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）
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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。
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