iOS 多線程：『NSOperation定庵、NSOperationQueue』詳盡總結(jié)

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本文更新時(shí)間：2018年03月06日17:27:55

筆者對(duì)之前寫的原文重新整理议谷，修改了部分內(nèi)容，又增加了許多關(guān)于 NSOperation憋活、NSOperationQueue 的知識(shí)及用法岂津，希望大家喜歡。

本文用來介紹 iOS 多線程中 NSOperation悦即、NSOperationQueue 的相關(guān)知識(shí)以及使用方法吮成。

通過本文橱乱，您將了解到：
NSOperation、NSOperationQueue 簡(jiǎn)介粱甫、操作和操作隊(duì)列泳叠、使用步驟和基本使用方法、控制串行/并發(fā)執(zhí)行茶宵、NSOperation 操作依賴和優(yōu)先級(jí)危纫、線程間的通信、線程同步和線程安全乌庶，以及 NSOperation种蝶、NSOperationQueue 常用屬性和方法歸納。

文中 Demo 我已放在了 Github 上瞒大，Demo 鏈接：傳送門

1. NSOperation螃征、NSOperationQueue 簡(jiǎn)介

NSOperation、NSOperationQueue 是蘋果提供給我們的一套多線程解決方案透敌。實(shí)際上 NSOperation盯滚、NSOperationQueue 是基于 GCD 更高一層的封裝，完全面向?qū)ο笞驹蟆５潜?GCD 更簡(jiǎn)單易用淌山、代碼可讀性也更高。

為什么要使用 NSOperation顾瞻、NSOperationQueue泼疑？

可添加完成的代碼塊，在操作完成后執(zhí)行荷荤。
添加操作之間的依賴關(guān)系退渗，方便的控制執(zhí)行順序。
設(shè)定操作執(zhí)行的優(yōu)先級(jí)蕴纳。
可以很方便的取消一個(gè)操作的執(zhí)行会油。
使用 KVO 觀察對(duì)操作執(zhí)行狀態(tài)的更改：isExecuteing、isFinished古毛、isCancelled翻翩。

2. NSOperation、NSOperationQueue 操作和操作隊(duì)列

既然是基于 GCD 的更高一層的封裝稻薇。那么嫂冻，GCD 中的一些概念同樣適用于 NSOperation、NSOperationQueue塞椎。在 NSOperation桨仿、NSOperationQueue 中也有類似的任務(wù)（操作）和隊(duì)列（操作隊(duì)列）的概念。

操作（Operation）：
- 執(zhí)行操作的意思案狠，換句話說就是你在線程中執(zhí)行的那段代碼服傍。
- 在 GCD 中是放在 block 中的钱雷。在 NSOperation 中，我們使用 NSOperation 子類 NSInvocationOperation吹零、NSBlockOperation罩抗，或者自定義子類來封裝操作。
操作隊(duì)列（Operation Queues）：
- 這里的隊(duì)列指操作隊(duì)列瘪校，即用來存放操作的隊(duì)列澄暮。不同于 GCD 中的調(diào)度隊(duì)列 FIFO（先進(jìn)先出）的原則。NSOperationQueue 對(duì)于添加到隊(duì)列中的操作阱扬，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）泣懊，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）。
- 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)麻惶、串行馍刮。
- NSOperationQueue 為我們提供了兩種不同類型的隊(duì)列：主隊(duì)列和自定義隊(duì)列。主隊(duì)列運(yùn)行在主線程之上窃蹋，而自定義隊(duì)列在后臺(tái)執(zhí)行卡啰。

3. NSOperation、NSOperationQueue 使用步驟

NSOperation 需要配合 NSOperationQueue 來實(shí)現(xiàn)多線程警没。因?yàn)槟J(rèn)情況下匈辱，NSOperation 單獨(dú)使用時(shí)系統(tǒng)同步執(zhí)行操作，配合 NSOperationQueue 我們能更好的實(shí)現(xiàn)異步執(zhí)行杀迹。

NSOperation 實(shí)現(xiàn)多線程的使用步驟分為三步：

創(chuàng)建操作：先將需要執(zhí)行的操作封裝到一個(gè) NSOperation 對(duì)象中亡脸。
創(chuàng)建隊(duì)列：創(chuàng)建 NSOperationQueue 對(duì)象。
將操作加入到隊(duì)列中：將 NSOperation 對(duì)象添加到 NSOperationQueue 對(duì)象中树酪。

之后呢浅碾，系統(tǒng)就會(huì)自動(dòng)將 NSOperationQueue 中的 NSOperation 取出來，在新線程中執(zhí)行操作续语。

下面我們來學(xué)習(xí)下 NSOperation 和 NSOperationQueue 的基本使用垂谢。

4. NSOperation 和 NSOperationQueue 基本使用

4.1 創(chuàng)建操作

NSOperation 是個(gè)抽象類，不能用來封裝操作疮茄。我們只有使用它的子類來封裝操作滥朱。我們有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 的子類力试，通過實(shí)現(xiàn)內(nèi)部相應(yīng)的方法來封裝操作徙邻。

在不使用 NSOperationQueue，單獨(dú)使用 NSOperation 的情況下系統(tǒng)同步執(zhí)行操作懂版，下面我們學(xué)習(xí)以下操作的三種創(chuàng)建方式。

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.調(diào)用 start 方法開始執(zhí)行操作
    [op start];
}

/**
 * 任務(wù)1
 */
- (void)task1 {
    for (int i = 0; i < 2; i++) {
        [NSThread sleepForTimeInterval:2]; // 模擬耗時(shí)操作
        NSLog(@"1---%@", [NSThread currentThread]); // 打印當(dāng)前線程
    }
}

輸出結(jié)果：

可以看到：在沒有使用 NSOperationQueue躏率、在主線程中單獨(dú)使用使用子類 NSInvocationOperation 執(zhí)行一個(gè)操作的情況下躯畴，操作是在當(dāng)前線程執(zhí)行的民鼓，并沒有開啟新線程。

如果在其他線程中執(zhí)行操作蓬抄，則打印結(jié)果為其他線程丰嘉。

// 在其他線程使用子類 NSInvocationOperation
[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，操作是在當(dāng)前調(diào)用的其他線程執(zhí)行的嚷缭，并沒有開啟新線程饮亏。

下邊再來看看 NSBlockOperation。

4.1.2 使用子類 `NSBlockOperation`

/**
 * 使用子類 NSBlockOperation
 */
- (void)useBlockOperation {

    // 1.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---%@", [NSThread currentThread]); // 打印當(dāng)前線程
        }
    }];

    // 2.調(diào)用 start 方法開始執(zhí)行操作
    [op start];
}

輸出結(jié)果：

可以看到：在沒有使用 NSOperationQueue阅爽、在主線程中單獨(dú)使用 NSBlockOperation 執(zhí)行一個(gè)操作的情況下路幸，操作是在當(dāng)前線程執(zhí)行的，并沒有開啟新線程付翁。

注意：和上邊 NSInvocationOperation 使用一樣简肴。因?yàn)榇a是在主線程中調(diào)用的，所以打印結(jié)果為主線程百侧。如果在其他線程中執(zhí)行操作砰识，則打印結(jié)果為其他線程。

但是佣渴，NSBlockOperation 還提供了一個(gè)方法 addExecutionBlock:辫狼，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）可以在不同的線程中同時(shí)（并發(fā)）執(zhí)行辛润。只有當(dāng)所有相關(guān)的操作已經(jīng)完成執(zhí)行時(shí)膨处，才視為完成。

如果添加的操作多的話频蛔，blockOperationWithBlock: 中的操作也可能會(huì)在其他線程（非當(dāng)前線程）中執(zhí)行灵迫，這是由系統(tǒng)決定的，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)行晦溪。（可以使用 addExecutionBlock: 多添加幾個(gè)操作試試）瀑粥。

/**
 * 使用子類 NSBlockOperation
 * 調(diào)用方法 AddExecutionBlock:
 */
- (void)useBlockOperationAddExecutionBlock {

    // 1.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---%@", [NSThread currentThread]); // 打印當(dāng)前線程
        }
    }];

    // 2.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---%@", [NSThread currentThread]); // 打印當(dāng)前線程
        }
    }];
    [op addExecutionBlock:^{
        for (int i = 0; i < 2; i++) {
            [NSThread sleepForTimeInterval:2]; // 模擬耗時(shí)操作
            NSLog(@"3---%@", [NSThread currentThread]); // 打印當(dāng)前線程
        }
    }];
    [op addExecutionBlock:^{
        for (int i = 0; i < 2; i++) {
            [NSThread sleepForTimeInterval:2]; // 模擬耗時(shí)操作
            NSLog(@"4---%@", [NSThread currentThread]); // 打印當(dāng)前線程
        }
    }];
    [op addExecutionBlock:^{
        for (int i = 0; i < 2; i++) {
            [NSThread sleepForTimeInterval:2]; // 模擬耗時(shí)操作
            NSLog(@"5---%@", [NSThread currentThread]); // 打印當(dāng)前線程
        }
    }];
    [op addExecutionBlock:^{
        for (int i = 0; i < 2; i++) {
            [NSThread sleepForTimeInterval:2]; // 模擬耗時(shí)操作
            NSLog(@"6---%@", [NSThread currentThread]); // 打印當(dāng)前線程
        }
    }];
    [op addExecutionBlock:^{
        for (int i = 0; i < 2; i++) {
            [NSThread sleepForTimeInterval:2]; // 模擬耗時(shí)操作
            NSLog(@"7---%@", [NSThread currentThread]); // 打印當(dāng)前線程
        }
    }];
    [op addExecutionBlock:^{
        for (int i = 0; i < 2; i++) {
            [NSThread sleepForTimeInterval:2]; // 模擬耗時(shí)操作
            NSLog(@"8---%@", [NSThread currentThread]); // 打印當(dāng)前線程
        }
    }];

    // 3.調(diào)用 start 方法開始執(zhí)行操作
    [op start];
}

輸出結(jié)果：

可以看出：使用子類 NSBlockOperation，并調(diào)用方法 AddExecutionBlock: 的情況下三圆，blockOperationWithBlock:方法中的操作和 addExecutionBlock: 中的操作是在不同的線程中并發(fā)執(zhí)行的狞换。而且，這次執(zhí)行結(jié)果中 blockOperationWithBlock:方法中的操作也不是在當(dāng)前線程（主線程）中執(zhí)行的舟肉。從而印證了blockOperationWithBlock: 中的操作也可能會(huì)在其他線程（非當(dāng)前線程）中執(zhí)行修噪。

一般情況下，如果一個(gè) NSBlockOperation 對(duì)象封裝了多個(gè)操作路媚。NSBlockOperation 是否開啟新線程黄琼，取決于操作的個(gè)數(shù)。如果添加的操作的個(gè)數(shù)多整慎，就會(huì)自動(dòng)開啟新線程脏款。當(dāng)然開啟的線程數(shù)是由系統(tǒng)來決定的围苫。

4.1.3 使用自定義繼承自 NSOperation 的子類

如果使用子類 NSInvocationOperation、NSBlockOperation 不能滿足日常需求撤师，我們可以使用自定義繼承自 NSOperation 的子類剂府。可以通過重寫 main 或者 start 方法來定義自己的 NSOperation 對(duì)象剃盾。重寫main方法比較簡(jiǎn)單腺占，我們不需要管理操作的狀態(tài)屬性 isExecuting 和 isFinished。當(dāng) main 執(zhí)行完返回的時(shí)候痒谴，這個(gè)操作就結(jié)束了衰伯。

先定義一個(gè)繼承自 NSOperation 的子類，重寫main方法闰歪。

// YSCOperation.h 文件
#import <Foundation/Foundation.h>

@interface YSCOperation : NSOperation

@end

// YSCOperation.m 文件
#import "YSCOperation.h"

@implementation YSCOperation

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

@end

然后使用的時(shí)候?qū)腩^文件YSCOperation.h嚎研。

/**
 * 使用自定義繼承自 NSOperation 的子類
 */
- (void)useCustomOperation {
    // 1.創(chuàng)建 YSCOperation 對(duì)象
    YSCOperation *op = [[YSCOperation alloc] init];
    // 2.調(diào)用 start 方法開始執(zhí)行操作
    [op start];
}

輸出結(jié)果：

可以看出：在沒有使用 NSOperationQueue、在主線程單獨(dú)使用自定義繼承自 NSOperation 的子類的情況下库倘，是在主線程執(zhí)行操作临扮，并沒有開啟新線程。

下邊我們來講講 NSOperationQueue 的創(chuàng)建教翩。

4.2 創(chuàng)建隊(duì)列

NSOperationQueue 一共有兩種隊(duì)列：主隊(duì)列杆勇、自定義隊(duì)列。其中自定義隊(duì)列同時(shí)包含了串行饱亿、并發(fā)功能蚜退。下邊是主隊(duì)列、自定義隊(duì)列的基本創(chuàng)建方法和特點(diǎn)彪笼。

主隊(duì)列
- 凡是添加到主隊(duì)列中的操作钻注，都會(huì)放到主線程中執(zhí)行（注：不包括操作使用addExecutionBlock:添加的額外操作，額外操作可能在其他線程執(zhí)行配猫，感謝指正）幅恋。

// 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，就會(huì)自動(dòng)放到子線程中執(zhí)行泵肄。
- 同時(shí)包含了：串行捆交、并發(fā)功能。

// 自定義隊(duì)列創(chuàng)建方法
NSOperationQueue *queue = [[NSOperationQueue alloc] init];

4.3 將操作加入到隊(duì)列中

上邊我們說到 NSOperation 需要配合 NSOperationQueue 來實(shí)現(xiàn)多線程腐巢。

那么我們需要將創(chuàng)建好的操作加入到隊(duì)列中去品追。總共有兩種方法：

- (void)addOperation:(NSOperation *)op;
- 需要先創(chuàng)建操作冯丙，再將創(chuàng)建好的操作加入到創(chuàng)建好的隊(duì)列中去肉瓦。

/**
 * 使用 addOperation: 將操作加入到操作隊(duì)列中
 */
- (void)addOperationToQueue {

    // 1.創(chuàng)建隊(duì)列
    NSOperationQueue *queue = [[NSOperationQueue alloc] init];

    // 2.創(chuàng)建操作
    // 使用 NSInvocationOperation 創(chuàng)建操作1
    NSInvocationOperation *op1 = [[NSInvocationOperation alloc] initWithTarget:self selector:@selector(task1) object:nil];

    // 使用 NSInvocationOperation 創(chuàng)建操作2
    NSInvocationOperation *op2 = [[NSInvocationOperation alloc] initWithTarget:self selector:@selector(task2) object:nil];

    // 使用 NSBlockOperation 創(chuàng)建操作3
    NSBlockOperation *op3 = [NSBlockOperation blockOperationWithBlock:^{
        for (int i = 0; i < 2; i++) {
            [NSThread sleepForTimeInterval:2]; // 模擬耗時(shí)操作
            NSLog(@"3---%@", [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---%@", [NSThread currentThread]); // 打印當(dāng)前線程
        }
    }];

    // 3.使用 addOperation: 添加所有操作到隊(duì)列中
    [queue addOperation:op1]; // [op1 start]
    [queue addOperation:op2]; // [op2 start]
    [queue addOperation:op3]; // [op3 start]
}

輸出結(jié)果：

可以看出：使用 NSOperation 子類創(chuàng)建操作，并使用 addOperation: 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)行泞莉。

- (void)addOperationWithBlock:(void (^)(void))block;
- 無需先創(chuàng)建操作洁墙，在 block 中添加操作，直接將包含操作的 block 加入到隊(duì)列中戒财。

/**
 * 使用 addOperationWithBlock: 將操作加入到操作隊(duì)列中
 */

- (void)addOperationWithBlockToQueue {
    // 1.創(chuàng)建隊(duì)列
    NSOperationQueue *queue = [[NSOperationQueue alloc] init];

    // 2.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---%@", [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---%@", [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---%@", [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)行捺弦。

5. NSOperationQueue 控制串行執(zhí)行饮寞、并發(fā)執(zhí)行

之前我們說過，NSOperationQueue 創(chuàng)建的自定義隊(duì)列同時(shí)具有串行列吼、并發(fā)功能幽崩，上邊我們演示了并發(fā)功能，那么他的串行功能是如何實(shí)現(xiàn)的寞钥？

這里有個(gè)關(guān)鍵屬性 maxConcurrentOperationCount慌申，叫做最大并發(fā)操作數(shù)。用來控制一個(gè)特定隊(duì)列中可以有多少個(gè)操作同時(shí)參與并發(fā)執(zhí)行理郑。

注意：這里 maxConcurrentOperationCount 控制的不是并發(fā)線程的數(shù)量蹄溉，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)。而且一個(gè)操作也并非只能在一個(gè)線程中運(yùn)行您炉。

最大并發(fā)操作數(shù)：maxConcurrentOperationCount
- maxConcurrentOperationCount 默認(rèn)情況下為-1柒爵，表示不進(jìn)行限制，可進(jìn)行并發(fā)執(zhí)行赚爵。
- maxConcurrentOperationCount 為1時(shí)棉胀，隊(duì)列為串行隊(duì)列。只能串行執(zhí)行冀膝。
- maxConcurrentOperationCount 大于1時(shí)唁奢，隊(duì)列為并發(fā)隊(duì)列。操作并發(fā)執(zhí)行窝剖，當(dāng)然這個(gè)值不應(yīng)超過系統(tǒng)限制麻掸，即使自己設(shè)置一個(gè)很大的值，系統(tǒng)也會(huì)自動(dòng)調(diào)整為 min{自己設(shè)定的值枯芬，系統(tǒng)設(shè)定的默認(rèn)最大值}论笔。

/**
 * 設(shè)置 MaxConcurrentOperationCount（最大并發(fā)操作數(shù)）
 */
- (void)setMaxConcurrentOperationCount {

    // 1.創(chuàng)建隊(duì)列
    NSOperationQueue *queue = [[NSOperationQueue alloc] init];

    // 2.設(shè)置最大并發(fā)操作數(shù)
    queue.maxConcurrentOperationCount = 1; // 串行隊(duì)列
// queue.maxConcurrentOperationCount = 2; // 并發(fā)隊(duì)列
// queue.maxConcurrentOperationCount = 8; // 并發(fā)隊(duì)列

    // 3.添加操作
    [queue addOperationWithBlock:^{
        for (int i = 0; i < 2; i++) {
            [NSThread sleepForTimeInterval:2]; // 模擬耗時(shí)操作
            NSLog(@"1---%@", [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---%@", [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---%@", [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---%@", [NSThread currentThread]); // 打印當(dāng)前線程
        }
    }];
}

最大并發(fā)操作數(shù)為1 輸出結(jié)果：
最大并發(fā)操作數(shù)為2 輸出結(jié)果：

可以看出：當(dāng)最大并發(fā)操作數(shù)為1時(shí)，操作是按順序串行執(zhí)行的千所，并且一個(gè)操作完成之后狂魔，下一個(gè)操作才開始執(zhí)行。當(dāng)最大操作并發(fā)數(shù)為2時(shí)淫痰，操作是并發(fā)執(zhí)行的最楷，可以同時(shí)執(zhí)行兩個(gè)操作。而開啟線程數(shù)量是由系統(tǒng)決定的，不需要我們來管理籽孙。

這樣看來烈评，是不是比 GCD 還要簡(jiǎn)單了許多？

6. NSOperation 操作依賴

NSOperation犯建、NSOperationQueue 最吸引人的地方是它能添加操作之間的依賴關(guān)系讲冠。通過操作依賴，我們可以很方便的控制操作之間的執(zhí)行先后順序适瓦。NSOperation 提供了3個(gè)接口供我們管理和查看依賴竿开。

- (void)addDependency:(NSOperation *)op; 添加依賴，使當(dāng)前操作依賴于操作 op 的完成玻熙。
- (void)removeDependency:(NSOperation *)op; 移除依賴否彩，取消當(dāng)前操作對(duì)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)行的所有操作對(duì)象數(shù)組嗦随。

當(dāng)然列荔，我們經(jīng)常用到的還是添加依賴操作。現(xiàn)在考慮這樣的需求枚尼，比如說有 A贴浙、B 兩個(gè)操作，其中 A 執(zhí)行完操作署恍，B 才能執(zhí)行操作悬而。

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锭汛。具體代碼如下：

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

    // 1.創(chuàng)建隊(duì)列
    NSOperationQueue *queue = [[NSOperationQueue alloc] init];

    // 2.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---%@", [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---%@", [NSThread currentThread]); // 打印當(dāng)前線程
        }
    }];

    // 3.添加依賴
    [op2 addDependency:op1]; // 讓op2 依賴于 op1笨奠，則先執(zhí)行op1，在執(zhí)行op2

    // 4.添加操作到隊(duì)列中
    [queue addOperation:op1];
    [queue addOperation:op2];
}

輸出結(jié)果：

可以看到：通過添加操作依賴唤殴，無論運(yùn)行幾次般婆，其結(jié)果都是 op1 先執(zhí)行，op2 后執(zhí)行朵逝。

7. NSOperation 優(yōu)先級(jí)

NSOperation 提供了queuePriority（優(yōu)先級(jí)）屬性蔚袍，queuePriority屬性適用于同一操作隊(duì)列中的操作，不適用于不同操作隊(duì)列中的操作配名。默認(rèn)情況下啤咽，所有新創(chuàng)建的操作對(duì)象優(yōu)先級(jí)都是NSOperationQueuePriorityNormal。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)渠脉。

// 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)列中的操作宇整，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）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）芋膘。

那么鳞青，什么樣的操作才是進(jìn)入就緒狀態(tài)的操作呢霸饲？

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)臂拓，等待執(zhí)行厚脉。

舉個(gè)例子，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胶惰，op2傻工，op3，op4孵滞。其中 op3 依賴于 op2精钮，op2 依賴于 op1，即 op3 -> op2 -> op1√旮現(xiàn)在將這4個(gè)操作添加到隊(duì)列中并發(fā)執(zhí)行。

因?yàn)?op1 和 op4 都沒有需要依賴的操作忽你，所以在 op1幼东，op4 執(zhí)行之前，就是處于準(zhǔn)備就緒狀態(tài)的操作科雳。
而 op3 和 op2 都有依賴的操作（op3 依賴于 op2根蟹，op2 依賴于 op1），所以 op3 和 op2 都不是準(zhǔn)備就緒狀態(tài)下的操作糟秘。

理解了進(jìn)入就緒狀態(tài)的操作简逮，那么我們就理解了queuePriority 屬性的作用對(duì)象。

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)行順序尿赚。并且散庶，優(yōu)先級(jí)不能取代依賴關(guān)系。
如果一個(gè)隊(duì)列中既包含高優(yōu)先級(jí)操作凌净，又包含低優(yōu)先級(jí)操作悲龟，并且兩個(gè)操作都已經(jīng)準(zhǔn)備就緒，那么隊(duì)列先執(zhí)行高優(yōu)先級(jí)操作冰寻。比如上例中须教，如果 op1 和 op4 是不同優(yōu)先級(jí)的操作，那么就會(huì)先執(zhí)行優(yōu)先級(jí)高的操作斩芭。
如果轻腺，一個(gè)隊(duì)列中既包含了準(zhǔn)備就緒狀態(tài)的操作，又包含了未準(zhǔn)備就緒的操作划乖，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)高贬养。那么，雖然準(zhǔn)備就緒的操作優(yōu)先級(jí)低琴庵，也會(huì)優(yōu)先執(zhí)行煤蚌。優(yōu)先級(jí)不能取代依賴關(guān)系耕挨。如果要控制操作間的啟動(dòng)順序，則必須使用依賴關(guān)系尉桩。

8. NSOperation筒占、NSOperationQueue 線程間的通信

在 iOS 開發(fā)過程中，我們一般在主線程里邊進(jìn)行 UI 刷新蜘犁，例如：點(diǎn)擊翰苫、滾動(dòng)、拖拽等事件这橙。我們通常把一些耗時(shí)的操作放在其他線程奏窑，比如說圖片下載、文件上傳等耗時(shí)操作屈扎。而當(dāng)我們有時(shí)候在其他線程完成了耗時(shí)操作時(shí)埃唯，需要回到主線程，那么就用到了線程之間的通訊鹰晨。

/**
 * 線程間通信
 */
- (void)communication {

    // 1.創(chuàng)建隊(duì)列
    NSOperationQueue *queue = [[NSOperationQueue alloc]init];

    // 2.添加操作
    [queue addOperationWithBlock:^{
        // 異步進(jìn)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---%@", [NSThread currentThread]); // 打印當(dāng)前線程
        }

        // 回到主線程
        [[NSOperationQueue mainQueue] addOperationWithBlock:^{
            // 進(jìn)行一些 UI 刷新等操作
            for (int i = 0; i < 2; i++) {
                [NSThread sleepForTimeInterval:2]; // 模擬耗時(shí)操作
                NSLog(@"2---%@", [NSThread currentThread]); // 打印當(dāng)前線程
            }
        }];
    }];
}

輸出結(jié)果：

可以看到：通過線程間的通信墨叛，先在其他線程中執(zhí)行操作，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)操作模蜡。

9. NSOperation漠趁、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，而這些線程可能會(huì)同時(shí)運(yùn)行這段代碼忍疾。如果每次運(yùn)行結(jié)果和單線程運(yùn)行的結(jié)果是一樣的闯传，而且其他的變量的值也和預(yù)期的是一樣的，就是線程安全的卤妒。
若每個(gè)線程中對(duì)全局變量甥绿、靜態(tài)變量只有讀操作，而無寫操作则披，一般來說妹窖，這個(gè)全局變量是線程安全的；若有多個(gè)線程同時(shí)執(zhí)行寫操作（更改變量）收叶，一般都需要考慮線程同步骄呼，否則的話就可能影響線程安全。
線程同步：可理解為線程 A 和線程 B 一塊配合判没，A 執(zhí)行到一定程度時(shí)要依靠線程 B 的某個(gè)結(jié)果蜓萄，于是停下來，示意 B 運(yùn)行澄峰；B 依言執(zhí)行嫉沽，再將結(jié)果給 A；A 再繼續(xù)操作俏竞。

舉個(gè)簡(jiǎn)單例子就是：兩個(gè)人在一起聊天绸硕。兩個(gè)人不能同時(shí)說話堂竟，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)玻佩，另一個(gè)再說(另一個(gè)線程再開始操作)出嘹。

下面，我們模擬火車票售賣的方式咬崔，實(shí)現(xiàn) NSOperation 線程安全和解決線程同步問題税稼。
場(chǎng)景：總共有50張火車票，有兩個(gè)售賣火車票的窗口垮斯，一個(gè)是北京火車票售賣窗口郎仆，另一個(gè)是上海火車票售賣窗口兜蠕。兩個(gè)窗口同時(shí)售賣火車票扰肌，賣完為止。

9.1 NSOperation熊杨、NSOperationQueue 非線程安全

先來看看不考慮線程安全的代碼：

/**
 * 非線程安全：不使用 NSLock
 * 初始化火車票數(shù)量曙旭、賣票窗口(非線程安全)、并開始賣票
 */
- (void)initTicketStatusNotSave {
    NSLog(@"currentThread---%@",[NSThread currentThread]); // 打印當(dāng)前線程

    self.ticketSurplusCount = 50;

    // 1.創(chuàng)建 queue1,queue1 代表北京火車票售賣窗口
    NSOperationQueue *queue1 = [[NSOperationQueue alloc] init];
    queue1.maxConcurrentOperationCount = 1;

    // 2.創(chuàng)建 queue2,queue2 代表上汉锇迹火車票售賣窗口
    NSOperationQueue *queue2 = [[NSOperationQueue alloc] init];
    queue2.maxConcurrentOperationCount = 1;

    // 3.創(chuàng)建賣票操作 op1
    NSBlockOperation *op1 = [NSBlockOperation blockOperationWithBlock:^{
        [self saleTicketNotSafe];
    }];

    // 4.創(chuàng)建賣票操作 op2
    NSBlockOperation *op2 = [NSBlockOperation blockOperationWithBlock:^{
        [self saleTicketNotSafe];
    }];

    // 5.添加操作，開始賣票
    [queue1 addOperation:op1];
    [queue2 addOperation:op2];
}

/**
 * 售賣火車票(非線程安全)
 */
- (void)saleTicketNotSafe {
    while (1) {

        if (self.ticketSurplusCount > 0) {
            //如果還有票岭皂，繼續(xù)售賣
            self.ticketSurplusCount--;
            NSLog(@"%@", [NSString stringWithFormat:@"剩余票數(shù):%d 窗口:%@", self.ticketSurplusCount, [NSThread currentThread]]);
            [NSThread sleepForTimeInterval:0.2];
        } else {
            NSLog(@"所有火車票均已售完");
            break;
        }
    }
}

輸出結(jié)果：

省略一部分結(jié)果圖郊霎。。爷绘。

可以看到：在不考慮線程安全书劝，不使用 NSLock 情況下，得到票數(shù)是錯(cuò)亂的土至，這樣顯然不符合我們的需求购对，所以我們需要考慮線程安全問題。

9.2 NSOperation陶因、NSOperationQueue 線程安全

線程安全解決方案：可以給線程加鎖骡苞，在一個(gè)線程執(zhí)行該操作的時(shí)候，不允許其他線程進(jìn)行操作楷扬。iOS 實(shí)現(xiàn)線程加鎖有很多種方式解幽。@synchronized、 NSLock烘苹、NSRecursiveLock躲株、NSCondition、NSConditionLock别凤、pthread_mutex财骨、dispatch_semaphore、OSSpinLock壁酬、atomic(property) set/ge等等各種方式望浩。這里我們使用 NSLock 對(duì)象來解決線程同步問題辖所。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曾雕。

考慮線程安全的代碼：

/**
 * 線程安全：使用 NSLock 加鎖
 * 初始化火車票數(shù)量奴烙、賣票窗口(線程安全)、并開始賣票
 */

- (void)initTicketStatusSave {
    NSLog(@"currentThread---%@",[NSThread currentThread]); // 打印當(dāng)前線程

    self.ticketSurplusCount = 50;

    self.lock = [[NSLock alloc] init];  // 初始化 NSLock 對(duì)象

    // 1.創(chuàng)建 queue1,queue1 代表北京火車票售賣窗口
    NSOperationQueue *queue1 = [[NSOperationQueue alloc] init];
    queue1.maxConcurrentOperationCount = 1;

    // 2.創(chuàng)建 queue2,queue2 代表上浩收牛火車票售賣窗口
    NSOperationQueue *queue2 = [[NSOperationQueue alloc] init];
    queue2.maxConcurrentOperationCount = 1;

    // 3.創(chuàng)建賣票操作 op1
    NSBlockOperation *op1 = [NSBlockOperation blockOperationWithBlock:^{
        [self saleTicketSafe];
    }];

    // 4.創(chuàng)建賣票操作 op2
    NSBlockOperation *op2 = [NSBlockOperation blockOperationWithBlock:^{
        [self saleTicketSafe];
    }];

    // 5.添加操作切诀，開始賣票
    [queue1 addOperation:op1];
    [queue2 addOperation:op2];
}

/**
 * 售賣火車票(線程安全)
 */
- (void)saleTicketSafe {
    while (1) {

        // 加鎖
        [self.lock lock];

        if (self.ticketSurplusCount > 0) {
            //如果還有票，繼續(xù)售賣
            self.ticketSurplusCount--;
            NSLog(@"%@", [NSString stringWithFormat:@"剩余票數(shù):%d 窗口:%@", self.ticketSurplusCount, [NSThread currentThread]]);
            [NSThread sleepForTimeInterval:0.2];
        }

        // 解鎖
        [self.lock unlock];

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

輸出結(jié)果：

省略一部分結(jié)果圖搔弄。幅虑。。

可以看出：在考慮了線程安全顾犹，使用 NSLock 加鎖倒庵、解鎖機(jī)制的情況下，得到的票數(shù)是正確的炫刷，沒有出現(xiàn)混亂的情況擎宝。我們也就解決了多個(gè)線程同步的問題。

10. NSOperation浑玛、NSOperationQueue 常用屬性和方法歸納

10.1 NSOperation 常用屬性和方法

取消操作方法
- - (void)cancel; 可取消操作绍申，實(shí)質(zhì)是標(biāo)記 isCancelled 狀態(tài)。
判斷操作狀態(tài)方法
- - (BOOL)isFinished; 判斷操作是否已經(jīng)結(jié)束顾彰。
- - (BOOL)isCancelled; 判斷操作是否已經(jīng)標(biāo)記為取消极阅。
- - (BOOL)isExecuting; 判斷操作是否正在在運(yùn)行。
- - (BOOL)isReady; 判斷操作是否處于準(zhǔn)備就緒狀態(tài)涨享，這個(gè)值和操作的依賴關(guān)系相關(guān)筋搏。
操作同步
- - (void)waitUntilFinished; 阻塞當(dāng)前線程，直到該操作結(jié)束厕隧”计辏可用于線程執(zhí)行順序的同步。
- - (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吁讨。
- - (void)addDependency:(NSOperation *)op; 添加依賴帖族，使當(dāng)前操作依賴于操作 op 的完成。
- - (void)removeDependency:(NSOperation *)op; 移除依賴挡爵，取消當(dāng)前操作對(duì)操作 op 的依賴竖般。
- @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。

10.2 NSOperationQueue 常用屬性和方法

取消/暫停/恢復(fù)操作
- - (void)cancelAllOperations; 可以取消隊(duì)列的所有操作茶鹃。
- - (BOOL)isSuspended; 判斷隊(duì)列是否處于暫停狀態(tài)涣雕。 YES 為暫停狀態(tài)艰亮，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)挣郭，YES 代表暫停隊(duì)列迄埃，NO 代表恢復(fù)隊(duì)列。
操作同步
- - (void)waitUntilAllOperationsAreFinished; 阻塞當(dāng)前線程兑障，直到隊(duì)列中的操作全部執(zhí)行完畢侄非。
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)組流译，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）逞怨。
- - (NSUInteger)operationCount; 當(dāng)前隊(duì)列中的操作數(shù)。
獲取隊(duì)列
- + (id)currentQueue; 獲取當(dāng)前隊(duì)列福澡，如果當(dāng)前線程不是在 NSOperationQueue 上運(yùn)行則返回 nil叠赦。
- + (id)mainQueue; 獲取主隊(duì)列。

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)前的操作立即取消革砸，而是當(dāng)當(dāng)前的操作執(zhí)行完畢之后不再執(zhí)行新的操作除秀。

暫停和取消的區(qū)別就在于：暫停操作之后還可以恢復(fù)操作，繼續(xù)向下執(zhí)行算利；而取消操作之后册踩，所有的操作就清空了，無法再接著執(zhí)行剩下的操作效拭。

參考資料：

蘋果官方——并發(fā)編程指南：Operation Queues 推薦看看
蘋果官方文檔：NSOperation
Objc 中國(guó)：并發(fā)編程：API 及挑戰(zhàn)

iOS多線程詳盡總結(jié)系列文章：

本文作者： 行走少年郎

本文鏈接： http://www.reibang.com/p/4b1d77054b35

版權(quán)聲明： 本文章采用 CC BY-NC-SA 3.0 許可協(xié)議。轉(zhuǎn)載請(qǐng)?jiān)谖淖珠_頭注明『本文作者』和『本文鏈接』允耿！

最后編輯于：2021.08.11 10:45:16

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我被黑心中介騙來泰國(guó)打工其馏，沒想到剛下飛機(jī)就差點(diǎn)兒被人妖公主榨干…… 1. 我叫王不留凤跑，地道東北人。一個(gè)月前我還...
沈念sama閱讀 48,388評(píng)論 3贊 373
代替公主和親
正文我出身青樓叛复，卻偏偏與公主長(zhǎng)得像仔引，于是被迫代替她去往敵國(guó)和親。傳聞我的和親對(duì)象是個(gè)殘疾皇子褐奥，可洞房花燭夜當(dāng)晚...
茶點(diǎn)故事閱讀 45,066評(píng)論 2贊 355

iOS 多線程：『NSOperation宪巨、NSOperationQueue』詳盡總結(jié)

iOS 多線程：『NSOperation定庵、NSOperationQueue』詳盡總結(jié)

1. NSOperation螃征、NSOperationQueue 簡(jiǎn)介

2. NSOperation、NSOperationQueue 操作和操作隊(duì)列

3. NSOperation、NSOperationQueue 使用步驟

4. NSOperation 和 NSOperationQueue 基本使用

4.1 創(chuàng)建操作

4.1.1 使用子類 `NSInvocationOperation`

4.1.2 使用子類 `NSBlockOperation`

4.1.3 使用自定義繼承自 NSOperation 的子類

4.2 創(chuàng)建隊(duì)列

4.3 將操作加入到隊(duì)列中

5. NSOperationQueue 控制串行執(zhí)行饮寞、并發(fā)執(zhí)行

6. NSOperation 操作依賴

7. NSOperation 優(yōu)先級(jí)

8. NSOperation筒占、NSOperationQueue 線程間的通信

9. NSOperation漠趁、NSOperationQueue 線程同步和線程安全

9.1 NSOperation熊杨、NSOperationQueue 非線程安全

9.2 NSOperation陶因、NSOperationQueue 線程安全

10. NSOperation浑玛、NSOperationQueue 常用屬性和方法歸納

10.1 NSOperation 常用屬性和方法

10.2 NSOperationQueue 常用屬性和方法

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iOS 多線程：『NSOperation定庵、NSOperationQueue』詳盡總結(jié)

1. NSOperation螃征、NSOperationQueue 簡(jiǎn)介

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3. NSOperation、NSOperationQueue 使用步驟

4. NSOperation 和 NSOperationQueue 基本使用

4.1 創(chuàng)建操作

4.1.1 使用子類 NSInvocationOperation

4.1.2 使用子類 NSBlockOperation

4.1.3 使用自定義繼承自 NSOperation 的子類

4.2 創(chuàng)建隊(duì)列

4.3 將操作加入到隊(duì)列中

5. NSOperationQueue 控制串行執(zhí)行饮寞、并發(fā)執(zhí)行

6. NSOperation 操作依賴

7. NSOperation 優(yōu)先級(jí)

8. NSOperation筒占、NSOperationQueue 線程間的通信

9. NSOperation漠趁、NSOperationQueue 線程同步和線程安全

9.1 NSOperation熊杨、NSOperationQueue 非線程安全

9.2 NSOperation陶因、NSOperationQueue 線程安全

10. NSOperation浑玛、NSOperationQueue 常用屬性和方法歸納

10.1 NSOperation 常用屬性和方法

10.2 NSOperationQueue 常用屬性和方法

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4.1.1 使用子類 `NSInvocationOperation`

4.1.2 使用子類 `NSBlockOperation`