小時光上傳隊列分享——NSOperation的使用

上傳隊列分享——NSOperation的使用

1. 需求分析

發一條記錄的流程（而且能夠同時發多條記錄）

其餘產品/技術需求（影響到設計因此也加在這）

1. 併發要求——圖片確定要支持併發上傳、記錄串行上傳（並行也能夠，可是圖片已經支持併發了，因此沒意義，除非每條記錄都是一張照片）。
2. 任務可取消——用戶能夠暫停、繼續、刪除一條任務（影響技術選型）。
3. 支持殺死app後，啓動app繼續任務。

2. 設計（上傳隊列）

無論你在何處工做，構建些什麼，用何種編程語言，在軟件開發上，一直伴隨你的那個不變真理是什麼？—— 《Head First 設計模式》

A. 年輕時的想法（針對實現設計）

維護兩種隊列，暫且稱爲一級隊列和二級隊列。數據模型的設計和看到的界面（業務）是對應的，思路比較天然。如今我稱之爲針對實現設計。優缺點咱們後面陳述。

B. 稍後來的想法（面向抽象設計/分層）

主要分爲兩層：

• 上傳層（只負責上傳圖片，有上傳單張圖片的任務扔過來就好）
• 日記隊列層（面向業務）

二者最主要的區別：

計A每一處設計都是面向業務的，沒有抽象；設計B中抽象層是把「上傳圖片功能」抽象了出來，能夠設計的徹底不知道業務（什麼叫不知道業務？）

B的設計有什麼優勢？

• 易擴充——因爲是抽象出來的通用模塊，App中其餘的上傳圖片業務（好比更改頭像、支持H5上傳一張圖片）均可以不改代碼直接使用，甚至換成別的App也能夠直接拿過來使用。
• 易維護——假如上傳圖片不使用七牛了，換成了騰訊雲，只須要更改上傳層的代碼就行了，否則的話，可能會改不少地方。

上傳層其實還能夠抽象出不少層

3. 技術實現

Why NSOperation?

最關鍵是實現上傳隊列，第一反應確定是考慮GCD或者NSOperation。這裏說下最終選擇NSOperation的緣由：

1. NSOperation自然的OOP，咱們只須要將單個上傳的邏輯封裝在一個NSOperation便可，而使用GCD，須要額外不少代碼來封裝。
2. 須要支持cancel一個任務，因此選擇NSOperation會方便些。

NSOperation類介紹

對於NSOperation，須要瞭解如下幾件事：

1. NSOperation爲抽象類，咱們直接使用NSOperation，通常都是自定義NSOperation的子類，或者使用系統提供的兩個子類，NSInvocationOperation和NSBlockOperation。（後兩個其實都不怎麼經常使用，本身查資料瞭解）。
2. 兩種執行NSOperation的方式：扔到NSOperation Queue裏或者調用「start」方法手動觸發。
3. Dependencies，使用NSOperation能夠方便的設置任務之間的依賴關係（面試總愛問，我們沒有用，其實有個場景想一下以爲很合適？）
4. 若是手動調用start執行一個任務，那麼默認任務將會在調用start的線程，同步執行。（isAsynchronous屬性）
5. When you add an operation to an operation queue, the queue ignores the value of the asynchronous property and always calls the start method from a separate thread.

自定義NSOperation子類（今天講的重點）

1. 使用好處

1. 自然分離代碼到一個類中，不容易形成代碼臃腫
2. 對於子線程裏作異步任務，可以比較靈活的處理（每一個NSOperation裏執行的依然是一個異步任務、token、七牛上傳），換句話講，可以本身來控制每一個NSOperation的狀態。

2. 典型作法

先回憶一下，我們要幹什麼 —— 用一個隊列維護一個或者多個任務，每一個任務就是上傳一個圖片到七牛

先來解決「每一個任務就是上傳一個圖片到七牛」這件事，會想到3點要面臨的挑戰：

1. 上傳這個耗時的任務，放哪，怎麼處理。
2. 怎麼得知任務已經完成。
3. 若是中途取消了怎麼處理。

下面經過代碼來看下使用NSOperation自定義類，怎麼處理這三個問題，代碼來自Apple官方文檔《Concurrency Programming Guide》，能夠對照着看下我們的代碼。

@interface MyOperation : NSOperation {
    BOOL        executing;
    BOOL        finished;
}
- (void)completeOperation;
@end
 
@implementation MyOperation
- (id)init {
    self = [super init];
    if (self) {
        executing = NO;
        finished = NO;
    }
    return self;
}
 
- (BOOL)isConcurrent { // ------------2
    return YES;
}
 
- (BOOL)isExecuting { // ------------2
    return executing;
}
 
- (BOOL)isFinished { // ------------2
    return finished;
}

- (void)start { // ------------1
   // Always check for cancellation before launching the task.
   if ([self isCancelled]) // ------------3
   {
      // Must move the operation to the finished state if it is canceled.
      [self willChangeValueForKey:@"isFinished"];
      finished = YES;
      [self didChangeValueForKey:@"isFinished"];
      return;
   }
 
   // If the operation is not canceled, begin executing the task.
   [self willChangeValueForKey:@"isExecuting"];
   [NSThread detachNewThreadSelector:@selector(main) toTarget:self withObject:nil];
   executing = YES;
   [self didChangeValueForKey:@"isExecuting"];
}

- (void)main { // ------------1
   @try {
 
       // Do the main work of the operation here.
 
       [self completeOperation];
   }
   @catch(...) {
      // Do not rethrow exceptions.
   }
}
 
- (void)completeOperation {
    [self willChangeValueForKey:@"isFinished"]; // ------------4
    [self willChangeValueForKey:@"isExecuting"];
 
    executing = NO;
    finished = YES;
 
    [self didChangeValueForKey:@"isExecuting"];
    [self didChangeValueForKey:@"isFinished"];
}
@end

代碼解讀

1. 前面已經說過NSOperation是抽象類了，因此子類確定要實現它的抽象方法，通常須要實現start、main方法。start方法裏通常，更改狀態，main用來執行主要任務（上傳圖片放這裏！！）
2. 覆寫幾個狀態的getter方法。指定用來記錄狀態的變量，好比executing、finished，因此係統能夠根據NSOperation的狀態，進行相應的處理。
3. 階段性檢查任務是否被cancel，被cancel以後要把executing、finished改成對應的狀態值。（這一步很重要）。
4. 手動觸發KVO，告訴系統任務的狀態發生了改變。而後系統調用getter方法時，發現isFinished狀態變成了YES，則認爲這個任務完成，移除NSOperation Queue。

剩餘一些細節

1. 上傳七牛以前，須要先經過我們本身API獲取token。若是不能本身靈活控制NSOperation的狀態，不少步驟都要作出成同步的（自定義NSOperation給咱們更大的靈活性，不管這個任務有多複雜，是同步仍是異步，均可以控制它狀態的變化）

2. 咱們知道，每一個Operation的main方法，確定是會併發運行的，而token的獲取其實只要獲取一次，就行了，因此，咱們使用了信號量dispatch_semaphore來確保只之執行一次token的請求。
   

3. 而後，每張圖片上傳以前，會使用系統方法，作一次人臉識別、寫入一次Exif信息，這兩部都是很是佔用內存的。若是併發執行，頗有可能讓內容衝到必定高度而Out Of Memory，爲了不這個問題，一個是人臉識別只使用一張小圖進行識別（不超過640*640），而且對於這兩個過程，加鎖。(關於iOS裏幾種鎖的用法和優缺點，建議瞭解一下，面試特別愛問)
   

3. 將任務放到Queue中

如今咱們已經知道一個任務如何實現了，只須要將NSOperation扔到NSOperation Queue中，就會自動執行了。併發數可使用NSOperation Queue的maxConcurrentOperationCount來控制併發數。

考慮一個問題：何時往Queue裏添加NSOperation？（一次性全加入？仍是？）

4. 多線程其餘知識

異步任務的同步處理幾種方法

1. NSOperation自定義子類
2. 使用GCD group的時候，能夠對其中異步任務使用dispatch_group_enter和dispatch_group_leave
3. GCD信號量——dispatch_semaphore ['seməfɔ:]

手動觸發KVO

- (void)setHTTPShouldHandleCookies:(BOOL)HTTPShouldHandleCookies {
    [self willChangeValueForKey:NSStringFromSelector(@selector(HTTPShouldHandleCookies))];
    _HTTPShouldHandleCookies = HTTPShouldHandleCookies;
    [self didChangeValueForKey:NSStringFromSelector(@selector(HTTPShouldHandleCookies))];
}

+ (BOOL)automaticallyNotifiesObserversForKey:(NSString *)key {
    if ([AFHTTPRequestSerializerObservedKeyPaths() containsObject:key]) {
        return NO;
    }

    return [super automaticallyNotifiesObserversForKey:key];
}

5. 推薦工具

1. SpaceLauncher
2. Magnet
3. MWeb（強烈推薦，幾大功能：預覽主題、一鍵把網頁變成Markdown、導出、側邊欄）
4. 小技巧——寫markdown的時候，怎麼方便的對齊代碼

6. 參考文檔

1. 蘋果文檔NSOperation
2. https://developer.apple.com/library/content/documentation/General/Conceptual/ConcurrencyProgrammingGuide/OperationObjects/OperationObjects.html#//apple_ref/doc/uid/TP40008091-CH101-SW1