還在用GCD?來看看NSOperation吧

2016年03月29日10:42:36更新

感謝@皮特爾 的提醒


在iOS開發中,談到多線程,大家第一時間想到的一定是GCD。GCD固然是一套強大的多線程解決方案,能夠解決絕大多數的多線程問題,但是他易于上手難于精通且到處是坑的特點也注定了想熟練使用它有一定的難度。而且很多人嘴上天天掛著GCD,實際上對它的實際應用也不甚了解。
再者說,在現在的主流開發模式下,能用到多線程的絕大多數就是網絡數據請求和網絡圖片加載,這兩點上AFNetwork+SDWebImage已經能滿足幾乎所有的需求。而剩下的一小部分,簡單好用的NSOperation無疑是比GCD更有優勢的。
因此,如果你還是堅持『GCD大法好』,那看到這里就不必再看了。如果你想試一試更簡單的方法,那就隨我來吧。


什么是NSOperation?

和GCD一樣,NSOperation也是蘋果提供給我們的一套多線程解決方案。實際上它也是基于GCD開發的,但是比GCD擁有更強的可控性和代碼可讀性。
NSOperation是一個抽象基類,基本沒有什么實際使用價值。我們使用最多的是系統封裝好的NSInvocationOperationNSBlockOperation
不過NSOperation一些通用的方法你要知道

NSOperation * operation = [[NSOperation alloc]init];
//開始執行
[operation start];
//取消執行
[operation cancel];
//執行結束后調用的Block
[operation setCompletionBlock:^{
    NSLog(@"執行結束");
}];
使用NSInvocationOperation

NSInvocationOperation的使用方式和給Button添加事件比較相似,需要一個對象和一個Selector。使用方法非常簡單。
我們先來寫一個方法
- (void)testNSOperation
{
NSLog(@"我在第%@個線程",[NSThread currentThread]);
}
然后調用它

//創建
NSInvocationOperation * invo = [[NSInvocationOperation alloc]initWithTarget:self selector:@selector(testNSInvocationOperation) object:nil];
//執行
[invo start];

得到這樣的執行結果

執行結果

我們可以看到NSInvocationOperation其實是同步執行的,因此單獨使用的話,這個東西也沒有什么卵用,它需要配合我們后面介紹的NSOperationQueue去使用才能實現多線程調用,所以這里我們只需要記住有這么一個東西就行了。

使用NSBlockOperation
  • 終于到了我們今天的第一個重點
    NSBlockOperation也是NSOperation的子類,支持并發的實行一個或多個block,使用起來簡單又方便
    執行以下代碼
    NSBlockOperation * blockOperation = [[NSBlockOperation
    blockOperationWithBlock:^{
    NSLog(@"1在第%@個線程",[NSThread currentThread]);
    }];
    [blockOperation addExecutionBlock:^{
    NSLog(@"2在第%@個線程",[NSThread currentThread]);
    }];
    [blockOperation addExecutionBlock:^{
    NSLog(@"3在第%@個線程",[NSThread currentThread]);
    }];
    [blockOperation addExecutionBlock:^{
    NSLog(@"4在第%@個線程",[NSThread currentThread]);
    }];
    [blockOperation addExecutionBlock:^{
    NSLog(@"5在第%@個線程",[NSThread currentThread]);
    }];
    [blockOperation addExecutionBlock:^{
    NSLog(@"6在第%@個線程",[NSThread currentThread]);
    }];
    這里我們多執行兩次并比較結果
第一次執行的結果
第二次執行的結果
第三次執行的結果
  • 通過三次不同結果的比較,我們可以看到,NSBlockOperation確實實現了多線程。但是我們可以看到,它并非是將所有的block都放到放到了子線程中。通過上面的打印記錄我們可以發現,它會優先將block放到主線程中執行,若主線程已有待執行的代碼,就開辟新的線程,但最大并發數為4(包括主線程在內)。如果block數量大于了4,那么剩下的Block就會等待某個線程空閑下來之后被分配到該線程,且依然是優先分配到主線程。
  • 另外,同一個block中的代碼是同步執行的

為了證明以上猜想,我們為它增加更多block,并給每條block添加兩行代碼。

 NSBlockOperation * blockOperation = [NSBlockOperation blockOperationWithBlock:^{
    NSLog(@"1在第%@個線程",[NSThread currentThread]);
    NSLog(@"1haha");
}];
[blockOperation addExecutionBlock:^{
    NSLog(@"2在第%@個線程",[NSThread currentThread]);
    NSLog(@"2haha");
}];
[blockOperation addExecutionBlock:^{
    NSLog(@"3在第%@個線程",[NSThread currentThread]);
    NSLog(@"3haha");
}];
[blockOperation addExecutionBlock:^{
    NSLog(@"4在第%@個線程",[NSThread currentThread]);
    NSLog(@"4haha");
}];
[blockOperation addExecutionBlock:^{
    NSLog(@"5在第%@個線程",[NSThread currentThread]);
    NSLog(@"5haha");
}];
[blockOperation addExecutionBlock:^{
    NSLog(@"6在第%@個線程",[NSThread currentThread]);
    NSLog(@"6haha");
}];
[blockOperation addExecutionBlock:^{
    NSLog(@"7在第%@個線程",[NSThread currentThread]);
    NSLog(@"7haha");
}];
[blockOperation addExecutionBlock:^{
    NSLog(@"8在第%@個線程",[NSThread currentThread]);
    NSLog(@"8haha");
}];
[blockOperation addExecutionBlock:^{
    NSLog(@"9在第%@個線程",[NSThread currentThread]);
    NSLog(@"9haha");
}];
[blockOperation addExecutionBlock:^{
    NSLog(@"10在第%@個線程",[NSThread currentThread]);
    NSLog(@"10haha");
}];

[blockOperation start];

然后我們看一下執行結果

執行結果

]

  • 我們可以看到,最大并發數為4,使用同一個線程的block一定是等待前一個block的代碼全部執行結束后才執行,且同步執行。

關于最大并發數
在剛才的結果中我們看到最大并發數為4,但這個值并不是一個固定值。4是我在模擬器上運行的結果,而如果我使用真機來跑的話,最大并發數始終為2。因此,具體的最大并發數和運行環境也是有關系的。我們不必糾結于這個數字

所以NSBlockOperation也不是一個理想的多線程解決方案,盡管我們可以在第一個block中創建UI,在其他Block做數據處理等操作,但還是感覺哪里不舒服。
別著急,我們繼續往下看

自定義NSOperation

是的,你沒看錯,NSOperation是可以自定義的。如果NSInvocationOperationNSBlockOperation無法滿足你的需求,你可以選擇自定義一個NSOperation。
經過上面的分析,我們發現,系統提供的兩種NSOperation是一定滿足不了我們的需求的。
那我們是不是需要自定義一個NSOperation呢?
答案是,不需要。
自定義NSOperation并不難,但是依然要寫不少代碼,這違背了我們簡單實現多線程的初衷。況且,接下來我會介紹我們今天真正的主角--NSOperationQueue。所以,我打算直接跳過這一個環節。
如果確實有同學需要的話,可以私信我。。。 如果很多人需要的話。。 我會額外寫一篇。。。
(讀者:你TM不講還這么多廢話(╯‵□′)╯︵┻━┻)

NSOPerationQueue
簡單使用

終于輪到我們今天的主角了。
顧名思義,NSOperationQueue就是執行NSOperation的隊列,我們可以將一個或多個NSOperation對象放到隊列中去執行。
比如我們上面介紹過的NSInvocationOperation,我們來將它放到隊列中來

//依然調用上面的那個方法
NSInvocationOperation * invo = [[NSInvocationOperation alloc]initWithTarget:self selector:@selector(testNSInvocationOperation) object:nil];

NSOperationQueue * queue = [[NSOperationQueue alloc]init];
[queue addOperation:invo];

看一下執行結果

執行結果

現在它已經被放到子線程中執行了

我們把剛才寫的NSBlockOperation也加到這個Queue中來

 ...原來的代碼
//[blockOperation start];
[queue addOperation:blockOperation];

然后我們再來看執行情況

執行結果

我們看到,NSInvocationOperation 和 NSBlockOperation是異步執行的,NSBlockOperation中的每一個Block也是異步執行且都在子線程中執行,每一個Block內部也依然是同步執行。

是不是簡單好用又強大?

放入隊列中的NSOperation對象不需要調用start方法,NSOPerationQueue會在『合適』的時機去自動調用

更簡單的使用方式

除了上述的將NSOperation添加到隊列中的使用方法外,NSOperationQueue提供了一個更加簡單的方法,只需以下兩行代碼就能實現多線程調用

   NSOperationQueue * queue = [[NSOperationQueue alloc]init];
[queue addOperationWithBlock:^{
    //這里是你想做的操作
}];

你可以同時添加一個或這個多個Block來實現你的操作
怎么樣,是不是簡單的要死?
(原來這篇文章只需要看這兩句就行了是嘛?????????????????????)

添加依賴關系

如果NSOperationQueue僅能做到這些,那我也不必大費周章了。
NSOperationQueue最吸引人的無疑是它的添加依賴的功能。
舉個例子,假如A依賴于B,那么在B執行結束之前,A將永遠不會執行
示例代碼如下

{
NSInvocationOperation * op1 = [[NSInvocationOperation alloc]initWithTarget:self selector:@selector(testNSInvocationOperation1) object:nil];
NSInvocationOperation * op2 = [[NSInvocationOperation alloc]initWithTarget:self selector:@selector(testNSInvocationOperation2) object:nil];
NSOperationQueue * queue = [[NSOperationQueue alloc]init];
[op2 addDependency:op1];
[queue addOperation:op1];
[queue addOperation:op2];

}
- (void)testNSInvocationOperation1
{
NSLog(@"我是op1  我在第%@個線程",[NSThread currentThread]);
}
- (void)testNSInvocationOperation2
{
NSLog(@"我是op2 我在第%@個線程",[NSThread currentThread]);
}

然后無論你運行多少次,得到的一定是這樣的結果

必然結果

這就是依賴關系的好處,op2必定會在op1之后執行,這樣會大大方便我們的流程控制。

使用依賴關系有三點需要注意
1.不要建立循環依賴,會造成死鎖,原因同循環引用
2.使用依賴建議只使用NSInvocationOperation,NSInvocationOperation和NSBlockOperation混用會導致依賴關系無法正常實現。
3.依賴關系不光在同隊列中生效,不同隊列的NSOperation對象之前設置的依賴關系一樣會生效

2016年03月29日11:16:00更新

之前放的代碼有一點小小的問題 添加依賴的代碼最好放到添加隊列之前
前面說過,NSOperationQueue會在『合適』的時間自動去執行任務,因此你無法確定它到底何時執行,有可能前一秒添加的任務,在你這一秒準備添加依賴的時候就已經執行完了,就會出現依賴無效的假象。代碼已更正,謝謝評論區各位提醒

設置優先級

每一個NSOperation的對象都一個queuePriority屬性,表示隊列優先級。它是一個枚舉值,有這么幾個等級可選

優先級可選等級

大家可以去設置試試,不過它并不總是起作用,目前我還沒有找到原因。所以還是建議用依賴關系來控制流程。
如果有小伙伴知道怎么讓優先級始終生效的辦法,請告知我。。。

其他操作及注意事項

NSOperationQueue提供暫停和取消兩種操作。
設置暫停只需要設置queue的suspended屬性為YESNO即可
取消你可以選擇調用某個NSOperation的cancle方法,也可以調用Queue的cancelAllOperations方法來取消全部線程

這里需要強調的是,所謂的暫停和取消并不會立即暫停或取消當前操作,而是不在調用新的NSOperation。

改變queue的maxConcurrentOperationCount可以設置最大并發數。
這里依然有兩點需要注意
1.最大并發數是有上限的,即使你設置為100,它也不會超過其上限,而這個上限的數目也是由具體運行環境決定的
2.設置最大并發數一定要在NSOperationQueue初始化后立即設置,因為上面說過,被放到隊列中的NSOperation對象是由隊列自己決定何時執行的,有可能你這邊一添加立馬就被執行。因此要想讓設置生效一定要在初始化后立即設置


結束語
到這里,NSOperation的知識我們已經介紹完畢,如果你嘗試用一兩次的話,你一定會愛上他。

作者水平有限,不正確的地方請指出

如果我的文章對你有幫助,請點贊或評論

最后編輯于
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