iOS开发多线程--（NSOperation/Queue）

iOS实现多线程的方式有三种，分别是NSThread、NSOperation、GCD。

关于GCD，请阅读GCD深入浅出学习

简介

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NSOperation封装了需要执行的操作和执行操作所需的数据，提供了并发或非并发操作，可以设置最大并发数，取消操作等。

iOS使用NSOperation的方式有两种： * 直接使用系统提供的两个子类：NSInvocationOperation和NSBlockOperation * 继承于NSOperation

这里所说的抽象类不是真正的抽象类，不像C++那种纯虚函数，不能实例化。在Ojbective-C中是没有纯虚函数的，因此它是可以实例化的。只是由于没有提供任务接口，因此实例化了也没有意义。

 

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NSOperation *op = [[NSOperation alloc] init];

注意：我们不能直接使用NSOperation这个类，这个类相当于一个抽象类，不能直接实例化，必须重写main方法。

NSOperation基类API

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下面简单说明NSOperation所提供的一些操作。

1.执行任务

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NSOperation提供了start方法开启任务执行操作，NSOperation对象默认按同步方式执行,也就是在调用start方法的那个线程中直接执行。

 

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if (!operation.isExecuting) {   [operation start]; }

2.判断是否是同步还是异步

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NSOperation提供的isConcurrent可判断是同步还是异步执行。isConcurrent默认值为NO,表示操作与调用线程同步执行。不过这个方法在7.0之后就被废弃了，改成使用isAsynchronous判断了。

 

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if ([UIDevice currentDevice].systemVersion.intValue >= 7.0) {   if (operation.isAsynchronous) {     NSLog(@"异步");   } else {     NSLog(@"同步");   } } else {   if (operation.isConcurrent) {     NSLog(@"异步");   } else {     NSLog(@"同步");   } }

3.判断任务是否在执行中

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NSOperation提供了isExecuting，可判断任务是否正在执行中。

 

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if (!operation.isExecuting) {   [operation start]; }

4.判断任务是否已经准备好

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NSOperation提供了isReady方法来获取任务是否已经为执行准备好。

 

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if (!operation.isReady) {   [operation start]; }

5.判断任务已经已完成

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NSOperation提供了isFinished，可判断任务是否已经执行完成。

 

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if (operation.isFinished) {   NSLog(@"finished"); }

6.取消任务/判断任务状态

NSOperation提供了isCancelled，可判断任务是否已经执行完成，而要取消任务，可调用cancel方法。

 

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if (!operation.isCancelled) {     [operation cancel]; }

7.任务完成回调

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如果我们想在一个NSOperation执行完毕后做一些事情，可以调用NSOperation的completionBlock属性来设置在任务完成以后我们还想做的事情。

我们可以通过这种点语法设置：

 

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operation.completionBlock = ^() {   NSLog(@"任务执行完毕"); };

也可以通过中括号方式设置：

 

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[operation setCompletionBlock:^{   NSLog(@"任务执行完毕"); }];

8.任务优先级

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如下，NSOperation为我们提供了在NSOperationQueue调度队列中任务的优先级设置。

 

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

NSInvocationOperation子类

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NSInvocationOperation是继承于NSOperation，提供创建任务的方式是通过selector。

 

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- (nullable instancetype)initWithTarget:(id)target selector:(SEL)sel object:(nullable id)arg; - (instancetype)initWithInvocation:(NSInvocation *)inv NS_DESIGNATED_INITIALIZER;

对于第二个初始化方法已经被废弃了，第二个初始化方法是通过运行时的方式来添加任务的，操作起来比较复杂。第一种就是很普通的方式，是很常见的target-action设计模式。

 

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NSInvocationOperation *operation = [[NSInvocationOperation alloc] initWithTarget:self selector:@selector(updateUI) object:nil]; // 开始执行任务(同步执行) [operation start];

调用start方法是同步执行的。如果要异步执行，可以放到NSOperationQueue队列中，它就相当于一个线程池，而且任务一旦放进去，就会按照FIFO的原则严格执行任务。任务放到线程池中后，是否会马上执行，是根据当前所设置的并发数量决定的。

看看我们下载一个图片：

 

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- (void)test1 {   NSInvocationOperation *operation = [[NSInvocationOperation alloc] initWithTarget:self                                                                          selector:@selector(downloadImage:)                                                                            object:@"图片的URL"];      NSOperationQueue *queue = [[NSOperationQueue alloc]init];   [queue addOperation:operation]; }   - (void)downloadImage:(NSString *)url {   NSURL *nsUrl = [NSURL URLWithString:url];   NSData *data = [[NSData alloc] initWithContentsOfURL:nsUrl];   UIImage *image = [[UIImage alloc] initWithData:data];      dispatch_async(dispatch_get_main_queue(), ^{     self.imageView.image = image;   }); }

我们需要注意，最后在更新UI的时候，一定要回到主线程，否则UI效果不会马上变化。当然，我们也可以使用别的方式回到主线程更新UI：

 

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[self performSelectorOnMainThread:@selector(updateUI:) withObject:image waitUntilDone:YES];     - (void)updateUI:(UIImage *) image{       self.imageView.image = image;   }

NSBlockOperation子类

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NSBlockOperation是直接继承于NSOperation的子类，它能够并发地执行一个或多个block对象，所有的block都执行完之后,操作才算真正完成。

添加任务

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NSBlockOperation都是block任务，操作起来比较简洁一些。

 

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NSBlockOperation *operation = [NSBlockOperation blockOperationWithBlock:^(){   NSLog(@"这是第一个任务在线程：%@执行，isMainThread: %d，isAync: %d",         [NSThread currentThread],         [NSThread isMainThread],         [operation isAsynchronous]); }];   __weak typeof(operation) weakOperation = operation; [operation addExecutionBlock:^() {   NSLog(@"这是第二个任务在线程：%@执行，isMainThread: %d，isAync: %d",         [NSThread currentThread],         [NSThread isMainThread],         [weakOperation isAsynchronous]); }];   [operation addExecutionBlock:^() {   NSLog(@"这是第三个任务在线程：%@执行，isMainThread: %d，isAync: %d",         [NSThread currentThread],         [NSThread isMainThread],         [weakOperation isAsynchronous]); }];   [operation addExecutionBlock:^() {   NSLog(@"这是第四个任务在线程：%@执行，isMainThread: %d，isAync: %d",         [NSThread currentThread],         [NSThread isMainThread],         [weakOperation isAsynchronous]); }];   // 开始执行任务 [operation start]

看看打印结果：

 

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2015-11-24 17:15:49.489 TestGCD[42401:3307632] 这是第一个任务在线程：<NSThread: 0x7fb369e02c30>{number = 1, name = main}执行，isMainThread: 1，isAync: 0 2015-11-24 17:15:49.489 TestGCD[42401:3307797] 这是第二个任务在线程：<NSThread: 0x7fb369ca8880>{number = 2, name = (null)}执行，isMainThread: 0，isAync: 0 2015-11-24 17:15:49.489 TestGCD[42401:3307809] 这是第三个任务在线程：<NSThread: 0x7fb369ca92b0>{number = 3, name = (null)}执行，isMainThread: 0，isAync: 0 2015-11-24 17:15:49.489 TestGCD[42401:3307798] 这是第四个任务在线程：<NSThread: 0x7fb369f2acd0>{number = 4, name = (null)}执行，isMainThread: 0，isAync: 0

由此，我们可以看到第一个任务在主线程执行，第二、三、四个任务都是其它子线程完成的。这四个任务都是同步执行的。其中的number代表线程的id。

当我们把[operation start]这行改成这样：

 

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NSOperationQueue *queue = [[NSOperationQueue alloc] init]; [queue addOperation:operation]; [queue setMaxConcurrentOperationCount:2];

其打印结果如下：

 

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2015-11-24 17:22:26.206 TestGCD[42558:3316054] 这是第三个任务在线程：<NSThread: 0x7f9000744750>{number = 4, name = (null)}执行，isMainThread: 0，isAync: 0 2015-11-24 17:22:26.206 TestGCD[42558:3316053] 这是第一个任务在线程：<NSThread: 0x7f900061b6f0>{number = 2, name = (null)}执行，isMainThread: 0，isAync: 0 2015-11-24 17:22:26.206 TestGCD[42558:3316055] 这是第二个任务在线程：<NSThread: 0x7f90006183b0>{number = 3, name = (null)}执行，isMainThread: 0，isAync: 0 2015-11-24 17:22:26.206 TestGCD[42558:3316062] 这是第四个任务在线程：<NSThread: 0x7f9000609680>{number = 5, name = (null)}执行，isMainThread: 0，isAync: 0

由于我们设置了最大并发数量为2，因此同时能执行的任务数量最多两个。而这四个任务都不是在主线程执行的，全部放到子线程中执行了。我们发现isAync都为0，也就是说operation的isAsynchronous方法返回都是NO。

注意：并发与异步不是同一个概念

要异步执行，可以这样：

 

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[operation addExecutionBlock:^() {   dispatch_async(dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0), ^{     NSLog(@"这是第四个任务在线程：%@执行，isMainThread: %d",           [NSThread currentThread],           [NSThread isMainThread]);   }); }];

自定义NSOperation

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如果NSInvocationOperation和NSBlockOperation对象不能满足需求, 我们可以直接继承NSOperation, 并添加额外的功能。继承所需的工作量主要取决于你要实现非并发还是并发的NSOperation。定义非并发的NSOperation要简单许多,只需要重载-main这个方法，在这个方法里面执行主任务,并正确地响应取消事件; 对于并发NSOperation, 必须重写NSOperation的多个基本方法进行实现。

非并发自定义NSOperation

我们定义一个图片下载类来说明如何自定义非并发的NSOperation：

 

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typedef void(^HYBDownloadReponse)(UIImage *image); /*! *  @author 黄仪标, 15-11-24 22:11:50 * *  下载operation */ @interface DownloadOperation : NSOperation   @property (nonatomic, copy) NSString *url; @property (nonatomic, copy) HYBDownloadReponse responseBlock;   - (instancetype)initWithUrl:(NSString *)url completion:(HYBDownloadReponse)completion;   @end

下面看看实现方法怎么实现的，关键点在于-main方法：

 

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// //  DownloadOperation.m //  TestGCD // //  Created by huangyibiao on 15/11/24. //  Copyright © 2015年 huangyibiao. All rights reserved. //   #import "DownloadOperation.h"   @implementation DownloadOperation   - (instancetype)initWithUrl:(NSString *)url completion:(HYBDownloadReponse)completion {   if (self = [super init]) {     self.url = url;     self.responseBlock = completion;   }      return self; }   // 必须重写这个主方法 - (void)main {   // 新建一个自动释放池，如果是异步执行操作，那么将无法访问到主线程的自动释放池   @autoreleasepool {     // 如果刚进来，就已经被取消了，则直接退出     if (self.isCancelled) {       return;     }          // 获取图片数据     NSURL *url = [NSURL URLWithString:self.url];     NSData *imageData = [NSData dataWithContentsOfURL:url];          // 被取消，也有可能发生在获取数据后     if (self.isCancelled) {       url = nil;       imageData = nil;       return;     }          UIImage *image = [UIImage imageWithData:imageData];          // 被取消，也可能发生在转换的地方     if (self.isCancelled) {       image = nil;       return;     }          if (self.responseBlock) {       dispatch_async(dispatch_get_main_queue(), ^{         self.responseBlock(image);       });     }   } }   @end

我们测试一下并发：

 

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DownloadOperation *operation = [[DownloadOperation alloc] initWithUrl:@"https://mmbiz.qlogo.cn/mmbiz/sia5QxFVcFD0wkCgnmf6DVxI6fVewNS8rhtZb71v2DMpDy8jIdtviaetzicwQzTEoKKyHAN96Beibk2G61tZpezQ0Q/0?wx_fmt=png" completion:^(UIImage *image) {     self.imageView.image = image;     NSLog(@"fisrt");   }];   DownloadOperation *operation1 = [[DownloadOperation alloc] initWithUrl:@"https://mmbiz.qlogo.cn/mmbiz/sia5QxFVcFD0wkCgnmf6DVxI6fVewNS8rhtZb71v2DMpDy8jIdtviaetzicwQzTEoKKyHAN96Beibk2G61tZpezQ0Q/0?wx_fmt=png" completion:^(UIImage *image) {     self.imageView1.image = image;     NSLog(@"second");   }];   DownloadOperation *operation2 = [[DownloadOperation alloc] initWithUrl:@"https://mmbiz.qlogo.cn/mmbiz/sia5QxFVcFD0wkCgnmf6DVxI6fVewNS8rhtZb71v2DMpDy8jIdtviaetzicwQzTEoKKyHAN96Beibk2G61tZpezQ0Q/0?wx_fmt=png" completion:^(UIImage *image) {     self.imageView2.image = image;     NSLog(@"third");   }];   DownloadOperation *operation3 = [[DownloadOperation alloc] initWithUrl:@"https://mmbiz.qlogo.cn/mmbiz/sia5QxFVcFD0wkCgnmf6DVxI6fVewNS8rhtZb71v2DMpDy8jIdtviaetzicwQzTEoKKyHAN96Beibk2G61tZpezQ0Q/0?wx_fmt=png" completion:^(UIImage *image) {     self.imageView3.image = image;     NSLog(@"fourth");   }];   DownloadOperation *operation4 = [[DownloadOperation alloc] initWithUrl:@"https://mmbiz.qlogo.cn/mmbiz/sia5QxFVcFD0wkCgnmf6DVxI6fVewNS8rhtZb71v2DMpDy8jIdtviaetzicwQzTEoKKyHAN96Beibk2G61tZpezQ0Q/0?wx_fmt=png" completion:^(UIImage *image) {     self.imageView4.image = image;     NSLog(@"fifth");   }];     NSOperationQueue *queue = [[NSOperationQueue alloc]init];   [queue addOperation:operation];   [queue addOperation:operation1];   [queue addOperation:operation2];   [queue addOperation:operation3];   [queue addOperation:operation4];   [queue setMaxConcurrentOperationCount:2];

效果如下：

标哥的技术博客

http://www.henishuo.com/ios-nsoperation-queue/