NSOperation以及多線程技術比較

時間 2019-11-06

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本文導讀：NSOperation做爲蘋果推薦的重要併發技術之一，在開發當中也較爲經常使用。本文將詳細介紹NSOperation兩個子類以及NSOperationQueue的使用。而筆者前面的文章[iOS多線程基礎][1]已經詳細介紹了簡單的多線程NSThread和基於C語言的功能強大的GCD，有須要的同窗能夠去看一下。既然有三種多線程技術，那它們又有什麼區別呢？使用場景怎樣呢？筆者將在本文末尾爲你們一一解答bash

NSOperation是蘋果推薦使用的併發技術，它提供了一些用GCD不是很好實現的功能。NSOperation是基於GCD的面向對象的使用OC語言的封裝。相比GCD，NSOperation的使用更加簡單。NSOperation是一個抽象類，也就是說它並不能直接使用，而是應該使用它的子類。使用它的子類的方法有三種，使用蘋果爲咱們提供的兩個子類 NSInvocationOperation，NSBlockOperation和自定義繼承自NSOperation的子類。多線程

NSOperation的使用經常是配合NSOperationQueue來進行的。只要是使用NSOperation的子類建立的實例就能添加到NSOperationQueue操做隊列之中，一旦添加到隊列，操做就會自動異步執行（注意是異步）。若是沒有添加到隊列，而是使用start方法，則會在當前線程執行。併發

咱們知道，線程間的通訊主要是主線程與分線程之間進行的。主線程到分線程，NSOperation子類也有相應帶參數的方法；而分線程到主線程，好比更新UI，它也有很方便的獲取主隊列（被添加到主隊列的操做默認會在主線程執行）的方法：[NSOperationQueue mainQueue]。異步

##1、NSInvocationOperation ###1.單個NSInvocationOperation <1>直接建立一個NSInvocationOperation的對象，而後調用start方法會直接在主線程執行性能

//1.建立
  NSOperation *op = [[NSInvocationOperation alloc]initWithTarget:self 
selector:@selector(downloadImage:) object:@"Invocation"];
 //2.start方法，直接在當前線程執行
    [op start];

#pragma mark - 調用的耗時操做,後面調用的耗時操做都是這個
- (void)downloadImage:(id)obj{
  NSLog(@"%@-----%@",[NSThread currentThread],obj);
}

複製代碼

輸出 [1151:50868] <NSThread: 0x7fae624047b0>{number = 1, name = main}-----Invocation
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<2>添加到NSOperationQueue優化

//1.建立
  NSOperation *op = [[NSInvocationOperation alloc]initWithTarget:self 
selector:@selector(downloadImage:) object:@"Invocation"];
 //2.放到隊列裏面去
    NSOperationQueue *q = [[NSOperationQueue alloc]init];
  //只要把操做放到隊列，會自動異步執行調度方法
    [q addOperation:op];
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輸出：[1192:55469] <NSThread: 0x7fbe59e45c30>{number = 3, name = (null)}-----Invocation
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在number爲3，name爲空的子線程執行ui

2.多個NSInvocationOperationatom

//隊列，GCD裏面的併發隊列使用最多，因此NSOperation技術直接把GCD裏面的併發隊列封裝起來
  //NSOperationQueue本質就是GCD裏面的併發隊列
  //操做就是GCD裏面異步執行的任務
  NSOperationQueue *q = [[NSOperationQueue alloc]init];
 
  //把多個操做放到隊列裏面
  for (int i = 0; i < 100; i++) {
    NSOperation *op = [[NSInvocationOperation alloc]initWithTarget:self 
         selector:@selector(downloadImage:) object:[NSString stringWithFormat:@"Invocation%d",i]];
    [q addOperation:op];
  }
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輸出：
**[1222:58476] <NSThread: 0x7fdc14b0cd20>{number = 7, name = (null)}-----Invocation5
**[1222:58478] <NSThread: 0x7fdc1357e5f0>{number = 9, name = (null)}-----Invocation7
**[1222:58307] <NSThread: 0x7fdc14a06ad0>{number = 3, name = (null)}-----Invocation1
**[1222:58477] <NSThread: 0x7fdc134916e0>{number = 8, name = (null)}-----Invocation6
**[1222:58481] <NSThread: 0x7fdc1357e120>{number = 12, name = (null)}-----Invocation10
**[1222:58475] <NSThread: 0x7fdc14801710>{number = 6, name = (null)}-----Invocation4
**[1222:58480] <NSThread: 0x7fdc13415630>{number = 11, name = (null)}-----Invocation9
**[1222:58306] <NSThread: 0x7fdc13512e20>{number = 4, name = (null)}-----Invocation3
··· ···
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線程名與輸出均沒有規律，很明顯就是併發隊列。spa

##2、NSBlockOperation線程

NSBlockOperation的用法與NSInvocationOperation相同，只是建立的方式不一樣，它不須要去調用方法，而是直接使用代碼塊,顯得更方便。這也使得NSBlockOperation比NSInvocationOperation更加流行

//跟GCD中的併發隊列同樣
  NSOperationQueue *q = [[NSOperationQueue alloc]init];
  //跟GCD中的主隊列同樣
//  NSOperationQueue *q = [NSOperationQueue mainQueue];
  //把多個操做放到隊列裏面
  for (int i = 0; i < 100; i++) {
    NSBlockOperation *op = [NSBlockOperation blockOperationWithBlock:^{
      NSLog(@"%@------%d",[NSThread currentThread],i);
     
   }];
    //把Block操做放到隊列
    [q addOperation:op];
  }
  NSLog(@"完成");
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併發隊列輸出結果：
**[1378:72440] <NSThread: 0x7f9cb2603460>{number = 6, name = (null)}------5**
**[1378:72442] <NSThread: 0x7f9cb48106a0>{number = 5, name = (null)}------7**
**[1378:72441] <NSThread: 0x7f9cb242b3e0>{number = 7, name = (null)}------6**
**[1378:72325] <NSThread: 0x7f9cb4851550>{number = 9, name = (null)}------2**
**[1378:72320] <NSThread: 0x7f9cb492be70>{number = 4, name = (null)}------3**
**[1378:72313] <NSThread: 0x7f9cb24077b0>{number = 2, name = (null)}------1**
**[1378:72276] 完成
**[1378:72444] <NSThread: 0x7f9cb481cc40>{number = 11, name = (null)}------9**
**[1378:72326] <NSThread: 0x7f9cb4923fe0>{number = 3, name = (null)}------0**
**[1378:72440] <NSThread: 0x7f9cb2603460>{number = 6, name = (null)}------12**
... ...
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主隊列輸出結果：
**[1417:76086] 完成
**[1417:76086] <NSThread: 0x7fa452e04360>{number = 1, name = main}------0**
**[1417:76086] <NSThread: 0x7fa452e04360>{number = 1, name = main}------1**
**[1417:76086] <NSThread: 0x7fa452e04360>{number = 1, name = main}------2**
**[1417:76086] <NSThread: 0x7fa452e04360>{number = 1, name = main}------3**
**[1417:76086] <NSThread: 0x7fa452e04360>{number = 1, name = main}------4**
**[1417:76086] <NSThread: 0x7fa452e04360>{number = 1, name = main}------5**
**[1417:76086] <NSThread: 0x7fa452e04360>{number = 1, name = main}------6**
**[1417:76086] <NSThread: 0x7fa452e04360>{number = 1, name = main}------7**
... ...
複製代碼

事實上NSBlockOperation有更簡單的使用方法

NSOperationQueue *q = [[NSOperationQueue alloc]init];
 
  for (int i = 0; i < 10; i++) {
   
    [q addOperationWithBlock:^{
      NSLog(@"%@------%d",[NSThread currentThread],i);
    }];
  }
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##3、線程間通訊

主線程到子線程傳對象，前面的例子裏面已經有了，再也不綴述。下面的例子就是回到主線程更新UI。

p.p1 {margin: 0.0px 0.0px 0.0px 0.0px; font: 14.0px Menlo; c

NSOperationQueue *q = [[NSOperationQueue alloc]init];

  [q addOperationWithBlock:^{
    NSLog(@"耗時操做--%@",[NSThread currentThread]);
    [[NSOperationQueue mainQueue] addOperationWithBlock:^{
      NSLog(@"更新UI-----%@",[NSThread currentThread]);
    }];
  }];
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##4、NSOperationQueue的一些高級操做 NSOperationQueue支持的高級操做有：隊列的掛起，隊列的取消，添加操做的依賴關係和設置最大併發數

<1>最大併發數

@property (nonatomic,strong)NSOperationQueue *opQueue;

//重寫getter方法實現懶加載
- (NSOperationQueue*)opQueue{
  if (_opQueue == nil) {
    _opQueue = [[NSOperationQueue alloc]init]; 
  }
  return _opQueue;
}


#pragma mark - 高級操做:最大併發數

  //設置最大的併發數量（並不是線程的數量）
  self.opQueue.maxConcurrentOperationCount = 2;
  //把多個操做放到隊列裏面
  for (int i = 0; i < 10; i++) {
    NSBlockOperation *op = [NSBlockOperation blockOperationWithBlock:^{
      [NSThread sleepForTimeInterval:3.0];
      NSLog(@"%@------%d",[NSThread currentThread],i);
     
    }];
    //把Block操做放到隊列
    [self.opQueue addOperation:op];
  }

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<2>線程的掛起

#pragma mark - 高級操做：線程的掛起
//暫停繼續(對隊列的暫停和繼續)，掛起的是隊列，不會影響已經在執行的操做
- (IBAction)pause:(UIButton *)sender {
  //判斷操做的數量，當前隊列裏面是否是有操做？
  if (self.opQueue.operationCount == 0) {
    NSLog(@"當前隊列沒有操做");
    return;
  }
 
  self.opQueue.suspended = !self.opQueue.isSuspended;
  if (self.opQueue.suspended) {
    NSLog(@"暫停");
   
  }else{
    NSLog(@"繼續");
  }
}
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<3>取消隊列裏的全部操做

#pragma mark - 高級操做：取消隊列裏的全部操做
- (IBAction)cancelAll:(UIButton *)sender {
  //只能取消全部隊列的裏面的操做，正在執行的沒法取消
  //取消操做並不會影響隊列的掛起狀態
  [self.opQueue cancelAllOperations];
  NSLog(@"取消隊列裏全部的操做");
  //取消隊列的掛起狀態
  //（只要是取消了隊列的操做，咱們就把隊列處於不掛起狀態,以便於後續的開始）
  self.opQueue.suspended = NO;
 
}
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<4>依賴關係

/*
  * 例子
  *
  * 1.下載一個小說壓縮包
  *  2.解壓縮，刪除壓縮包
  * 3.更新UI
  */
 
  NSBlockOperation *op1 = [NSBlockOperation blockOperationWithBlock:^{
    NSLog(@"1.下載一個小說壓縮包,%@",[NSThread currentThread]);
   
  }];
 
  NSBlockOperation *op2 = [NSBlockOperation blockOperationWithBlock:^{
    NSLog(@"2.解壓縮，刪除壓縮包,%@",[NSThread currentThread]);
   
  }];
 
  NSBlockOperation *op3 = [NSBlockOperation blockOperationWithBlock:^{
    NSLog(@"3.更新UI,%@",[NSThread currentThread]);
   
  }];
 
  //指定任務之間的依賴關係 --依賴關係能夠跨隊列(能夠再子線程下載，在主線程更新UI)
 
  [op2 addDependency:op1];
  [op3 addDependency:op2];
//  [op1 addDependency:op3];  必定不能出現循環依賴
 
  //waitUntilFinished  相似GCD中的調度組的通知
  //NO不等待，直接執行輸出come here
  //YES等待任務執行完再執行輸出come here
  [self.opQueue addOperations:@[op1,op2] waitUntilFinished:YES];
 
 
  //在主線程更新UI
  [[NSOperationQueue mainQueue] addOperation:op3];
  [op3 addDependency:op2];
  NSLog(@"come here");
複製代碼

還有一個NSOperationQueuePriority，隊列優先級的概念，由於用的極少，因此這裏不作介紹，確實有須要的同窗能夠本身百度或者查看Documentation and API Reference。

##5、三種多線程技術 <1>NSThread

優勢：NSThread 比其餘兩個輕量級，使用簡單
缺點：須要本身管理線程的生命週期、線程同步、加鎖、睡眠以及喚醒等。線程同步對數據的加鎖會有必定的系統開銷

<2>GCD GCD 是iOS 4.0之後纔出現的併發技術

使用方式：將任務添加到隊列（串行/並行（全局）），指定執行任務的方法，（同步（阻塞）/異步）

拿到主隊列：dispatch_get_main_queu()
NSOperation沒法作到的：1.一次性執行，2.延遲執行，3.調度組（op實現要複雜的多）

<3>NSOperation NSOperation iOS2.0的時候就出現了（當時很差用，後來蘋果對其進行改造）

使用方式：將操做（異步執行）添加到隊列（併發/全局）

拿到主隊列：[NSOperationQueue mainQueue] 主隊列，任務添加到主隊列就會在主線程執行
提供了GCD很差實現的：1.最大併發數，2.暫停和繼續，3.取消全部任務，4.依賴關係

GCD是比較底層的封裝，咱們知道較低層的代碼通常性能都是比較高的，相對於NSOperationQueue。因此追求性能，而功可以用的話就能夠考慮使用GCD。若是異步操做的過程須要更多的用戶交互和被UI顯示出來，NSOperationQueue會是一個好選擇。若是任務之間沒有什麼依賴關係，而是須要更高的併發能力，GCD則更有優點。高德納的教誨：「在大概97%的時間裏，咱們應該忘記微小的性能提高。過早優化是萬惡之源。」只有Instruments顯示有真正的性能提高時纔有必要用低級的GCD。 [1]:http://www.jianshu.com/p/7267206834fb