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NSOperation,NSOperationQueue

demo洗贰。最快熟悉的方式就是自己碼一遍。

NSOperation

NSOperation是一個抽象類，我們可以直接使用其子類NSInvocationOperation和NSBlockOperation蔬胯，或者封裝NSOperation子類來添加要在線程中執(zhí)行的操作芥炭。默認情況下NSOperation單獨使用時執(zhí)行同步操作。

NSInvocationOperation

操作在當前線程中執(zhí)行愿伴，不開啟新線程。

  NSInvocationOperation *op1 = [[NSInvocationOperation alloc] initWithTarget:self selector:@selector(p_task1) object:nil];
  [op1 start];

NSBlockOperation

• 如果封裝多個操作电湘，會自動開啟線程隔节，線程數(shù)由系統(tǒng)決定。封裝多個操作時不受串行隊列控制寂呛。
  創(chuàng)建操作：

  NSBlockOperation *op = [NSBlockOperation blockOperationWithBlock:^{
        NSLog(@"--->blockOp1-Thread:%@",[NSThread currentThread]);
    }];
    [op start];

添加操作：通過- (void)addExecutionBlock:(void (^)(void))block;為NSBlockOperation添加額外的操作官帘。這些操作可以在不同的線程中并發(fā)執(zhí)行，線程的切換由系統(tǒng)決定昧谊。如果添加的操作較多刽虹，blockOperationWithBlock:中的操作可能會在其他線程中執(zhí)行。

自定義NSOperation子類

通過重寫main或start方法來定義自己的NSOperation對象呢诬。

// 當前線程執(zhí)行

@implementation CustomOperation

- (void)main {
    if (!self.cancelled) {
        NSLog(@"--->customMainOp-Thread:%@",[NSThread currentThread]);
    }
}

@end

并發(fā)執(zhí)行

需要重寫的方法：
必須：

• start：是一個operation的起點涌哲。重寫時不要調(diào)用父類的方法。
• isExecuting尚镰、isFinished:operation狀態(tài)阀圾。當值發(fā)生變化時需要生成相應的KVO通知，以便外界能夠觀察狀態(tài)變化狗唉。
• isAsynchronous：返回是否并發(fā)初烘。

可選：

• main：實現(xiàn)改operation相關(guān)聯(lián)的任務。用main方法實現(xiàn)任務可使 設(shè)置代碼 任務代碼 得到分離，從而使operation的結(jié)構(gòu)更加清晰肾筐。

@implementation ConcurrentOperation

@synthesize executing = _executing;
@synthesize finished = _finished;

- (BOOL)isExecuting {
    return _executing;
}

- (BOOL)isFinished {
    return _finished;
}

- (BOOL)isAsynchronous {
    return YES;
}

- (void)start {
    if (self.cancelled) {
        [self willChangeValueForKey:@"isFinished"];
        _finished = YES;
        [self willChangeValueForKey:@"isFinished"];
        return;
    }
    [self willChangeValueForKey:@"isExecuting"];
    [NSThread detachNewThreadSelector:@selector(main) toTarget:self withObject:nil];
    _executing = YES;
    [self willChangeValueForKey:@"isExecuting"];
}

- (void)main {
    NSLog(@"--->concurrentOp-Thread:%@",[NSThread currentThread]);
    [self willChangeValueForKey:@"isExecuting"];
    _executing = NO;
    [self didChangeValueForKey:@"isExecuting"];
    
    [self willChangeValueForKey:@"isFinished"];
    _finished  = YES;
    [self didChangeValueForKey:@"isFinished"];
}
@end

• 注意：當operation被cancel時哆料，仍然需要手動出發(fā)isFinished的KVO通知。因為當一個Operation依賴其他Operation時吗铐，它會觀察所有其他Operation的isFinished的值的變化东亦，只有當它依賴的所有Operation的isFinished的值為YES時，這個operation才能開始執(zhí)行唬渗。

NSOperationQueue

• NSOperation配合NSOperationQueue來實現(xiàn)多線程典阵。NSOperationQueue對于添加到隊列中的操作，首先進入準備就緒的狀態(tài)镊逝，然后進入就緒狀態(tài)壮啊，就緒狀態(tài)的操作的開始執(zhí)行順序由操作之間相對的優(yōu)先級決定。
• 理論上我們可以創(chuàng)建任意數(shù)量的OperationQueue撑蒜，但數(shù)量越多并不意味著我們就能同時執(zhí)行越多的Operation歹啼。因為并發(fā)的Operation數(shù)量由系統(tǒng)決定，系統(tǒng)會根據(jù)自身動態(tài)調(diào)整减江。
• 操作隊列通過設(shè)置maxConcurrentOperationCount控制并發(fā)、串行捻爷，默認值為-1辈灼，并發(fā)執(zhí)行，線程數(shù)由系統(tǒng)決定也榄。為1時為串行隊列巡莹。

隊列類型：

• 主隊列：[NSOperationQueue mainQueue];
• 異步主隊列：[[NSOperationQueue alloc] init];

操作加入到隊列

addOperation

    NSOperationQueue *customQueue = [[NSOperationQueue alloc] init];
    NSInvocationOperation *op1 = [[NSInvocationOperation alloc] initWithTarget:self selector:@selector(p_task1) object:nil];
    
    NSBlockOperation *op3 = [NSBlockOperation blockOperationWithBlock:^{
        sleep(2);
        NSLog(@"--->OpQueue1-Thread:%@",[NSThread currentThread]);
    }];
    [customQueue addOperation:op1];
    [customQueue addOperation:op3];

addOperationWithBlock

    NSOperationQueue *customQueue = [[NSOperationQueue alloc] init];
    [customQueue addOperationWithBlock:^{
        NSLog(@"--->BlockOpQueue1-Thread:%@",[NSThread currentThread]);
    }];

并發(fā)控制

operationQueue的并發(fā)控制由maxConcurrentOperationCount來控制。

• 默認值NSOperationQueueDefaultMaxConcurrentOperationCount甜紫，-1,系統(tǒng)控制并發(fā)數(shù)量降宅。
• 設(shè)置為1時，串行隊列囚霸，操作依次執(zhí)行腰根，但操作處于的線程由系統(tǒng)控制。
• >1 時拓型，最大并發(fā)數(shù)不能大于系統(tǒng)能提供的并發(fā)數(shù)额嘿。

NSOperation操作依賴

NSOperation依賴關(guān)系由自身管理,與Queue無關(guān)。
添加是在Operation操作執(zhí)行之前添加劣挫。
防止循環(huán)依賴

• 添加依賴：- (void)addDependency:(NSOperation *)op;
• 移除依賴：- (void)removeDependency:(NSOperation *)op;

NSOperation優(yōu)先級 - 針對已加入到到隊列中的操作有效册养。

• operation的執(zhí)行順序的第一要素是它們的isReady狀態(tài)，其次是它們在隊列中的優(yōu)先級压固。優(yōu)先級只決定isReady為YES的Operation的執(zhí)行順序球拦。當operation依賴未執(zhí)行完時，isReady為NO。
• 隊列優(yōu)先級只應用于相同的Queue中的Operation之間坎炼。
• Operation依賴 > Operation優(yōu)先級愧膀。
• 默認優(yōu)先級：NSOperationQueuePriorityNormal。

typedef NS_ENUM(NSInteger, NSOperationQueuePriority) {
    NSOperationQueuePriorityVeryLow = -8L,
    NSOperationQueuePriorityLow = -4L,
    NSOperationQueuePriorityNormal = 0,
    NSOperationQueuePriorityHigh = 4,
    NSOperationQueuePriorityVeryHigh = 8
};

線程間通信

  NSOperationQueue *opQ = [[NSOperationQueue alloc] init];
    [opQ addOperationWithBlock:^{
        sleep(1);
        NSLog(@"--->1-Thread:%@",[NSThread currentThread]);
        [[NSOperationQueue mainQueue] addOperationWithBlock:^{
            NSLog(@"--->2-Thread:%@",[NSThread currentThread]);
        }];
    }];

線程安全

若每個線程中對全局變量点弯、靜態(tài)變量只有讀操作扇调，而無寫操作，一般來說抢肛，這個全局變量是線程安全的狼钮；若有多個線程同時執(zhí)行寫操作（更改變量），一般都需要考慮線程同步捡絮，否則的話就可能影響線程安全熬芜。

線程安全解決：加鎖

• @synchronized
• NSLock、NSRecrusiveLock福稳、NSCondition涎拉、NSConditionLock
• pthread_mutex
• dispatch_semaphore
• atomic

性能對比：

lock_benchmark.png

參考

https://bujige.net/blog/iOS-Complete-learning-NSOperation.html
http://blog.leichunfeng.com/blog/2015/07/29/ios-concurrency-programming-operation-queues/
https://blog.ibireme.com/2016/01/16/spinlock_is_unsafe_in_ios/