和GCD的對比
操作隊列，比GCD更早，GCD在設計上很多都是基于操作隊列的原理構建的。在iOS4之后，操作隊列的底層都是由GCD來實現的。
GCD是純c的語法函數，操作隊列是oc語法對象。
操作隊列能提供比GCD更精細的控制，比如：
- 取消某個操作（開始之前可以取消，已經開始的任務無法取消）。
- 設置操作之間的依賴關系、設置操作的優先級。（GCD只能對queue設置優先級）
- 狀態控制。對單個NSOperation 狀態屬性isReady、isExecuting、 isCancelled、isFinished通過kvo監控，執行完畢之后獲得通知。
一、NSOperation簡介
NSOperation是蘋果提供給我們的一套多線程解決方案。實際上NSOperation是基于GCD更高一層的封裝，但是比GCD更簡單易用、代碼可讀性也更高。
NSOperation需要配合NSOperationQueue來實現多線程。因為默認情況下，NSOperation單獨使用時系統同步執行操作，并沒有開辟新線程的能力，只有配合NSOperationQueue才能實現異步執行。
因為NSOperation是基于GCD的，那么使用起來也和GCD差不多，其中，NSOperation相當于GCD中的任務，而NSOperationQueue則相當于GCD中的隊列。NSOperation實現多線程的使用步驟分為三步：
- 創建任務：先將需要執行的操作封裝到一個NSOperation對象中。
- 創建隊列：創建NSOperationQueue對象。
- 將任務加入到隊列中：然后將NSOperation對象添加到NSOperationQueue中。
之后呢，系統就會自動將NSOperationQueue中的NSOperation取出來，在新線程中執行操作。
下面我們來學習下NSOperation和NSOperationQueue的基本使用。
二、NSOperation和NSOperationQueue的基本使用
1. 創建任務
NSOperation是個抽象類，并不能封裝任務。我們只有使用它的子類來封裝任務。我們有三種方式來封裝任務。
- 使用子類NSInvocationOperation
- 使用子類NSBlockOperation
- 定義繼承自NSOperation的子類，通過實現內部相應的方法來封裝任務。
在不使用NSOperationQueue，單獨使用NSOperation的情況下系統同步執行操作，下面我們學習以下任務的三種創建方式。
1. 使用子類- NSInvocationOperation:
// 1.創建NSInvocationOperation對象
NSInvocationOperation *op = [[NSInvocationOperation alloc] initWithTarget:self selector:@selector(run) object:nil];
// 2.調用start方法開始執行操作
[op start];
- (void)run
{
NSLog(@"------%@", [NSThread currentThread]);
}
輸出結果：
2016-09-05 14:29:58.483 NSOperation[15834:2384555] ------<NSThread: 0x7fa3e2e05410>{number = 1, name = main}
從中可以看到，在沒有使用NSOperationQueue、單獨使用NSInvocationOperation的情況下，NSInvocationOperation在主線程執行操作，并沒有開啟新線程。
2. 使用子類- NSBlockOperation
NSBlockOperation *op = [NSBlockOperation blockOperationWithBlock:^{
// 在主線程
NSLog(@"------%@", [NSThread currentThread]);
}];
[op start];
輸出結果：
2016-09-05 14:33:15.268 NSOperation[15884:2387780] ------<NSThread: 0x7fb2196012c0>{number = 1, name = main}
我們同樣可以看到，在沒有使用NSOperationQueue、單獨使用NSBlockOperation的情況下，NSBlockOperation也是在主線程執行操作，并沒有開啟新線程。
但是，NSBlockOperation還提供了一個方法addExecutionBlock:，通過addExecutionBlock:就可以為NSBlockOperation添加額外的操作，這些額外的操作就會在其他線程并發執行。
- (void)blockOperation
{
NSBlockOperation *op = [NSBlockOperation blockOperationWithBlock:^{
// 在主線程
NSLog(@"1------%@", [NSThread currentThread]);
}];
// 添加額外的任務(在子線程執行)
[op addExecutionBlock:^{
NSLog(@"2------%@", [NSThread currentThread]);
}];
[op addExecutionBlock:^{
NSLog(@"3------%@", [NSThread currentThread]);
}];
[op addExecutionBlock:^{
NSLog(@"4------%@", [NSThread currentThread]);
}];
[op start];
}
輸出結果：
2016-09-05 14:36:59.353 NSOperation[15896:2390616] 1------<NSThread: 0x7ff633f03be0>{number = 1, name = main}
2016-09-05 14:36:59.354 NSOperation[15896:2390825] 2------<NSThread: 0x7ff633e24600>{number = 2, name = (null)}
2016-09-05 14:36:59.354 NSOperation[15896:2390657] 3------<NSThread: 0x7ff633c411e0>{number = 3, name = (null)}
2016-09-05 14:36:59.354 NSOperation[15896:2390656] 4------<NSThread: 0x7ff633f1d3e0>{number = 4, name = (null)}
可以看出，blockOperationWithBlock:方法中的操作是在主線程中執行的，而addExecutionBlock:方法中的操作是在其他線程中執行的。
3. 定義繼承自NSOperation的子類
先定義一個繼承自NSOperation的子類，重寫main方法
YSCOperation.h
#import <Foundation/Foundation.h>
@interface YSCOperation : NSOperation
@end
YSCOperation.m
#import "YSCOperation.h"
@implementation YSCOperation
/**
* 需要執行的任務
*/
- (void)main
{
for (int i = 0; i < 2; ++i) {
NSLog(@"1-----%@",[NSThread currentThread]);
}
}
@end
然后使用的時候導入頭文件YSCOperation.h。
// 創建YSCOperation
YSCOperation *op1 = [[YSCOperation alloc] init];
[op1 start];
輸出結果：
2016-09-05 18:15:59.674 NSOperation[16566:2501606] 1-----<NSThread: 0x7f8030d05150>{number = 1, name = main}
2016-09-05 18:15:59.675 NSOperation[16566:2501606] 1-----<NSThread: 0x7f8030d05150>{number = 1, name = main}
可以看出：在沒有使用NSOperationQueue、單獨使用自定義子類的情況下，是在主線程執行操作，并沒有開啟新線程。
2. 創建隊列
和GCD中的并發隊列、串行隊列略有不同的是：NSOperationQueue一共有兩種隊列：主隊列、其他隊列。其中其他隊列同時包含了串行、并發功能。下邊是主隊列、其他隊列的基本創建方法和特點。
- 主隊列
凡是添加到主隊列中的任務（NSOperation），都會放到主線程中執行
NSOperationQueue *queue = [NSOperationQueue mainQueue]; - 其他隊列（非主隊列）
添加到這種隊列中的任務（NSOperation），就會自動放到子線程中執行
同時包含了：串行、并發功能
NSOperationQueue *queue = [[NSOperationQueue alloc] init];
3. 將任務加入到隊列中
前邊說了，NSOperation需要配合NSOperationQueue來實現多線程。
那么我們需要將創建好的任務加入到隊列中去。總共有兩種方法
- (void)addOperation:(NSOperation *)op;
需要先創建任務，再將創建好的任務加入到創建好的隊列中去
- (void)addOperationToQueue
{
// 1.創建隊列
NSOperationQueue *queue = [[NSOperationQueue alloc] init];
// 2. 創建操作
// 創建NSInvocationOperation
NSInvocationOperation *op1 = [[NSInvocationOperation alloc] initWithTarget:self selector:@selector(run) object:nil];
// 創建NSBlockOperation
NSBlockOperation *op2 = [NSBlockOperation blockOperationWithBlock:^{
for (int i = 0; i < 2; ++i) {
NSLog(@"1-----%@", [NSThread currentThread]);
}
}];
// 3. 添加操作到隊列中：addOperation:
[queue addOperation:op1]; // [op1 start]
[queue addOperation:op2]; // [op2 start]
}
- (void)run
{
for (int i = 0; i < 2; ++i) {
NSLog(@"2-----%@", [NSThread currentThread]);
}
}
輸出結果：
2016-09-05 17:06:00.241 NSOperationQueue[16201:2452281] 1-----<NSThread: 0x7fe4824080e0>{number = 3, name = (null)}
2016-09-05 17:06:00.241 NSOperationQueue[16201:2452175] 2-----<NSThread: 0x7fe482404a50>{number = 2, name = (null)}
2016-09-05 17:06:00.242 NSOperationQueue[16201:2452175] 2-----<NSThread: 0x7fe482404a50>{number = 2, name = (null)}
2016-09-05 17:06:00.241 NSOperationQueue[16201:2452281] 1-----<NSThread: 0x7fe4824080e0>{number = 3, name = (null)}
可以看出：NSInvocationOperation和NSOperationQueue結合后能夠開啟新線程。
- (void)addOperationWithBlock:(void (^)(void))block;
無需先創建任務，在block中添加任務，直接將任務block加入到隊列中。
- (void)addOperationWithBlockToQueue
{
// 1. 創建隊列
NSOperationQueue *queue = [[NSOperationQueue alloc] init];
// 2. 添加操作到隊列中：addOperationWithBlock:
[queue addOperationWithBlock:^{
for (int i = 0; i < 2; ++i) {
NSLog(@"-----%@", [NSThread currentThread]);
}
}];
}
輸出結果：
2016-09-05 17:10:47.023 NSOperationQueue[16293:2457487] -----<NSThread: 0x7ffa6bc0e1e0>{number = 2, name = (null)}
2016-09-05 17:10:47.024 NSOperationQueue[16293:2457487] -----<NSThread: 0x7ffa6bc0e1e0>{number = 2, name = (null)}
可以看出addOperationWithBlock:和NSOperationQueue能夠開啟新線程，進行并發執行。
三、 控制串行執行和并行執行的關鍵
之前我們說過，NSOperationQueue創建的其他隊列同時具有串行、并發功能，上邊我們演示了并發功能，那么他的串行功能是如何實現的？
這里有個關鍵參數maxConcurrentOperationCount，叫做最大并發數。
最大并發數：maxConcurrentOperationCount
- maxConcurrentOperationCount默認情況下為-1，表示不進行限制，默認為并發執行。
- 當maxConcurrentOperationCount為1時，進行串行執行。
- 當maxConcurrentOperationCount大于1時，進行并發執行，當然這個值不應超過系統限制，即使自己設置一個很大的值，系統也會自動調整。
- (void)opetationQueue
{
// 創建隊列
NSOperationQueue *queue = [[NSOperationQueue alloc] init];
// 設置最大并發操作數
// queue.maxConcurrentOperationCount = 2;
queue.maxConcurrentOperationCount = 1; // 就變成了串行隊列
// 添加操作
[queue addOperationWithBlock:^{
NSLog(@"1-----%@", [NSThread currentThread]);
[NSThread sleepForTimeInterval:0.01];
}];
[queue addOperationWithBlock:^{
NSLog(@"2-----%@", [NSThread currentThread]);
[NSThread sleepForTimeInterval:0.01];
}];
[queue addOperationWithBlock:^{
NSLog(@"3-----%@", [NSThread currentThread]);
[NSThread sleepForTimeInterval:0.01];
}];
[queue addOperationWithBlock:^{
NSLog(@"4-----%@", [NSThread currentThread]);
[NSThread sleepForTimeInterval:0.01];
}];
[queue addOperationWithBlock:^{
NSLog(@"5-----%@", [NSThread currentThread]);
[NSThread sleepForTimeInterval:0.01];
}];
[queue addOperationWithBlock:^{
NSLog(@"6-----%@", [NSThread currentThread]);
[NSThread sleepForTimeInterval:0.01];
}];
}
最大并發數為1輸出結果：
2016-09-05 17:21:54.124 NSOperationQueue[16320:2464630] 1-----<NSThread: 0x7fc892d0b3a0>{number = 2, name = (null)}
2016-09-05 17:21:54.136 NSOperationQueue[16320:2464631] 2-----<NSThread: 0x7fc892c0a7b0>{number = 3, name = (null)}
2016-09-05 17:21:54.148 NSOperationQueue[16320:2464630] 3-----<NSThread: 0x7fc892d0b3a0>{number = 2, name = (null)}
2016-09-05 17:21:54.160 NSOperationQueue[16320:2464631] 4-----<NSThread: 0x7fc892c0a7b0>{number = 3, name = (null)}
2016-09-05 17:21:54.171 NSOperationQueue[16320:2464631] 5-----<NSThread: 0x7fc892c0a7b0>{number = 3, name = (null)}
2016-09-05 17:21:54.184 NSOperationQueue[16320:2464630] 6-----<NSThread: 0x7fc892d0b3a0>{number = 2, name = (null)}
最大并發數為2輸出結果：
2016-09-05 17:23:36.030 NSOperationQueue[16331:2466366] 2-----<NSThread: 0x7fd729f0f270>{number = 3, name = (null)}
2016-09-05 17:23:36.030 NSOperationQueue[16331:2466491] 1-----<NSThread: 0x7fd729f4e290>{number = 2, name = (null)}
2016-09-05 17:23:36.041 NSOperationQueue[16331:2466367] 3-----<NSThread: 0x7fd729d214e0>{number = 4, name = (null)}
2016-09-05 17:23:36.041 NSOperationQueue[16331:2466366] 4-----<NSThread: 0x7fd729f0f270>{number = 3, name = (null)}
2016-09-05 17:23:36.053 NSOperationQueue[16331:2466366] 6-----<NSThread: 0x7fd729f0f270>{number = 3, name = (null)}
2016-09-05 17:23:36.053 NSOperationQueue[16331:2466511] 5-----<NSThread: 0x7fd729e056c0>{number = 5, name = (null)}
可以看出：當最大并發數為1時，任務是按順序串行執行的。當最大并發數為2時，任務是并發執行的。而且開啟線程數量是由系統決定的，不需要我們來管理。這樣看來，是不是比GCD還要簡單了許多？
四、 操作依賴
NSOperation和NSOperationQueue最吸引人的地方是它能添加操作之間的依賴關系。比如說有A、B兩個操作，其中A執行完操作，B才能執行操作，那么就需要讓B依賴于A。具體如下：
- (void)addDependency
{
NSOperationQueue *queue = [[NSOperationQueue alloc] init];
NSBlockOperation *op1 = [NSBlockOperation blockOperationWithBlock:^{
NSLog(@"1-----%@", [NSThread currentThread]);
}];
NSBlockOperation *op2 = [NSBlockOperation blockOperationWithBlock:^{
NSLog(@"2-----%@", [NSThread currentThread]);
}];
[op2 addDependency:op1]; // 讓op2 依賴于 op1，則先執行op1，在執行op2
[queue addOperation:op1];
[queue addOperation:op2];
}
輸出結果：
2016-09-05 17:51:28.811 操作依賴[16423:2484866] 1-----<NSThread: 0x7fc138e1e7c0>{number = 2, name = (null)}
2016-09-05 17:51:28.812 操作依賴[16423:2484866] 2-----<NSThread: 0x7fc138e1e7c0>{number = 2, name = (null)}
可以看到，無論運行幾次，其結果都是op1先執行，op2后執行。
五、 一些其他方法
- -(void)cancel; NSOperation提供的方法，可取消單個操作
- -(void)cancelAllOperations; NSOperationQueue提供的方法，可以取消隊列的所有操作
- -(void)setSuspended:(BOOL)b; 可設置任務的暫停和恢復，YES代表暫停隊列，NO代表恢復隊列
- -(BOOL)isSuspended; 判斷暫停狀態
注意：
這里的暫停和取消并不代表可以將當前的操作立即取消，而是當當前的操作執行完畢之后不再執行新的操作。
暫停和取消的區別就在于：暫停操作之后還可以恢復操作，繼續向下執行；而取消操作之后，所有的操作就清空了，無法再接著執行剩下的操作。
六、狀態控制
我們可以自行控制NSOperation的狀態：
- 重寫start方法，我們需要自行控制狀態。
參考：
