iOS开发多线程--(NSOperation/Queue)

时间:2022-09-10 22:43:53

iOS实现多线程的方式有三种,分别是NSThreadNSOperationGCD

关于GCD,请阅读GCD深入浅出学习

简介


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:NSInvocationOperationNSBlockOperation * 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


下面简单说明NSOperation所提供的一些操作。

1.执行任务


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


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


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


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


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


如果我们想在一个NSOperation执行完毕后做一些事情,可以调用NSOperationcompletionBlock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


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


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


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


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operationisAsynchronous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


如果NSInvocationOperationNSBlockOperation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/

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