多线程 NSThread,NSOperation,GCD

iOS 中的线程

iOS 主线程( UI 线程),我们的大部分业务逻辑代码运行于主线程中。没有特殊需求,不应引入线程增加程序复杂度。应用场景:逻辑执行时间过长,严重影响交互体验(界面卡死)等。

iOS 多线程有三种主要方法 ( 1 ) NSThread ( 2 ) NSOperation ( 3 ) GCD

下面简单介绍这三个方法

1.NSThread

调用方法如下:

如函数需要输入参数,可从object传进去。

( 1 ) [ N S T h r e a d d e t a c h N e w T h r e a d S e l e c t o r : @ s e l e c t o r ( t h r e a d In M a i n M e t h o d : ) t o T a r g e t : s e l f w i t h Object:nil];

(2) NSThread* myThread = [[NSThread alloc] initWithTarget:self selector:@selector(threadInM ainMethod:) object:nil];

[myThread start];
(3) [obj performSelectorInBackground:@selector(threadMe) withObject:nil];

提个问题:如果某个ViewController里运行了一个Thread,Thread还没结束的时候,这个ViewC ontroller被Release了,结果会如何?

经过的的测试, Thread 不结束, ViewController 一直保留,不会执行 dealloc 方法。

Demo源代码：

2.NSOperation

Demo源代码：

本文目录

前言
一、NSInvocationOperation
二、NSBlockOperation
三、NSOperation的其他用法
四、自定义NSOperation

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         前言 
        

NSOperation有三种状态

isReady -> isExecution -> isFinish

isReady: 返回 YES 表示操作已经准备好被执行, 如果返回NO则说明还有其他没有先前的相关步骤没有完成。
isExecuting: 返回YES表示操作正在执行，反之则没在执行。
isFinished : 返回YES表示操作执行成功或者被取消了

NSOperationQueue只有当它管理的所有操作的isFinished属性全标为YES以后操作才停止出列，也就是队列停止运行，所以正确实现这个方法对于避免死锁很关键。

1.上一讲简单介绍了NSThread的使用，虽然也可以实现多线程编程，但是需要我们去管理线程的生命周期，还要考虑线程同步、加锁问题，造成一些性能上的开销。我们也可以配合使用NSOperation和NSOperationQueue实现多线程编程，实现步骤大致是这样的：

1> 先将需要执行的操作封装到一个NSOperation对象中

2> 然后将NSOperation对象添加到NSOperationQueue中

3> 系统会自动将NSOperation中封装的操作放到一条新线程中执行

在此过程中，我们根本不用考虑线程的生命周期、同步、加锁等问题

下面列举一个应用场景，比如微博的粉丝列表：

多线程 NSThread,NSOperation,GCD

每一行的头像肯定要从新浪服务器下载图片后才能显示的，而且是需要异步下载。这时候你就可以把每一行的图片下载操作封装到一个NSOperation对象中，上面有6行，所以要创建6个NSOperation对象，然后添加到NSOperationQueue中，分别下载不同的图片，下载完毕后，回到对应的行将图片显示出来。

2.默认情况下，NSOperation并不具备封装操作的能力，必须使用它的子类，使用NSOperation子类的方式有3种：

1> NSInvocationOperation

2> NSBlockOperation

3> 自定义子类继承NSOperation，实现内部相应的方法

这讲先介绍如何用NSOperation封装一个操作，后面再结合NSOperationQueue来使用。

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一、NSInvocationOperation

1 NSInvocationOperation *operation = [[[NSInvocationOperation alloc] initWithTarget:self selector:@selector(run:) object:@"mj"] autorelease]; 2 [operation start];

* 第1行初始化了一个NSInvocationOperation对象，它是基于一个对象和selector来创建操作

* 第2行调用了start方法，紧接着会马上执行封装好的操作，也就是会调用self的run:方法，并且将@"mj"作为方法参数

* 这里要注意：默认情况下，调用了start方法后并不会开一条新线程去执行操作，而是在当前线程同步执行操作。只有将operation放到一个NSOperationQueue中，才会异步执行操作。

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二、NSBlockOperation

1.同步执行一个操作

1 NSBlockOperation *operation = [NSBlockOperation blockOperationWithBlock:^(){
2         NSLog(@"执行了一个新的操作"); 3 }]; 4 // 开始执行任务 5 [operation start];

* 第1行初始化了一个NSBlockOperation对象，它是用一个Block来封装需要执行的操作

* 第2行调用了start方法，紧接着会马上执行Block中的内容

* 这里还是在当前线程同步执行操作，并没有异步执行

2.并发执行多个操作

 1 NSBlockOperation *operation = [NSBlockOperation blockOperationWithBlock:^(){
 2 　　NSLog(@"执行第1次操作，线程：%@", [NSThread currentThread]);  3 }]; 4 5 [operation addExecutionBlock:^() { 6 　　NSLog(@"又执行了1个新的操作，线程：%@", [NSThread currentThread]);  7 }]; 8 9 [operation addExecutionBlock:^() { 10 　　NSLog(@"又执行了1个新的操作，线程：%@", [NSThread currentThread]); 11 }]; 12 13 [operation addExecutionBlock:^() { 14 　　NSLog(@"又执行了1个新的操作，线程：%@", [NSThread currentThread]); 15 }]; 16 17 // 开始执行任务 18 [operation start];

* 第1行初始化了一个NSBlockOperation对象

* 分别在第5、9、13行通过addExecutionBlock:方法添加了新的操作，包括第1行的操作，一共封装了4个操作

* 在第18行调用start方法后，就会并发地执行这4个操作，也就是会在不同线程中执行

1 2013-02-02 21:38:46.102 thread[4602:c07] 又执行了1个新的操作，线程：<NSThread: 0x7121d50>{name = (null), num = 1} 2 2013-02-02 21:38:46.102 thread[4602:3f03] 又执行了1个新的操作，线程：<NSThread: 0x742e1d0>{name = (null), num = 5} 3 2013-02-02 21:38:46.102 thread[4602:1b03] 执行第1次操作，线程：<NSThread: 0x742de50>{name = (null), num = 3} 4 2013-02-02 21:38:46.102 thread[4602:1303] 又执行了1个新的操作，线程：<NSThread: 0x7157bf0>{name = (null), num = 4}

可以看出，每个操作所在线程的num值都不一样，说明是不同线程

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三、NSOperation的其他用法

1.取消操作

operation开始执行之后, 默认会一直执行操作直到完成，我们也可以调用cancel方法中途取消操作

[operation cancel];

2.在操作完成后做一些事情

如果想在一个NSOperation执行完毕后做一些事情，就调用NSOperation的setCompletionBlock方法来设置想做的事情

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

当operation封装的操作执行完毕后，就会回调Block里面的内容

NSOperation进阶

优先级

跟NSThread一样，NSOpertion也可以设置优先级。

@property NSOperationQueuePriority queuePriority;

执行顺序（依赖）

有些时候想要控制执行顺序，使用NSOpreation会方便多了，使用NSOpreation的Dependency就可以实现这种功能。

  NSBlockOperation *operation2 = [NSBlockOperation blockOperationWithBlock:^{
        NSLog(@"excute operation2");        
  }];
  NSBlockOperation *operation1 = [NSBlockOperation blockOperationWithBlock:^{
        NSLog(@"excute operation1");
  }];
  [ope0ration2 addDependency:ope0ration1];
  [queue addOperation:ope0ration1];    
  [queue addOperation:ope0ration2];

上面先执行第一个operation1,等operation1返回isFinish为YES，即operation1完成了，才会执行operation2。

注意死锁:一定不可以循环依赖，像A依赖B，B依赖A，一定不要这样做

CompletionBlock

这个比较容易理解，就是每个NSOperation执行完毕之后，就会执行该block

NSOperationQueue *queue = [NSOperationQueue mainQueue];
NSBlockOperation *operation = [NSBlockOperation blockOperationWithBlock:^{
    NSLog(@"执行操作");
}];
[operation setCompletionBlock:^{
    NSLog(@"执行操作完成");
}];
[queue addOperation:operation];

执行结果

2015-09-22 23:47:47.640 Thread Learn[21307:662442] 执行操作
2015-09-22 23:47:47.640 Thread Learn[21307:662482] 执行操作完成

取消

如前面所说，NSOperation有三种状态，isReady -> isExecuting -> isFinish，如果在Ready的状态中对NSOperation进行取消，NSOperation会进入Finish状态。但是Operation已经开始执行了，就会一直运行到结束，或者由我们进行显示取消。也就是说Operation已经在executing状态，我们调用cancle方法系统不会中止线程的，这需要我们在任务过程中检测取消事件，并中止线程的执行，还要注意一点我们要释放内存或资源。还是看一下实例代码：

- (IBAction)startNSOperation:(id)sender {

    self.blockOperation = [NSBlockOperation blockOperationWithBlock:^{

    if ([self.blockOperation isCancelled]) {
        NSLog(@"取消了");
        return;
    }
    //如果检测还没取消
    //TODO：这里请求网络，获取数据..


    if ([self.blockOperation isCancelled]) {
        NSLog(@"取消了");
        return;
    }    
    //如果检测还没取消
    //TODO：获取到了数据刷新界面...
    }];

    NSOperationQueue *queue = [[NSOperationQueue alloc]init];
    [queue addOperation:self.blockOperation];
}

这种取消跟NSThread有点相似，调用cancle不会退出线程，需要你自已去中止线程，再exit;

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四、自定义NSOperation

如果NSInvocationOperation和NSBlockOperation不能满足需求，我们可以直接新建子类继承NSOperation，并添加任何需要执行的操作。如果只是简单地自定义NSOperation，只需要重载-(void)main这个方法，在这个方法里面添加需要执行的操作。

下面写个子类DownloadOperation来下载图片

不支持并发

1.继承NSOperation，重写main方法

DownloadOperation.h

#import <Foundation/Foundation.h>
@protocol DownloadOperationDelegate;

@interface DownloadOperation : NSOperation
// 图片的url路径 @property (nonatomic, copy) NSString *imageUrl; // 代理 @property (nonatomic, assign) id<DownloadOperationDelegate> delegate; - (id)initWithUrl:(NSString *)url delegate:(id<DownloadOperationDelegate>)delegate; @end // 图片下载的协议 @protocol DownloadOperationDelegate <NSObject> - (void)downloadFinishWithImage:(UIImage *)image; @end

DownloadOperation.m

 1 #import "DownloadOperation.h"  2 3 @implementation DownloadOperation  4 @synthesize delegate = _delegate;  5 @synthesize imageUrl = _imageUrl;  6 7 // 初始化  8 - (id)initWithUrl:(NSString *)url delegate:(id<DownloadOperationDelegate>)delegate {  9 if (self = [super init]) { 10 self.imageUrl = url; 11 self.delegate = delegate; 12 } 13 return self; 14 } 15 // 释放内存 16 - (void)dealloc { 17 [super dealloc]; 18 [_imageUrl release]; 19 } 20 21 // 执行主任务 22 - (void)main { 23 // 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 24 @autoreleasepool { 25 // .... 26 } 27 } 28 @end

* 在第22行重载了main方法，等会就把下载图片的代码写到这个方法中

* 如果这个DownloadOperation是在异步线程中执行操作，也就是说main方法在异步线程调用，那么将无法访问主线程的自动释放池，所以在第24行创建了一个属于当前线程的自动释放池

2.正确响应取消事件

* 默认情况下，一个NSOperation开始执行之后，会一直执行任务到结束，就比如上面的DownloadOperation，默认会执行完main方法中的所有代码。

* NSOperation提供了一个cancel方法，可以取消当前的操作。

* 如果是自定义NSOperation的话，需要手动处理这个取消事件。比如，一旦调用了cancel方法，应该马上终止main方法的执行，并及时回收一些资源。

* 处理取消事件的具体做法是：在main方法中定期地调用isCancelled方法检测操作是否已经被取消，也就是说是否调用了cancel方法，如果返回YES，表示已取消，则立即让main方法返回。

* 以下地方可能需要调用isCancelled方法:

在执行任何实际的工作之前，也就是在main方法的开头。因为取消可能发生在任何时候，甚至在operation执行之前。
执行了一段耗时的操作之后也需要检测操作是否已经被取消

 1 - (void)main {  2 // 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  3 @autoreleasepool { 4 if (self.isCancelled) return;  5 6 // 获取图片数据  7 NSURL *url = [NSURL URLWithString:self.imageUrl]; 8 NSData *imageData = [NSData dataWithContentsOfURL:url]; 9 10 if (self.isCancelled) { 11 url = nil; 12 imageData = nil; 13 return; 14 } 15 16 // 初始化图片 17 UIImage *image = [UIImage imageWithData:imageData]; 18 19 if (self.isCancelled) { 20 image = nil; 21 return; 22 } 23 24 if ([self.delegate respondsToSelector:@selector(downloadFinishWithImage:)]) { 25 // 把图片数据传回到主线程 26 [(NSObject *)self.delegate performSelectorOnMainThread:@selector(downloadFinishWithImage:) withObject:image waitUntilDone:NO]; 27 } 28 } 29 }

* 在第4行main方法的开头就先判断operation有没有被取消。如果被取消了，那就没有必要往下执行了

* 经过第8行下载图片后，在第10行也需要判断操作有没有被取消

* 总之，执行了一段比较耗时的操作之后，都需要判断操作有没有被取消

* 图片下载完毕后，在第26行将图片数据传递给了代理(delegate)对象

支持并发

自定义并发的NSOperation就麻烦多了，需要实现以下方法，我们可以看一下下面这个表（来自苹果官方）：

3.GCD

见单独一篇文章

秒客网

多线程 NSThread,NSOperation,GCD

一、NSInvocationOperation

二、NSBlockOperation

1.同步执行一个操作

2.并发执行多个操作

三、NSOperation的其他用法

1.取消操作

2.在操作完成后做一些事情

优先级

执行顺序（依赖）

CompletionBlock

取消

四、自定义NSOperation

1.继承NSOperation，重写main方法

DownloadOperation.h

DownloadOperation.m

2.正确响应取消事件

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