swift语言之多线程操作和操作队列（下）———坚持51天吃掉大象（写技术文章）

欢迎有兴趣的朋友，参与我的美女同事发起的活动《51天吃掉大象》，该美女真的很疯狂，希望和大家一起坚持51天做一件事情，我加入这个队伍，希望坚持51天每天写一篇技术文章。关注她的微信公众号:zhangmanyuheart了解更多吧。

继续上篇的文章《swift语言之多线程操作和操作队列（上）———坚持51天吃掉大象（写技术文章）》

优化我们的程序

目前程序未使用多线程，如果我们仔细分析，会发现有三个耗时的地方，现在我们需要把他们放到其他线程上去，这样主线程就有足够的空间和时间来响应用户操作。

根据分析我们可以得知，我们需要一个线程专门响应用户操作，一个线程处理下载数据源和图片，还要一个线程执行添加滤镜操作。

我们可以大概的这么去重新构造我的程序设计。我们可以先呈现一个空表格，然后当数据源下载成功后我们刷新表格，刷新表格属于用户操作界面应该放在主线程上。根据数据源内容我们可以知道图片的下载地址，我们最好不要一次性加载所有的图片，这样显然比较耗时，我们只需要知道表中哪些行是用户可以看得到的，然后加载对应行的的图片数据即可，当图片下载完成，程序再呈现图片，再在另外一个线程给图片添加滤镜。这样就完美解决了问题。

解决思路可以参看下图表：

我现在只需要重点关注图片处于什么状态，是正在下载还是现在完成，又或者滤镜是否添加？然后给图片添加不同的操作，并且希望用户下拉时，可以取消看不见的表格的相应操作，并开始或恢复用户可见范围的相应操作。因此在这种情况下适合使用NSOperation，而不是GCD。

让我们写代码吧！

首先新建一个swift文件，并命名为PhotoOperations.swift.添加如下代码：

import UIKit

// This enum contains all the possible states a photo record can be in

enum PhotoRecordState {

  case New, Downloaded, Filtered, Failed

}

class PhotoRecord {

  let name:String

  let url:NSURL

  var state = PhotoRecordState.New

  var image = UIImage(named: "Placeholder")

  init(name:String, url:NSURL) {

    self.name = name

    self.url = url

  }

}

这个类用来实现程序的图片展示，并且包含图片所处的状态，默认为.New，代表是新建状态，并有一个默认占位图片。

为了了解图片操作的每个状态，我们需要再创建一个类，名称为 PhotoOperations.swift。添加代码：

class PendingOperations {

  lazy var downloadsInProgress = [NSIndexPath:NSOperation]()

  lazy var downloadQueue:NSOperationQueue = {

    var queue = NSOperationQueue()

    queue.name = "Download queue"

    queue.maxConcurrentOperationCount = 

    return queue

    }()

  lazy var filtrationsInProgress = [NSIndexPath:NSOperation]()

  lazy var filtrationQueue:NSOperationQueue = {

    var queue = NSOperationQueue()

    queue.name = "Image Filtration queue"

    queue.maxConcurrentOperationCount = 

    return queue

    }()

}

这个类创建了两个字典，用于记录表格的下载和添加滤镜的操作，以及每个操作的队列。

如你看到的那样，创建队列非常简单。为了调试能查看到队列，最好给队列命名。代码将queue.maxConcurrentOperationCount命名为1，是为让你更直观的看到操作是一个一个执行的。一般我们不需要设置此属性，而交给系统自己决定。系统会根据硬件状态，已经资源占用情况，然后决定给程序多少个线程。

现在添加下载和添加滤镜操作，添加如下代码：

class ImageDownloader: NSOperation {

  //图片类对象

  let photoRecord: PhotoRecord

  //2初始化

  init(photoRecord: PhotoRecord) {

    self.photoRecord = photoRecord

  }

  //3重写main方法，执行任务的方法

  override func main() {

    //4如果取消操作则不执行

    if self.cancelled {

      return

    }

    //5下载图片数据

    let imageData = NSData(contentsOfURL:self.photoRecord.url)

    //6再次检查是否取消操作

    if self.cancelled {

      return

    }

    //7如果获取到了数据，就添加到图片记录中，并将记录标记为.Downloaded，如果没有图片数据就标记为.Failed

    if imageData?.length >  {

      self.photoRecord.image = UIImage(data:imageData!)

      self.photoRecord.state = .Downloaded

    }

    else

    {

      self.photoRecord.state = .Failed

      self.photoRecord.image = UIImage(named: "Failed")

    }

  }

}

NSOperation是一个抽象类，需要继承才能使用，每个子类代表一个具体的任务。

我们继续创建另外一个操作

class ImageFiltration: NSOperation {

  let photoRecord: PhotoRecord

  init(photoRecord: PhotoRecord) {

    self.photoRecord = photoRecord

  }

  override func main () {

    if self.cancelled {

      return

    }

    if self.photoRecord.state != .Downloaded {

      return

    }

    if let filteredImage = self.applySepiaFilter(self.photoRecord.image!) {

      self.photoRecord.image = filteredImage

      self.photoRecord.state = .Filtered

    }

  }

}

给ImageFiltration类添加一个应用滤镜的方法：

func applySepiaFilter(image:UIImage) -> UIImage? {

  let inputImage = CIImage(data:UIImagePNGRepresentation(image))

  if self.cancelled {

    return nil

  }

  let context = CIContext(options:nil)

  let filter = CIFilter(name:"CISepiaTone")

  filter.setValue(inputImage, forKey: kCIInputImageKey)

  filter.setValue(0.8, forKey: "inputIntensity")

  let outputImage = filter.outputImage

  if self.cancelled {

    return nil

  }

  let outImage = context.createCGImage(outputImage, fromRect: outputImage.extent())

  let returnImage = UIImage(CGImage: outImage)

  return returnImage

}

这个方法和在 ListViewController一样，放在这里，就是把把它添加到操作里，方便调用。

到此我们创建好工具类了，现在我们开始修改ListViewController.swift。删除lazy var photos属性声明，取而代之添加如下代码：

//保存图片信息数组

var photos = [PhotoRecord]()

//管理状态操作

let pendingOperations = PendingOperations()

给该类添加一个方法：

 func fetchPhotoDetails() {

        let request = NSURLRequest(URL:dataSourceURL!)

        UIApplication.sharedApplication().networkActivityIndicatorVisible = true

        NSURLConnection.sendAsynchronousRequest(request, queue: NSOperationQueue.mainQueue()) {response,data,error in

            if data != nil {

                do {

                    let datasourceDictionary = try NSPropertyListSerialization.propertyListWithData(data!, options: NSPropertyListMutabilityOptions.Immutable, format: nil) as! NSDictionary

                    for(key,value) in datasourceDictionary {

                        let name = key as? String

                        let url = NSURL(string:value as? String ?? "")

                        if name != nil && url != nil {

                            let photoRecord = PhotoRecord(name:name!, url:url!)

                            self.photos.append(photoRecord)

                        }

                    }

                    self.tableView.reloadData()

                } catch{

                    print(error)

                }

            }

            if error != nil {

                let alert = UIAlertView(title:"Oops!",message:error!.localizedDescription, delegate:nil, cancelButtonTitle:"OK")

                alert.show()

            }

            UIApplication.sharedApplication().networkActivityIndicatorVisible = false

        }

    }

在viewDidLoad方法中调用这个方法。

fetchPhotoDetails()

修改 tableView(_:cellForRowAtIndexPath:)的内容，改成如下代码：

override func tableView(tableView: UITableView, cellForRowAtIndexPath indexPath: NSIndexPath) -> UITableViewCell {

  let cell = tableView.dequeueReusableCellWithIdentifier("CellIdentifier", forIndexPath: indexPath) as! UITableViewCell

  //

  if cell.accessoryView == nil {

    let indicator = UIActivityIndicatorView(activityIndicatorStyle: .Gray)

    cell.accessoryView = indicator

  }

  let indicator = cell.accessoryView as! UIActivityIndicatorView

  //

  let photoDetails = photos[indexPath.row]

  //

  cell.textLabel?.text = photoDetails.name

  cell.imageView?.image = photoDetails.image

  //

  switch (photoDetails.state){

  case .Filtered:

    indicator.stopAnimating()

  case .Failed:

    indicator.stopAnimating()

    cell.textLabel?.text = "Failed to load"

  case .New, .Downloaded:

    indicator.startAnimating()

    self.startOperationsForPhotoRecord(photoDetails,indexPath:indexPath)

  }

  return cell

}

移除applySepiaFilter方法，替换如下方法：

func startOperationsForPhotoRecord(photoDetails: PhotoRecord, indexPath: NSIndexPath){

  switch (photoDetails.state) {

  case .New:

    startDownloadForRecord(photoDetails, indexPath: indexPath)

  case .Downloaded:

    startFiltrationForRecord(photoDetails, indexPath: indexPath)

  default:

    NSLog("do nothing")

  }

}

继续添加如下方法：

fun startDownloadForRecord(photoDetails: PhotoRecord, indexPath: NSIndexPath){

  //

  if let downloadOperation = pendingOperations.downloadsInProgress[indexPath] {

    return

  }

  //

  let downloader = ImageDownloader(photoRecord: photoDetails)

  //

  downloader.completionBlock = {

    if downloader.cancelled {

      return

    }

    dispatch_async(dispatch_get_main_queue(), {

      self.pendingOperations.downloadsInProgress.removeValueForKey(indexPath)

      self.tableView.reloadRowsAtIndexPaths([indexPath], withRowAnimation: .Fade)

    })

  }

  //

  pendingOperations.downloadsInProgress[indexPath] = downloader

  //

  pendingOperations.downloadQueue.addOperation(downloader)

}

func startFiltrationForRecord(photoDetails: PhotoRecord, indexPath: NSIndexPath){

  if let filterOperation = pendingOperations.filtrationsInProgress[indexPath]{

    return

  }

  let filterer = ImageFiltration(photoRecord: photoDetails)

  filterer.completionBlock = {

    if filterer.cancelled {

      return

    }

    dispatch_async(dispatch_get_main_queue(), {

      self.pendingOperations.filtrationsInProgress.removeValueForKey(indexPath)

      self.tableView.reloadRowsAtIndexPaths([indexPath], withRowAnimation: .Fade)

      })

  }

  pendingOperations.filtrationsInProgress[indexPath] = filterer

  pendingOperations.filtrationQueue.addOperation(filterer)

}

我们的重构基本完成，我们运行下看看，会看到如下效果图：

注意到了木有，奇迹发生了，图片只在可见的时候才会加载和添加滤镜。并且不会再卡了有木有。

继续调优

如果你向下滑动表格，那些从屏幕消失的图片仍在下载或添加滤镜，如果滑动快速的话，程序就会忙着加载图片和添加滤镜了，并占用贷款，影响看见cell的下载了。因此最理想的状态，就是当Cell行消失时，我们停止下载，从而优先下载可见的cell。

回到Xcode，修改ListViewController.swift文件，然后找到tableView(_:cellForRowAtIndexPath:)方法，给 self.startOperationsForPhotoRecord(photoDetails, indexPath: indexPath)添加判断：

if (!tableView.dragging && !tableView.decelerating) {

  self.startOperationsForPhotoRecord(photoDetails, indexPath: indexPath)

}

再继续添加如下内容：

override func scrollViewWillBeginDragging(scrollView: UIScrollView) {

  //

  suspendAllOperations()

}

override func scrollViewDidEndDragging(scrollView: UIScrollView, willDecelerate decelerate: Bool) {

  //

  if !decelerate {

    loadImagesForOnscreenCells()

    resumeAllOperations()

  }

}

override func scrollViewDidEndDecelerating(scrollView: UIScrollView) {

  //

  loadImagesForOnscreenCells()

  resumeAllOperations()

}

func suspendAllOperations () {

  pendingOperations.downloadQueue.suspended = true

  pendingOperations.filtrationQueue.suspended = true

}

func resumeAllOperations () {

  pendingOperations.downloadQueue.suspended = false

  pendingOperations.filtrationQueue.suspended = false

}

func loadImagesForOnscreenCells () {

  //

  if let pathsArray = tableView.indexPathsForVisibleRows() {

    //

    var allPendingOperations = Set(pendingOperations.downloadsInProgress.keys.array)

    allPendingOperations.unionInPlace(pendingOperations.filtrationsInProgress.keys.array)

    //

    var toBeCancelled = allPendingOperations

    let visiblePaths = Set(pathsArray as! [NSIndexPath])

    toBeCancelled.subtractInPlace(visiblePaths)

    //

    var toBeStarted = visiblePaths

    toBeStarted.subtractInPlace(allPendingOperations)

    //

    for indexPath in toBeCancelled {

      if let pendingDownload = pendingOperations.downloadsInProgress[indexPath] {

        pendingDownload.cancel()

      }

      pendingOperations.downloadsInProgress.removeValueForKey(indexPath)

      if let pendingFiltration = pendingOperations.filtrationsInProgress[indexPath] {

        pendingFiltration.cancel()

      }

      pendingOperations.filtrationsInProgress.removeValueForKey(indexPath)

    }

    //

    for indexPath in toBeStarted {

      let indexPath = indexPath as NSIndexPath

      let recordToProcess = self.photos[indexPath.row]

      startOperationsForPhotoRecord(recordToProcess, indexPath: indexPath)

    }

  }

}

这已经是最后一步了，恭喜你，也辛苦你了，不过这是值得的，现在你运行看看，一个响应用户及时，并且资源管理合理的程序就在你手上诞生了。注意一下当你滚动表格结束，可见的表格行将马上开始处理操作。