.不要添加迴圈依賴
    [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(@"測試%s-----%@", __func__, [NSThread currentThread]);
}

#pragma mark
#pragma mark - NSOperation高級操作2
- (void)highLevelTest2 {
    /**
     NSOperation高級操作
     應用場景：提高用戶體驗第一，當用戶操作時，取消一切跟用戶當前操作無關的進程，提升流暢度
     1.添加操作依賴
     2.管理操作：重點！是操作隊列的方法
     2.1暫停/恢復 取消 操作
     2.2開啟合適的線程數量！（最多不超過6條）
     
     一般開發的時候，會將操作隊列設置成一個全局的變數（屬性）
     */
    
    NSBlockOperation *block1 = [NSBlockOperation blockOperationWithBlock:^{
        NSLog(@"---------");
    }];
    
    NSOperationQueue *queue = [[NSOperationQueue alloc] init];
    
    [queue addOperationWithBlock:^{
        [self test];
    }];
    
    [queue addOperation:block1];
    
    // 1.暫停操作  開始滾動的時候
    [queue setSuspended:YES];
    
    // 2.恢復操作  滑動結束的時候
    [queue setSuspended:NO];
    
    // 3.取消所有操作  接收到記憶體警告
    [queue cancelAllOperations];
    
    // 3.1補充：取消單個操作調用該NSOperation的cancel方法
    [block1 cancel];
    
    // 4.設置線程最大併發數，開啟合適的線程數量 實例化操作隊列的時候
    [queue setMaxConcurrentOperationCount:6];
    
    /**
     遇到併發編程，什麼時候選擇 GCD， 什麼時候選擇NSOperation
     1.簡單的開啟線程/回到主線程，選擇GCD：效率更高，簡單
     2.需要管理操作(考慮到用戶交互！)使用NSOperation
     */
}

#pragma mark
#pragma mark - NSOperation簡單操作
- (void)BaseTest {
    // 1.實例化操作對象
    NSBlockOperation *blockOperation1 = [NSBlockOperation blockOperationWithBlock:^{
        NSLog(@"blockOperation1---------%@", [NSThread currentThread]);
    }];
    
    // 往當前操作中追加操作
    [blockOperation1 addExecutionBlock:^{
        NSLog(@"addblockOperation1.1-----%@", [NSThread currentThread]);
    }];
    
    [blockOperation1 addExecutionBlock:^{
        NSLog(@"addblockOperation1.2-----%@", [NSThread currentThread]);
    }];
    
    /**
     當 NSBlockOperation中的任務數 > 1 之後，無論是將操作添加到主線程還是在主線程直接執行 start, NSBlockOperation中的任務執行順序都不確定，執行線程也不確定！
     一般在開發的時候，要避免向 NSBlockOperation 中追加任務！
     如果任務都是在子線程中執行，並且不需要保證執行順序！可以直接追加任務
     */
    
    NSBlockOperation *blockOperation2 = [NSBlockOperation blockOperationWithBlock:^{
        NSLog(@"blockOperation2---------%@", [NSThread currentThread]);
    }];
    
    NSBlockOperation *blockOperation3 = [NSBlockOperation blockOperationWithBlock:^{
        NSLog(@"blockOperation3---------%@", [NSThread currentThread]);
    }];
    
    // 將操作添加到非主隊列中
    //    NSOperationQueue *queue = [[NSOperationQueue alloc] init];
    //
    //    [queue addOperation:blockOperation1];
    //    [queue addOperation:blockOperation2];
    //    [queue addOperation:blockOperation3];
    
    // 將操作添加到主隊列中
    [[NSOperationQueue mainQueue] addOperation:blockOperation1];
    [[NSOperationQueue mainQueue] addOperation:blockOperation2];
    [[NSOperationQueue mainQueue] addOperation:blockOperation3];
}

 

 

3、NSOperation實現線程間通信

1）利用代理進行消息傳遞

@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.創建操作對象
    MyOperation *myO = [[MyOperation alloc] init];
    
    myO.delegate = self;
    
    // 3.告訴 myO 下載哪一張圖片
    myO.urlString = urlString;
    
    NSOperationQueue *queue = [[NSOperationQueue alloc] init];
    [queue setMaxConcurrentOperationCount:6];
    
    // 4.將操作添加到操作隊列中
    [queue addOperation:myO];
    
    NSLog(@"end");
}

#pragma mark
#pragma mark - 實現操作的代理方法
- (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 - 重寫NSOperation的main方法
// 當把自定義的操作添加到操作隊列中，或者直接調用操作的 start 方法後，都會自動來執行main 方法中的內容
- (void)main {
    NSLog(@"%s------%@", __func__, [NSThread currentThread]);
    
    UIImage *image = [self downLoadImageSubThread];
    
    // 回到主線程執行代理方法
    dispatch_async(dispatch_get_main_queue(), ^{
        if ([self.delegate respondsToSelector:@selector(downImage:)]) {
            [self.delegate downImage:image];
        }
    });
    
}

#pragma mark
#pragma mark - 下載網路圖片的方法
- (UIImage *)downLoadImageSubThread {
    
    NSURL *url = [NSURL URLWithString:self.urlString];
    
    NSData *data = [NSData dataWithContentsOfURL:url];
    
    NSLog(@"下載完成");
    return [UIImage imageWithData:data];
    
}

@end

 

 

2)利用通知實現消息傳遞

@interface ViewController ()

@property (nonatomic, weak) IBOutlet UIImageView *imageView04;

@end

@implementation ViewController

- (void)viewDidLoad {
    NSLog(@"%s-----%@", __func__, [NSThread currentThread]);
    // 註冊通知觀察者
    // object:nil ，nil可以保證觀察者接收任意類型的通知！
    [[NSNotificationCenter defaultCenter] addObserver:self selector:@selector(setUpImageWithNotify:) name:@"FinishDownLoadImage" object:nil];
}

- (void)dealloc {
    // 通知用完之後需要移除
    [[NSNotificationCenter defaultCenter] removeObserver:self];
}

// 接收到通知之後，執行的方法 noti:接收到的通知
- (void)setUpImageWithNotify:(NSNotification *)noti {
    NSLog(@"%s-----%@", __func__, [NSThread currentThread]);
    // 顯示圖片
    self.imageView04.image = noti.object;
}

- (void)touchesBegan:(NSSet<UITouch *> *)touches withEvent:(UIEvent *)event {
    
    NSLog(@"%s-----%@", __func__, [NSThread currentThread]);
    
    // 1.創建操作隊列
    NSOperationQueue *queue = [[NSOperationQueue alloc] init];
    [queue setMaxConcurrentOperationCount:6];
    
    // 2.告訴操作下載哪張圖片
    MyOperation *myO = [[MyOperation alloc] init];
    
    myO.urlString = @"http://h.hiphotos.baidu.com/image/pic/item/72f082025aafa40f7c884d31af64034f79f0198b.jpg";
    
    // 3.將操作添加到操作隊列,會自動調用操作中的main 方法
    [queue addOperation:myO];
    
    NSLog(@"end");
}

/**************************************************/
// 自定義NSOperation類
@interface MyOperation : NSOperation

@property (nonatomic, copy) NSString *urlString;

@end

// 實現自定義NSOperation類
@implementation MyOperation

- (void)main {
    NSLog(@"%s-----%@", __func__, [NSThread currentThread]);
    
    // 在子線程下載好圖片後再傳給主線程
    UIImage *image = [self downLoadImage:self.urlString];
    
    // 圖片下載完畢之後，利用通知告訴控制器，圖片下載結束，並且將下載好的圖片傳遞給控制器
    // 在主線程發送通知
    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進行消息傳遞

@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.創建操作
    MyOperation *mo = [[MyOperation alloc] init];
    mo.urlString = urlString;
    
    mo.view = self.view;
    
    [mo downLoadWebImageWithBlock:^(UIImage *image) {
        self.imageView.image = image;
    }];
    
    [mo setCompletionBlock:^{
        NSLog(@"圖片下載完成");
    }];
    
    NSLog(@"end");
    
}

/*********************************************************/
// 自定義NSOperation類
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


// 實現自定義NSOperation類
@implementation MyOperation

#pragma mark
#pragma mark - 實現block方法，方便直接回車調用
- (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 - 下載圖片的方法
- (UIImage *)downLoadImage:(NSString *)strUrl {
    
    NSLog(@"%s----%@",__func__, [NSThread currentThread]);
    
    NSURL *url = [NSURL URLWithString:strUrl];
    
    NSData *data = [NSData dataWithContentsOfURL:url];
    
    NSLog(@"下載完成");
    
    return [UIImage imageWithData:data];
    
}

@end

 

 

四、與GCD比較

GCD：

將任務（block）添加到隊列(串列/併發/主隊列)，並且指定任務執行的函數(同步/非同步)
GCD是底層的C語言構成的API
iOS 4.0 推出的，針對多核處理器的併發技術
在隊列中執行的是由 block 構成的任務，這是一個輕量級的數據結構
要停止已經加入 queue 的 block 需要寫複雜的代碼
需要通過 Barrier 或者同步任務設置任務之間的依賴關係
只能設置隊列的優先順序
高級功能：
一次性 once
延遲操作 after
調度組

NSOperation：

核心概念：把操作(非同步)添加到隊列(全局的併發隊列)
OC 框架，更加面向對象，是對 GCD 的封裝
iOS 2.0 推出的，蘋果推出 GCD 之後，對 NSOperation 的底層全部重寫
Operation作為一個對象，為我們提供了更多的選擇
可以隨時取消已經設定要準備執行的任務，已經執行的除外
可以跨隊列設置操作的依賴關係
可以設置隊列中每一個操作的優先順序
高級功能：
最大操作併發數(GCD不好做)
繼續/暫停/全部取消
跨隊列設置操作的依賴關係

 


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