本文主要用來介紹 iOS 多線程中 NSOperation,NSOperationQueue 的相關(guān)知識(shí)以及使用方法
通過本文,您將了解到:
NSOperation,NSOperationQueue簡(jiǎn)介,操作和操作隊(duì)列,使用步驟和基本使用方法,控制串行/并發(fā)執(zhí)行, NSOperation 操作依賴和優(yōu)先級(jí),線程間的通信,線程同步和線程安全,以及 NSOperation,NSOperationQueue 常用屬性和方法歸納.
Demo 連接地址 傳送門
1. NSOperation, NSOperationQueue 簡(jiǎn)介
NSOperation岛马，NSOperationQueue 是蘋果提供給我們的一套多線程解決方案。實(shí)際上 NSOPeration躏率，NSOperationQueue 是基于 GCD 更高一層的封裝堡掏，完全面向?qū)ο蠡恋瘛５潜?GCD 更簡(jiǎn)單易用，代碼可讀性更高。
為什么要使用 NSOperation重抖，NSOperationQueue棒妨？
- 可添加完成的代碼塊踪古，在操作完成后執(zhí)行。
- 添加操作之間的依賴關(guān)系，方便的控制執(zhí)行順序伏穆。
- 設(shè)定操作執(zhí)行的優(yōu)先級(jí)拘泞。
- 可以很方便的取消一個(gè)操作的執(zhí)行。
- 使用 KVO 觀察對(duì)操作執(zhí)行狀態(tài)的更改：isExecuteing枕扫，isFinished陪腌，isCancelled。
2. NSOperation烟瞧，NSOperationQueue 操作和操作隊(duì)列
既然是基于 GCD 的更高一層的封裝诗鸭。那么，GCD 的一些概念同樣適用于 NSOperation燕刻，NSOperationQueue只泼。在 NSOperation，NSOperationQueue 中也有類似的任務(wù)（操作）和隊(duì)列（操作隊(duì)列）的概念卵洗。
- 操作（Operation）
- 執(zhí)行操作的意思请唱，即在線程中執(zhí)行的那段代碼
- 在 GCD 中是放在 block 中的。在 NSOperation 中过蹂，我們使用 NSOperation 子類NSInvocationOperation十绑，NSBlockOperation，或者時(shí)自定義子類來封裝操作酷勺。
- 操作隊(duì)列（Operation Queue）
- 這里的隊(duì)列指操作隊(duì)列本橙，即用來存放操作的隊(duì)列。不同于 GCD中的調(diào)度隊(duì)列 FIFO（先進(jìn)先出）的原則脆诉。NSOperationQueue 對(duì)于添加到隊(duì)列中的操作甚亭，首先進(jìn)入準(zhǔn)備就緒的狀態(tài)（就緒狀態(tài)取決于操作之間的依賴關(guān)系），然后進(jìn)入就緒狀態(tài)的操作的開始執(zhí)行順序（非結(jié)束執(zhí)行順序）击胜，由操作之間相對(duì)的優(yōu)先級(jí)決定（優(yōu)先級(jí)是操作對(duì)象自身的屬性）亏狰。
- 操作隊(duì)列通過設(shè)置最大并發(fā)操作數(shù)（maxConcurrentOperationCount）來控制并發(fā)，串行偶摔。
- NSOperationQueue 為我們提供了兩種不同類型的隊(duì)列：朱隊(duì)列和自定義隊(duì)列暇唾。朱隊(duì)列運(yùn)行在主線程之上，而自定義隊(duì)列在后臺(tái)執(zhí)行辰斋。
3.NSOperation策州，NSOperationQueue 使用步驟
NSOperation 需要配合 NSOperationQueue 來實(shí)現(xiàn)多線程。因?yàn)槟J(rèn)情況下宫仗，NSOperation 單獨(dú)使用時(shí)系統(tǒng)同步執(zhí)行操作够挂，配合 NSOperationQueue，我們能更好的實(shí)現(xiàn)異步執(zhí)行锰什。
NSOperation 實(shí)現(xiàn)多線程的使用步驟分為三步：
1.創(chuàng)建操作：先將要執(zhí)行的操作封裝到一個(gè) NSOperation 對(duì)象中
2.創(chuàng)建隊(duì)列：創(chuàng)建 NSOperationQueue 對(duì)象下硕。
3.將操作加入到隊(duì)列中：將 NSOpeartion 對(duì)象添加到 NSOperationQueue 對(duì)象中丁逝。
之后，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)將 NSOperationQueue 中的 NSOperation 取出來梭姓，在新線程中執(zhí)行操作霜幼。
4.NSOperation和 NSOperationQueue 基本使用
4.1 創(chuàng)建操作
NSOperation 是個(gè)抽象類，不能用來封裝操作誉尖。我們只有使用它的子類來封裝操作罪既。我們可以使用三種方式來封裝操作。
- 使用子類 NSInvocationOperation
- 使用子類 NSBlockOperation
- 自定義繼承自 NSOperation 的子類铡恕。通過實(shí)現(xiàn)內(nèi)部相應(yīng)的方法來封裝操作
在不使用 NSOperationQueue琢感，單獨(dú)使用 NSOperation 的情況下，系統(tǒng)同步執(zhí)行操作探熔。
4.1.1使用子類NSInvocationOperation
/**
使用子類 NSInvocationOperation
*/
- (void)useInvocationOperation {
// 1.創(chuàng)建NSInvocationOperation對(duì)象
NSInvocationOperation *op = [[NSInvocationOperation alloc] initWithTarget:self selector:@selector(task1) object:nil];
// 2.開始執(zhí)行操作
[op start];
}
- (void)task1 {
for (int i = 0; i < 2; i++) {
[NSThread sleepForTimeInterval:2]; // 模擬耗時(shí)操作
NSLog(@"%d---%@",i, [NSThread currentThread]); // 打印當(dāng)前線程
}
}
輸出結(jié)果
可以看到驹针，在沒有使用 NSOperationQueue，在主線程中單獨(dú)使用子類NSInvocationOperation 執(zhí)行一個(gè)操作的情況下诀艰，操作是在當(dāng)前線程執(zhí)行的柬甥，并沒有開啟新線程。
如果在其他線程中執(zhí)行操作其垄，則打印結(jié)果未其他線程苛蒲。
[NSThread detachNewThreadSelector:@selector(useInvocationOperation) toTarget:self withObject:nil];
輸出結(jié)果
可以看到，在其他線程中單獨(dú)使用子類NSInvocationOperation绿满，操作是在當(dāng)前調(diào)用的其他線程執(zhí)行的臂外，并沒有開啟新線程。
4.1.2 使用子類 NSBlockOperation
- (void)useBlockOperation {
// 創(chuàng)建 NSBlockOperation 對(duì)象
NSBlockOperation *op = [NSBlockOperation blockOperationWithBlock:^{
for (int i = 0; i < 2; i++) {
[NSThread sleepForTimeInterval:2]; // 模擬耗時(shí)操作
NSLog(@"%d---%@",i, [NSThread currentThread]); // 打印當(dāng)前線程
}
}];
// 開始執(zhí)行操作
[op start];
}
輸出結(jié)果：
可以看到：在沒有使用 NSOperationQueue喇颁，在主線程單獨(dú)使用 NSBlockOperation 執(zhí)行一個(gè)操作的情況下漏健，操作是在當(dāng)前線程執(zhí)行的，并沒有開啟新線程橘霎。
注意：和 NSInvocationOperation 使用一樣漾肮。因?yàn)榇a是在主線程中調(diào)用，所以打印結(jié)果為主線程茎毁。如果在其他線程中執(zhí)行操作，則打印結(jié)果未其他線程忱辅。
- NSBlockOperation 還提供了一個(gè)方法
addExecutionBlock:七蜘，通過addExecutionBlock就可以為 NSBlockOperation 添加額外的操作。這些操作（包括blockOperationWithBlock中的操作）可以再不同的線程中同時(shí)（并發(fā)）執(zhí)行墙懂。只有當(dāng)所有相關(guān)的操作已經(jīng)執(zhí)行完成時(shí)橡卤，才視為完成。 - 如果添加的操作多的話损搬，
blockOperationWithBlock:中的操作也可能會(huì)在其他線程（非當(dāng)前線程）中執(zhí)行碧库，這是由系統(tǒng)決定的柜与，并不是說添加到blockOperationWithBlock:中的操作一定會(huì)在當(dāng)前線程中執(zhí)行。（可以使用addExecutionBlock:多添加幾個(gè)操作試試）
/**
使用子類 NSBlockOperation調(diào)用AddExecutionBlock方法
*/
- (void)useBlockOperationAddExecutionBlock {
// 創(chuàng)建 NSBlockOperation 對(duì)象
NSBlockOperation *op = [NSBlockOperation blockOperationWithBlock:^{
for (int i = 0; i < 2; i++) {
[NSThread sleepForTimeInterval:2]; // 模擬耗時(shí)操作
NSLog(@"1---%d---%@",i, [NSThread currentThread]); // 打印當(dāng)前線程
}
}];
// 添加額外的操作
[op addExecutionBlock:^{
for (int i = 0; i < 2; i++) {
[NSThread sleepForTimeInterval:2]; // 模擬耗時(shí)操作
NSLog(@"2---%d---%@",i, [NSThread currentThread]); // 打印當(dāng)前線程
}
}];
// 添加額外的操作
[op addExecutionBlock:^{
for (int i = 0; i < 2; i++) {
[NSThread sleepForTimeInterval:2]; // 模擬耗時(shí)操作
NSLog(@"3---%d---%@",i, [NSThread currentThread]); // 打印當(dāng)前線程
}
}];
// 添加額外的操作
[op addExecutionBlock:^{
for (int i = 0; i < 2; i++) {
[NSThread sleepForTimeInterval:2]; // 模擬耗時(shí)操作
NSLog(@"%d---%@",i, [NSThread currentThread]); // 打印當(dāng)前線程
}
}];
// 添加額外的操作
[op addExecutionBlock:^{
for (int i = 0; i < 2; i++) {
[NSThread sleepForTimeInterval:2]; // 模擬耗時(shí)操作
NSLog(@"4---%d---%@",i, [NSThread currentThread]); // 打印當(dāng)前線程
}
}];
// 添加額外的操作
[op addExecutionBlock:^{
for (int i = 0; i < 2; i++) {
[NSThread sleepForTimeInterval:2]; // 模擬耗時(shí)操作
NSLog(@"5---%d---%@",i, [NSThread currentThread]); // 打印當(dāng)前線程
}
}];
// 添加額外的操作
[op addExecutionBlock:^{
for (int i = 0; i < 2; i++) {
[NSThread sleepForTimeInterval:2]; // 模擬耗時(shí)操作
NSLog(@"6---%d---%@",i, [NSThread currentThread]); // 打印當(dāng)前線程
}
}];
// 添加額外的操作
[op addExecutionBlock:^{
for (int i = 0; i < 2; i++) {
[NSThread sleepForTimeInterval:2]; // 模擬耗時(shí)操作
NSLog(@"7---%d---%@",i, [NSThread currentThread]); // 打印當(dāng)前線程
}
}];
// 開始執(zhí)行操作
[op start];
}
輸出結(jié)果：
- 可以看出：使用子類
NSBlockOperation嵌灰，并調(diào)用addExecutionBlock:的情況下弄匕，blockOperationWithBlock :方法中的操作和addExecutionBlock :中的操作是在不同的線程中異步執(zhí)行的。而且沽瞭，當(dāng)次執(zhí)行結(jié)果中blockOperationWithBlock :方法中的操作也不是咱當(dāng)前線程（主線程）中執(zhí)行的。從而驗(yàn)證了blockOperationWithBlock:中的操作也可能會(huì)在其他線程（非當(dāng)前線程）中執(zhí)行。
一般情況下菊匿，如果一個(gè) NSBlockOperation 對(duì)象封裝了多個(gè)操作影锈。NSBlockOperation是否會(huì)開啟新線程，取決于操作的個(gè)數(shù)豌鹤。如果添加的操作的個(gè)數(shù)多亡哄，就會(huì)開啟新線程。開啟的線程數(shù)是由系統(tǒng)來決定的布疙。
4.1.3 使用自定義繼承 NSOperation 的子類
如果使用子類NSInvocationOperation蚊惯，NSBlockOperation不能滿足日常需求，我們可以使用自定義繼承自NSOperation的子類拐辽〖鹋玻可以通過重寫 main 或者 start 方法來定義自己的 NSOperation 對(duì)象。重寫 main 方法比較簡(jiǎn)單俱诸，我們不需要管理操作的狀態(tài)屬性isExecuting和 isFinished菠劝。當(dāng) main 執(zhí)行完返回的時(shí)候，這個(gè)操作就結(jié)束了睁搭。
先定義一個(gè)繼承自 NSOperation 的子類赶诊，重寫 main 方法。
#import "CSOperation.h"
@implementation CSOperation
- (void)main {
if (!self.isCancelled) {
for (int i = 0; i < 2; i++) {
[NSThread sleepForTimeInterval:2]; // 模擬耗時(shí)操作
NSLog(@"%d---%@",i, [NSThread currentThread]); // 打印當(dāng)前線程
}
}
}
@end
然后開始使用自定義操作
/**
使用自定義繼承自 NSOperation 的子類
*/
- (void)useCustomOperation {
CSOperation *op = [[CSOperation alloc] init];
[op start];
}
輸出結(jié)果
- 可以看出：在沒有使用 NSOperationQueue园骆，在主線程單獨(dú)使用自定義繼承自 NSOperation 的子類的情況下舔痪，是在主線程執(zhí)行操作，并沒有開啟新線程锌唾。
下面我們來看看 NSOperationQueue 的創(chuàng)建
4.2 創(chuàng)建隊(duì)列
NSOperationQueue 一共有兩種隊(duì)列锄码，主隊(duì)列，自定義隊(duì)列晌涕。其中自定義隊(duì)列同時(shí)包含了串行滋捶，并發(fā)功能。下面是主隊(duì)列余黎，自定義隊(duì)列的基本創(chuàng)建方法和特點(diǎn)重窟。
- 主隊(duì)列
- 凡是添加到主隊(duì)列中的操作，都會(huì)放到主線程中執(zhí)行
// 主隊(duì)列獲取方法
NSOperationQueue *queue = [NSOperationQueue mainQueue];
- 自定義隊(duì)列（非主隊(duì)列）
- 添加到這種隊(duì)列中的操作惧财，就會(huì)自動(dòng)放到子線程中執(zhí)行
- 同時(shí)包含了串行巡扇，并發(fā)功能扭仁。
4.3 將操作添加到隊(duì)列中
上面我們說到 NSOperation 需要配合 NSOperationQueue 來實(shí)現(xiàn)多線程
那么我們需要將創(chuàng)建的操作加入到隊(duì)列中去，總共有兩種方法厅翔。
1.- (void)addOperation:(NSOperation *)op;
- 需要先創(chuàng)建操作乖坠，再將創(chuàng)建好的操作加入到創(chuàng)建好的隊(duì)列中去
/**
將操作添加到操作隊(duì)列中
*/
- (void)addOperationToQueue {
// 1.創(chuàng)建隊(duì)列
NSOperationQueue *queue = [[NSOperationQueue alloc] init];
// 2.創(chuàng)建操作
NSInvocationOperation *op1 = [[NSInvocationOperation alloc] initWithTarget:self selector:@selector(task1) object:nil];
NSInvocationOperation *op2 = [[NSInvocationOperation alloc] initWithTarget:self selector:@selector(task2) object:nil];
NSBlockOperation *op3 = [NSBlockOperation blockOperationWithBlock:^{
for (int i = 0; i < 2; i++) {
[NSThread sleepForTimeInterval:2]; // 模擬耗時(shí)操作
NSLog(@"3---%d---%@",i, [NSThread currentThread]); // 打印當(dāng)前線程
}
}];
[op3 addExecutionBlock:^{
for (int i = 0; i < 2; i++) {
[NSThread sleepForTimeInterval:2]; // 模擬耗時(shí)操作
NSLog(@"4---%d---%@",i, [NSThread currentThread]); // 打印當(dāng)前線程
}
}];
// 添加操作到隊(duì)列中
[queue addOperation:op1];
[queue addOperation:op2];
[queue addOperation:op3];
}
輸出結(jié)果
- 可以看出：使用 NSOperation 子類創(chuàng)建操作，并使用
addOperation:知给，將操作加入到操作隊(duì)列后能夠開啟新線程瓤帚，進(jìn)行并發(fā)執(zhí)行。
2.- (void)addOperationWithBlock:(void (^)(void))block;
- 無需先創(chuàng)建操作涩赢，在 block 添加操作戈次，直接將包含操作的 block 加入到隊(duì)列中
/**
使用 addOperationWithBlock: 將操作加入到操作隊(duì)列中
*/
- (void)addOperationWithBlockToQueue {
// 創(chuàng)建隊(duì)列
NSOperationQueue *queue = [[NSOperationQueue alloc] init];
// 使用 addOperationWithBlock添加操作到隊(duì)列中
[queue addOperationWithBlock:^{
for (int i = 0; i < 2; i++) {
[NSThread sleepForTimeInterval:2]; // 模擬耗時(shí)操作
NSLog(@"1---%d---%@",i, [NSThread currentThread]); // 打印當(dāng)前線程
}
}];
[queue addOperationWithBlock:^{
for (int i = 0; i < 2; i++) {
[NSThread sleepForTimeInterval:2]; // 模擬耗時(shí)操作
NSLog(@"2---%d---%@",i, [NSThread currentThread]); // 打印當(dāng)前線程
}
}];
[queue addOperationWithBlock:^{
for (int i = 0; i < 2; i++) {
[NSThread sleepForTimeInterval:2]; // 模擬耗時(shí)操作
NSLog(@"3---%d---%@",i, [NSThread currentThread]); // 打印當(dāng)前線程
}
}];
}
輸出結(jié)果
- 可以看出：使用 addOperationWithBlock:將操作加入到操作隊(duì)列后能夠開啟新線程，進(jìn)行并發(fā)執(zhí)行筒扒。
5.NSOperationQueue 控制串行執(zhí)行怯邪，并發(fā)執(zhí)行
上面我們說過，NSOperationQueue 創(chuàng)建的自定義隊(duì)列同時(shí)具備串行花墩，并發(fā)功能悬秉，上面我們演示了并發(fā)功能，那么其他的串行功能如何實(shí)現(xiàn)的冰蘑？
這里有個(gè)關(guān)鍵屬性maxConcurrentOperationCount,叫做最大并發(fā)操作數(shù)和泌，用來控制一個(gè)特定隊(duì)列中科院有多少個(gè)操作同時(shí)參與并發(fā)執(zhí)行。
注意：這里
maxConcurrentOperationCount控制的不是并發(fā)線程的數(shù)量祠肥，而是一個(gè)隊(duì)列中同時(shí)能并發(fā)執(zhí)行的最大操作數(shù)武氓。而且一個(gè)操作也并非只能在一個(gè)線程中運(yùn)行。
- 最大并發(fā)操作數(shù):
maxConcurrentOperationCount-
maxConcurrentOperationCount默認(rèn)情況下為-1仇箱，表示不進(jìn)行限制县恕，可進(jìn)行并發(fā)執(zhí)行 -
maxConcurrentOperationCount為1時(shí)，隊(duì)列為串行隊(duì)列剂桥。只能串行執(zhí)行忠烛。 -
maxConcurrentOperationCount大于1時(shí)，隊(duì)列為并發(fā)隊(duì)列权逗。操作并發(fā)執(zhí)行美尸，當(dāng)然這個(gè)值不應(yīng)超過系統(tǒng)限制，即使自己設(shè)置一個(gè)很大的值斟薇，系統(tǒng)也會(huì)自動(dòng)調(diào)整為 min（自己設(shè)定的值火惊，系統(tǒng)設(shè)定的默認(rèn)最大值）。
-
/**
設(shè)置 MaxConcurrentOperationCount（最大并發(fā)操作數(shù)）
*/
- (void)addMaxConcurrentOperationCount {
// 創(chuàng)建隊(duì)列
NSOperationQueue *queue = [[NSOperationQueue alloc] init];
// 設(shè)置對(duì)的并發(fā)數(shù)
queue.maxConcurrentOperationCount = 1; // 串行隊(duì)列
// queue.maxConcurrentOperationCount = 2; // 并行隊(duì)列
// queue.maxConcurrentOperationCount = 9; // 并行隊(duì)列
// 使用 addOperationWithBlock添加操作到隊(duì)列中
[queue addOperationWithBlock:^{
for (int i = 0; i < 2; i++) {
[NSThread sleepForTimeInterval:2]; // 模擬耗時(shí)操作
NSLog(@"1---%d---%@",i, [NSThread currentThread]); // 打印當(dāng)前線程
}
}];
[queue addOperationWithBlock:^{
for (int i = 0; i < 2; i++) {
[NSThread sleepForTimeInterval:2]; // 模擬耗時(shí)操作
NSLog(@"2---%d---%@",i, [NSThread currentThread]); // 打印當(dāng)前線程
}
}];
[queue addOperationWithBlock:^{
for (int i = 0; i < 2; i++) {
[NSThread sleepForTimeInterval:2]; // 模擬耗時(shí)操作
NSLog(@"3---%d---%@",i, [NSThread currentThread]); // 打印當(dāng)前線程
}
}];
[queue addOperationWithBlock:^{
for (int i = 0; i < 2; i++) {
[NSThread sleepForTimeInterval:2]; // 模擬耗時(shí)操作
NSLog(@"4---%d---%@",i, [NSThread currentThread]); // 打印當(dāng)前線程
}
}];
}
- 最大并發(fā)操作數(shù)為1時(shí)輸出結(jié)果
- 最大并發(fā)操作數(shù)為2的輸出結(jié)果
- 最大并發(fā)操作數(shù)為9的輸出結(jié)果
- 可以看出：當(dāng)最大并發(fā)操作數(shù)為1時(shí)奔垦，操作是按照順序串行執(zhí)行的，并且一個(gè)操作完成之后尸疆，下一個(gè)操作才開始執(zhí)行椿猎。當(dāng)最大操作并發(fā)數(shù)為2時(shí)惶岭，操作是并發(fā)執(zhí)行的，可以同時(shí)執(zhí)行兩個(gè)操作犯眠。而且開啟線程數(shù)量是由系統(tǒng)決定的按灶，不需要我們來管理。
這樣看來筐咧，是不是比 GCD 簡(jiǎn)單了很多呀
6.NSOperation 操作依賴
NSOperation鸯旁、NSOperationQueue 最吸引人的地方是它能添加操作之間的依賴關(guān)系。通過操作依賴量蕊，我們可以很方便的控制操作之間的執(zhí)行先后順序铺罢。NSOperation 提供了3個(gè)接口供我們管理和查看依賴。
-
- (void)addDependency:(NSOperation *)op;添加依賴残炮，使當(dāng)前操作依賴于操作 op 的完成 -
- (void)removeDependency:(NSOperation *)op;移除依賴韭赘，取消當(dāng)前操作對(duì)象操作 op 的依賴 -
@property (readonly, copy) NSArray<NSOperation *> *dependencies;在當(dāng)前操作開始執(zhí)行之前完成執(zhí)行的所有擦著哦對(duì)象數(shù)組。
現(xiàn)有一個(gè)需求势就，有 A泉瞻，B 兩個(gè)需求，其中 A 執(zhí)行完操作苞冯，B 才能執(zhí)行操作袖牙。
如果使用依賴來處理的話，那么就需要讓操作 B 依賴于操作 A舅锄。代碼如下
/**
添加操作依賴
*/
- (void)addDependency {
// 創(chuàng)建隊(duì)列
NSOperationQueue *queue = [[NSOperationQueue alloc] init];
// 創(chuàng)建操作
NSBlockOperation *op1 = [NSBlockOperation blockOperationWithBlock:^{
for (int i = 0; i < 2; i++) {
[NSThread sleepForTimeInterval:2]; // 模擬耗時(shí)操作
NSLog(@"1---%d---%@",i, [NSThread currentThread]); // 打印當(dāng)前線程
}
}];
NSBlockOperation *op2 = [NSBlockOperation blockOperationWithBlock:^{
for (int i = 0; i < 2; i++) {
[NSThread sleepForTimeInterval:2]; // 模擬耗時(shí)操作
NSLog(@"2---%d---%@",i, [NSThread currentThread]); // 打印當(dāng)前線程
}
}];
// 添加依賴
[op2 addDependency:op1]; // 讓 op2依賴于 op1.則先執(zhí)行 op1鞭达，再執(zhí)行 op2
// 添加操作到隊(duì)列中
[queue addOperation:op1];
[queue addOperation:op2];
}
輸出結(jié)果
- 可以看出：通過添加操作依賴，無論運(yùn)行 n 多次巧娱，其結(jié)果都是 op1先執(zhí)行碉怔，op2后執(zhí)行。
7.NSOperation 優(yōu)先級(jí)
NSOperation 提供了 queuePriority(優(yōu)先級(jí))屬性禁添，queuePriority 屬性適用于同一操作隊(duì)列中的操作撮胧，不適用于不同操作隊(duì)列中的操作。默認(rèn)情況下老翘，所有新創(chuàng)建的操作對(duì)象優(yōu)先級(jí)都是NSOperationQueuePriorityNormal芹啥。但是我們可以通過setQueuePriority:方法來改變當(dāng)前操作在同一隊(duì)列中的執(zhí)行優(yōu)先級(jí)。
// 優(yōu)先級(jí)的取值
typedef NS_ENUM(NSInteger, NSOperationQueuePriority) {
NSOperationQueuePriorityVeryLow = -8L,
NSOperationQueuePriorityLow = -4L,
NSOperationQueuePriorityNormal = 0,
NSOperationQueuePriorityHigh = 4,
NSOperationQueuePriorityVeryHigh = 8
};
上邊我們說過：對(duì)于添加到隊(duì)列中的操作铺峭，首先進(jìn)入準(zhǔn)備就緒的狀態(tài)（就緒狀態(tài)取決于操作之間的依賴關(guān)系）墓怀，然后進(jìn)入就緒狀態(tài)的操作的開始執(zhí)行順序（非結(jié)束執(zhí)行順序）由操作之間相對(duì)的優(yōu)先級(jí)決定（優(yōu)先級(jí)是操作對(duì)象自身的屬性）。
那么卫键，什么樣的操作才是進(jìn)入就緒狀態(tài)的操作呢傀履？
- 當(dāng)一個(gè)操作的所有依賴都已經(jīng)完成時(shí)，操作對(duì)象通常會(huì)進(jìn)入準(zhǔn)備就緒狀態(tài)莉炉，等待執(zhí)行钓账。
舉個(gè)例子碴犬，現(xiàn)在有4個(gè)優(yōu)先級(jí)都是 NSOperationQueuePriorityNormal（默認(rèn)級(jí)別）的操作：op1，op2梆暮，op3服协，op4。其中 op3 依賴于 op2啦粹，op2 依賴于 op1偿荷，即 op3 -> op2 -> op1。現(xiàn)在將這4個(gè)操作添加到隊(duì)列中并發(fā)執(zhí)行唠椭。
- 因?yàn)?op1 和 op4 都沒有需要依賴的操作跳纳，所以在 op1，op4 執(zhí)行之前泪蔫，就是處于準(zhǔn)備就緒狀態(tài)的操作棒旗。
- 而 op3 和 op2 都有依賴的操作（op3 依賴于 op2，op2 依賴于 op1）撩荣，所以 op3 和 op2 都不是準(zhǔn)備就緒狀態(tài)下的操作铣揉。
理解了進(jìn)入就緒狀態(tài)的操作，那么我們就理解了queuePriority 屬性的作用對(duì)象餐曹。
-
queuePriority屬性決定了進(jìn)入準(zhǔn)備就緒狀態(tài)下的操作之間的開始執(zhí)行順序逛拱。并且，優(yōu)先級(jí)不能取代依賴關(guān)系台猴。 - 如果一個(gè)隊(duì)列中既包含高優(yōu)先級(jí)操作朽合，又包含低優(yōu)先級(jí)操作，并且兩個(gè)操作都已經(jīng)準(zhǔn)備就緒饱狂，那么隊(duì)列先執(zhí)行高優(yōu)先級(jí)操作曹步。比如上例中，如果 op1 和 op4 是不同優(yōu)先級(jí)的操作休讳，那么就會(huì)先執(zhí)行優(yōu)先級(jí)高的操作讲婚。
- 如果，一個(gè)隊(duì)列中既包含了準(zhǔn)備就緒狀態(tài)的操作俊柔，又包含了未準(zhǔn)備就緒的操作筹麸，未準(zhǔn)備就緒的操作優(yōu)先級(jí)比準(zhǔn)備就緒的操作優(yōu)先級(jí)高。那么雏婶，雖然準(zhǔn)備就緒的操作優(yōu)先級(jí)低物赶，也會(huì)優(yōu)先執(zhí)行。優(yōu)先級(jí)不能取代依賴關(guān)系留晚。如果要控制操作間的啟動(dòng)順序酵紫，則必須使用依賴關(guān)系。
8. NSOperation，NSOperationQueue 線程間的通信
在 iOS 開發(fā)過程中奖地，我們一般在主線程里邊進(jìn)行 UI 刷新状蜗，例如：點(diǎn)擊、滾動(dòng)鹉动、拖拽等事件。我們通常把一些耗時(shí)的操作放在其他線程宏邮，比如說圖片下載泽示、文件上傳等耗時(shí)操作。而當(dāng)我們有時(shí)候在其他線程完成了耗時(shí)操作時(shí)蜜氨，需要回到主線程械筛，那么就用到了線程之間的通訊。
/**
線程間通信
*/
- (void)communication {
// 創(chuàng)建隊(duì)列
NSOperationQueue *queue = [[NSOperationQueue alloc] init];
// 添加操作
[queue addOperationWithBlock:^{
// 異步執(zhí)行耗時(shí)操作
for (int i = 0; i < 2; i++) {
[NSThread sleepForTimeInterval:2]; // 模擬耗時(shí)操作
NSLog(@"1---%d---%@",i, [NSThread currentThread]); // 打印當(dāng)前線程
}
// 回到主線程
[[NSOperationQueue mainQueue] addOperationWithBlock:^{
for (int i = 0; i < 2; i++) {
[NSThread sleepForTimeInterval:2]; // 模擬耗時(shí)操作
NSLog(@"2---%d---%@",i, [NSThread currentThread]); // 打印當(dāng)前線程
}
}];
}];
}
輸出結(jié)果
- 可以看出：通過線程間的通信飒炎，先在其他線程中執(zhí)行操作埋哟，等操作執(zhí)行完了之后再回到主線程執(zhí)行主線程的相應(yīng)操作。
9.NSOperation郎汪、NSOperationQueue 線程同步和線程安全
- 線程安全如果你的代碼所在的進(jìn)程中有多個(gè)線程在同時(shí)運(yùn)行赤赊，而這些線程可能會(huì)同時(shí)運(yùn)行這段代碼。如果每次運(yùn)行結(jié)果和單線程運(yùn)行的結(jié)果是一樣的煞赢，而且其他的變量的值也和預(yù)期的是一樣的抛计，就是線程安全的。
- 線程不安全 若每個(gè)線程中對(duì)全局變量照筑、靜態(tài)變量只有讀操作吹截，而無寫操作，一般來說凝危，這個(gè)全局變量是線程安全的波俄；若有多個(gè)線程同時(shí)執(zhí)行寫操作（更改變量），一般都需要考慮線程同步蛾默，否則的話就可能影響線程安全懦铺。
- 線程同步 可理解為線程 A 和 線程 B 一塊配合，A 執(zhí)行到一定程度時(shí)要依靠線程 B 的某個(gè)結(jié)果趴生，于是停下來阀趴，示意 B 運(yùn)行；B 依言執(zhí)行苍匆，再將結(jié)果給 A刘急；A 再繼續(xù)操作。
舉個(gè)簡(jiǎn)單例子就是：兩個(gè)人在一起聊天浸踩。兩個(gè)人不能同時(shí)說話叔汁，避免聽不清(操作沖突)。等一個(gè)人說完(一個(gè)線程結(jié)束操作)，另一個(gè)再說(另一個(gè)線程再開始操作)据块。
下面码邻，我們模擬火車票售賣的方式，實(shí)現(xiàn) NSOperation 線程安全和解決線程同步問題另假。
場(chǎng)景：總共有40張火車票像屋，有兩個(gè)售賣火車票的窗口，一個(gè)是廣州火車票售賣窗口边篮，另一個(gè)是龍巖火車票售賣窗口己莺。兩個(gè)窗口同時(shí)售賣火車票，賣完為止戈轿。
9.1 NSOperation凌受、NSOperationQueue 非線程安全
先看看不考慮線程安全的代碼
/**
* 初始化火車票數(shù)量、賣票窗口(非線程安全)思杯、并開始賣票
* 非線程安全：不加速-NSLock
*/
- (void)initTicketStatusNotSave {
NSLog(@"currentThread---%@",[NSThread currentThread]); // 打印當(dāng)前線程
_ticketSurplusCount = 40;
// 1.創(chuàng)建 queue1,queue1 代表廣州火車票售賣窗口
NSOperationQueue *queue1 = [[NSOperationQueue alloc] init];
queue1.maxConcurrentOperationCount = 1;
// 2.創(chuàng)建 queue2,queue2 代表龍巖火車票售賣窗口
NSOperationQueue *queue2 = [[NSOperationQueue alloc] init];
queue2.maxConcurrentOperationCount = 1;
// 3.創(chuàng)建賣票操作 op1
__weak typeof(self) weakSelf = self;
NSBlockOperation *op1 = [NSBlockOperation blockOperationWithBlock:^{
[weakSelf saleTicketNotSafe];
}];
// 4.創(chuàng)建賣票操作 op2
NSBlockOperation *op2 = [NSBlockOperation blockOperationWithBlock:^{
[weakSelf saleTicketNotSafe];
}];
// 5.添加操作胜蛉，開始賣票
[queue1 addOperation:op1];
[queue2 addOperation:op2];
}
/**
售賣火車票
*/
- (void)saleTicketNotSafe {
while (1) {
if (_ticketSurplusCount > 0) {
// 如果還有票，就接著賣)
_ticketSurplusCount--;
NSLog(@"%@", [NSString stringWithFormat:@"剩余票數(shù):%d 窗口:%@", _ticketSurplusCount, [NSThread currentThread]]);
[NSThread sleepForTimeInterval:0.2];
} else {
NSLog(@"所有火車票均已售完");
break;
}
}
}
輸出結(jié)果
省略部分截圖
- 可以看出：在不考慮線程安全色乾，不使用加鎖情況下誊册，得到的票是錯(cuò)亂的，這樣明顯不符合我們的需求杈湾，所以需要考慮線程安全問題解虱。
9.2 NSOperation、NSOperationQueue 非線程安全
線程安全解決方案：可以給線程加鎖漆撞，在一個(gè)線程執(zhí)行該操作的時(shí)候殴泰，不允許其他線程進(jìn)行操作。iOS 實(shí)現(xiàn)線程加鎖有很多種方式浮驳。@synchronized悍汛、 NSLock、NSRecursiveLock至会、NSCondition离咐、NSConditionLock、pthread_mutex奉件、dispatch_semaphore宵蛀、OSSpinLock、atomic(property) set/ge等等各種方式县貌。這里我們使用 NSLock 對(duì)象來解決線程同步問題术陶。NSLock 對(duì)象可以通過進(jìn)入鎖時(shí)調(diào)用 lock 方法，解鎖時(shí)調(diào)用 unlock 方法來保證線程安全煤痕。
考慮線程安全的代碼
/**
* 初始化火車票數(shù)量梧宫、賣票窗口(線程安全)接谨、并開始賣票
* 線程安全：加鎖-NSLock
*/
- (void)initTicketStatusSave {
NSLog(@"currentThread---%@",[NSThread currentThread]); // 打印當(dāng)前線程
_ticketSurplusCount = 50;
_lock = [[NSLock alloc] init];
// 1.創(chuàng)建 queue1,queue1 代表廣州火車票售賣窗口
NSOperationQueue *queue1 = [[NSOperationQueue alloc] init];
queue1.maxConcurrentOperationCount = 1;
// 2.創(chuàng)建 queue2,queue2 代表龍巖火車票售賣窗口
NSOperationQueue *queue2 = [[NSOperationQueue alloc] init];
queue2.maxConcurrentOperationCount = 1;
// 3.創(chuàng)建賣票操作 op1
__weak typeof(self) weakSelf = self;
NSBlockOperation *op1 = [NSBlockOperation blockOperationWithBlock:^{
[weakSelf saleTicketSafe];
}];
// 4.創(chuàng)建賣票操作 op2
NSBlockOperation *op2 = [NSBlockOperation blockOperationWithBlock:^{
[weakSelf saleTicketSafe];
}];
// 5.添加操作，開始賣票
[queue1 addOperation:op1];
[queue2 addOperation:op2];
}
/**
售賣火車票
*/
- (void)saleTicketSafe {
while (1) {
[_lock lock];
if (_ticketSurplusCount > 0) {
// 如果還有票塘匣，就接著賣)
_ticketSurplusCount--;
NSLog(@"%@", [NSString stringWithFormat:@"剩余票數(shù):%d 窗口:%@", _ticketSurplusCount, [NSThread currentThread]]);
[NSThread sleepForTimeInterval:0.2];
}
[_lock unlock];
if (_ticketSurplusCount <= 0) {
NSLog(@"所有火車票均已售完");
break;
}
}
}
輸出結(jié)果
- 可以看出：在考慮了線程安全脓豪，使用 NSLock 加鎖，解鎖機(jī)制的情況下忌卤，得到的票數(shù)是正確的扫夜，沒有出現(xiàn)混亂的情況。即解決了多個(gè)線程同步的問題驰徊。
10. NSOperation历谍、NSOperationQueue 常用屬性和方法歸納
10.1 NSOperation 常用屬性和方法
1.取消操作方法
-
- (void)cancel;可取消操作，實(shí)質(zhì)是標(biāo)記 isCancelled 狀態(tài)辣垒。
2.判斷操作狀態(tài)方法
-
- (BOOL)isFinished;判斷操作是否已經(jīng)結(jié)束。 -
- (BOOL)isCancelled;判斷操作是否已經(jīng)標(biāo)記為取消印蔬。 -
- (BOOL)isExecuting;判斷操作是否正在在運(yùn)行勋桶。 -
- (BOOL)isReady;判斷操作是否處于準(zhǔn)備就緒狀態(tài)，這個(gè)值和操作的依賴關(guān)系相關(guān)侥猬。
3.操作同步
-
- (void)waitUntilFinished;阻塞當(dāng)前線程例驹，直到該操作結(jié)束⊥诉耄可用于線程執(zhí)行順序的同步鹃锈。 -
- (void)setCompletionBlock:(void (^)(void))block; completionBlock會(huì)在當(dāng)前操作執(zhí)行完畢時(shí)執(zhí)行 completionBlock。 -
- (void)addDependency:(NSOperation *)op;添加依賴瞧预，使當(dāng)前操作依賴于操作 op 的完成屎债。 -
- (void)removeDependency:(NSOperation *)op;移除依賴，取消當(dāng)前操作對(duì)操作 op 的依賴垢油。 -
@property (readonly, copy) NSArray<NSOperation *> *dependencies;在當(dāng)前操作開始執(zhí)行之前完成執(zhí)行的所有操作對(duì)象數(shù)組盆驹。
10.2 NSOperationQueue 常用屬性和方法
1. 取消/暫停/恢復(fù)操作
-
- (void)cancelAllOperations;可以取消隊(duì)列的所有操作。 -
- (BOOL)isSuspended;判斷隊(duì)列是否處于暫停狀態(tài)滩愁。 YES 為暫停狀態(tài)躯喇，NO 為恢復(fù)狀態(tài)。 -
- (void)setSuspended:(BOOL)b;可設(shè)置操作的暫停和恢復(fù)硝枉，YES 代表暫停隊(duì)列廉丽，NO 代表恢復(fù)隊(duì)列。
2. 操作同步
-
- (void)waitUntilAllOperationsAreFinished;阻塞當(dāng)前線程妻味，直到隊(duì)列中的操作全部執(zhí)行完畢正压。
3. 添加/獲取操作
-
- (void)addOperationWithBlock:(void (^)(void))block;向隊(duì)列中添加一個(gè) NSBlockOperation 類型操作對(duì)象。 -
- (void)addOperations:(NSArray *)ops waitUntilFinished:(BOOL)wait;向隊(duì)列中添加操作數(shù)組弧可，wait 標(biāo)志是否阻塞當(dāng)前線程直到所有操作結(jié)束 -
- (NSArray *)operations;當(dāng)前在隊(duì)列中的操作數(shù)組（某個(gè)操作執(zhí)行結(jié)束后會(huì)自動(dòng)從這個(gè)數(shù)組清除）蔑匣。 -
- (NSUInteger)operationCount;當(dāng)前隊(duì)列中的操作數(shù)劣欢。
4. 獲取隊(duì)列
-
+ (id)currentQueue;獲取當(dāng)前隊(duì)列，如果當(dāng)前線程不是在 NSOperationQueue 上運(yùn)行則返回 nil裁良。 -
+ (id)mainQueue;獲取主隊(duì)列凿将。
注意
- 這里的暫停和取消（包括操作的取消和隊(duì)列的取消）并不代表可以將當(dāng)前的操作立即取消，而是當(dāng)當(dāng)前的操作執(zhí)行完畢之后不再執(zhí)行新的操作
- 暫停和取消的區(qū)別在于：暫停操作之后還可以恢復(fù)操作价脾，繼續(xù)向下執(zhí)行牧抵；而取消操作之后，所有的操作都清空了侨把，無法再接著執(zhí)行剩下的操作犀变。
參考資料
iOS 多線程詳細(xì)總結(jié)文章系列
本文大部分參考iOS多線程：『NSOperation、NSOperationQueue』詳盡總結(jié),自己也有將文中的代碼全部親自敲打一遍秋柄，驗(yàn)證無誤获枝。非常感謝該作者。
