轉載:行走少年郎數組
NSOperation、NSOperationQueue 是基於 GCD 更高一層的封裝,因此也有相似的任務(操做) 和隊列(操做隊列) 的概念安全
操做(Operation):bash
操做隊列(Operation Queues):多線程
NSOperation
須要配合NSOperationQueue
來實現多線程。由於默認狀況下,NSOperation
單獨使用時,系統同步執行操做,配合NSOperationQueue
咱們能更好的實現異步執行。併發
NSOperation
實現多線程通常分三步:異步
NSOperation
對象中。NSOperationQueue
對象。NSOperation
對象添加到NSOperationQueue
對象中。以後,系統就會自動將NSOperationQueue
中的NSOperation
取出來,在新線程中執行操做。ui
NSOperation
是個抽象類,不能來封裝操做。咱們只有使用它的子類來封裝操做。atom
NSInvocationOperation
NSBlockOperation
NSOperation
的子類,經過實現內部相應的方法來封裝操做。NSInvocationOperation
- (void)demo {
NSInvocationOperation *op = [[NSInvocationOperation alloc]initWithTarget:self selector:@selector(handleInvocation:) object:@"zuobian"];
// 注意: 若是該任務已經添加到隊列,你再手動調回出錯
NSOperationQueue *queue = [[NSOperationQueue alloc] init];
[queue addOperation:op];
// 若是就是在主線程中調用建議使用下面的方法執行
// [[NSOperationQueue mainQueue] addOperation:op]; // 推薦使用
// 手動調起操做,默認在當前線程
// [op start]; // 不推薦使用
}
複製代碼
知識點:spa
NSOperationQueue
、在主線程中單獨使用使用子類 NSInvocationOperation
執行一個操做的狀況下,操做是在當前線程執行的,並無開啓新線程。NSBlockOperation
- (void)demo {
//1:建立blockOperation
NSBlockOperation *op = [NSBlockOperation blockOperationWithBlock:^{
NSLog(@"%@",[NSThread currentThread]);
for (int i = 0; i < 2; i++) {
[NSThread sleepForTimeInterval:2]; // 模擬耗時操做
NSLog(@"1---%@", [NSThread currentThread]); // 打印當前線程
}
}];
[op addExecutionBlock:^{
for (int i = 0; i < 2; i++) {
[NSThread sleepForTimeInterval:2]; // 模擬耗時操做
NSLog(@"2---%@", [NSThread currentThread]); // 打印當前線程
}
}];
//1.1 設置監聽
op.completionBlock = ^{
NSLog(@"%@",[NSThread currentThread]);
NSLog(@"完成了!!!");
};
//2:建立隊列
NSOperationQueue *queue = [[NSOperationQueue alloc] init];
//3:添加到隊列
[queue addOperation:op];
// 異步致使這裏先走
NSLog(@"--------------- 完成了!!!"); // 最早輸出
}
複製代碼
NSBlockOperation
還提供了一個方法 addExecutionBlock:
,經過 addExecutionBlock:
就能夠爲 NSBlockOperation
添加額外的操做。這些操做(包括 blockOperationWithBlock
中的操做)能夠在不一樣的線程中同時(併發)執行。只有當全部相關的操做已經完成執行時,才視爲完成。 若是添加的操做多的話,blockOperationWithBlock:
中的操做也可能會在其餘線程(非當前線程)中執行,這是由系統決定的,並非說添加到 blockOperationWithBlock:
中的操做必定會在當前線程中執行。(可使用 addExecutionBlock:
多添加幾個操做試試)。線程
知識點:
NSOperationQueue
、在主線程中單獨使用 NSBlockOperation
執行一個操做的狀況下,操做是在當前線程執行的,並無開啓新線程。咱們可使用自定義繼承自 NSOperation
的子類。能夠經過重寫 main
或者 start
方法 來定義本身的 NSOperation
對象。重寫main
方法比較簡單,咱們不須要管理操做的狀態屬性 isExecuting
和 isFinished
。當 main
執行完返回的時候,這個操做就結束了。
// .h 文件
#import <Foundation/Foundation.h>
@interface ZBOperation : NSOperation
@end
// .m 文件
#import "ZBOperation.h"
@implementation ZBOperation
- (void)main {
if (!self.isCancelled) {
for (int i = 0; i < 2; i++) {
[NSThread sleepForTimeInterval:2];
NSLog(@"1---%@", [NSThread currentThread]);
}
}
}
@end
複製代碼
使用的時候導入頭文件便可
/**
* 使用自定義繼承自 NSOperation 的子類
*/
- (void)useCustomOperation {
// 1.建立 ZBOperation 對象
ZBOperation *op = [[ZBOperation alloc] init];
// 2.調用 start 方法開始執行操做
[op start];
}
複製代碼
在沒有使用 NSOperationQueue、在主線程單獨使用自定義繼承自 NSOperation 的子類的狀況下,是在主線程執行操做,並無開啓新線程。
NSOperationQueue
一共有兩種隊列:主隊列、自定義隊列。其中自定義隊列同時包含了串行、併發功能。下邊是主隊列、自定義隊列的基本建立方法和特色。
addExecutionBlock:
添加的額外操做,額外操做可能在其餘線程執行)。// 主隊列獲取方法
NSOperationQueue *queue = [NSOperationQueue mainQueue];
複製代碼
// 自定義隊列建立方法
NSOperationQueue *queue = [[NSOperationQueue alloc] init];
複製代碼
上邊咱們說到 NSOperation
須要配合 NSOperationQueue
來實現多線程。
那麼咱們須要將建立好的操做加入到隊列中去。總共有兩種方法:
- (void)addOperation:(NSOperation *)op;
/**
* 使用 addOperation: 將操做加入到操做隊列中
*/
- (void)addOperationToQueue {
// 1.建立隊列
NSOperationQueue *queue = [[NSOperationQueue alloc] init];
// 2.建立操做
// 使用 NSInvocationOperation 建立操做1
NSInvocationOperation *op1 = [[NSInvocationOperation alloc] initWithTarget:self selector:@selector(task1) object:nil];
// 使用 NSInvocationOperation 建立操做2
NSInvocationOperation *op2 = [[NSInvocationOperation alloc] initWithTarget:self selector:@selector(task2) object:nil];
// 使用 NSBlockOperation 建立操做3
NSBlockOperation *op3 = [NSBlockOperation blockOperationWithBlock:^{
for (int i = 0; i < 2; i++) {
[NSThread sleepForTimeInterval:2]; // 模擬耗時操做
NSLog(@"3---%@", [NSThread currentThread]); // 打印當前線程
}
}];
[op3 addExecutionBlock:^{
for (int i = 0; i < 2; i++) {
[NSThread sleepForTimeInterval:2]; // 模擬耗時操做
NSLog(@"4---%@", [NSThread currentThread]); // 打印當前線程
}
}];
// 3.使用 addOperation: 添加全部操做到隊列中
[queue addOperation:op1]; // [op1 start]
[queue addOperation:op2]; // [op2 start]
[queue addOperation:op3]; // [op3 start]
}
複製代碼
使用 NSOperation
子類建立操做,並使用 addOperation:
將操做加入到操做隊列後可以開啓新線程,進行併發執行。
- (void)addOperationWithBlock:(void (^)(void))block;
block
中添加操做,直接將包含操做的 block
加入到隊列中。/**
* 使用 addOperationWithBlock: 將操做加入到操做隊列中
*/
- (void)addOperationWithBlockToQueue {
// 1.建立隊列
NSOperationQueue *queue = [[NSOperationQueue alloc] init];
// 2.使用 addOperationWithBlock: 添加操做到隊列中
[queue addOperationWithBlock:^{
for (int i = 0; i < 2; i++) {
[NSThread sleepForTimeInterval:2]; // 模擬耗時操做
NSLog(@"1---%@", [NSThread currentThread]); // 打印當前線程
}
}];
[queue addOperationWithBlock:^{
for (int i = 0; i < 2; i++) {
[NSThread sleepForTimeInterval:2]; // 模擬耗時操做
NSLog(@"2---%@", [NSThread currentThread]); // 打印當前線程
}
}];
[queue addOperationWithBlock:^{
for (int i = 0; i < 2; i++) {
[NSThread sleepForTimeInterval:2]; // 模擬耗時操做
NSLog(@"3---%@", [NSThread currentThread]); // 打印當前線程
}
}];
}
複製代碼
使用 addOperationWithBlock:
將操做加入到操做隊列後可以開啓新線程,進行併發執行。
以前咱們說過,NSOperationQueue
建立的自定義隊列同時具備串行、併發功能,上邊咱們演示了併發功能,那麼他的串行功能是如何實現的?
這裏有個關鍵屬性 maxConcurrentOperationCount
,叫作最大併發操做數。用來控制一個特定隊列中能夠有多少個操做同時參與併發執行。
注意:這裏
maxConcurrentOperationCount
控制的不是併發線程的數量,而是一個隊列中同時能併發執行的最大操做數。並且一個操做也並不是只能在一個線程中運行。
maxConcurrentOperationCount
maxConcurrentOperationCount
默認狀況下爲-1,表示不進行限制,可進行併發執行。maxConcurrentOperationCount
爲1時,隊列爲串行隊列。只能串行執行。maxConcurrentOperationCount
大於1時,隊列爲併發隊列。操做併發執行,固然這個值不該超過系統限制,即便本身設置一個很大的值,系統也會自動調整爲 min{本身設定的值,系統設定的默認最大值}。當最大併發操做數爲1時,操做是按順序串行執行的,而且一個操做完成以後,下一個操做纔開始執行。當最大操做併發數爲2時,操做是併發執行的,能夠同時執行兩個操做。而開啓線程數量是由系統決定的,不須要咱們來管理
NSOperation
、NSOperationQueue
最吸引人的地方是它能添加操做之間的依賴關係。經過操做依賴,咱們能夠很方便的控制操做之間的執行前後順序。NSOperation 提供了3個接口供咱們管理和查看依賴。
- (void)addDependency:(NSOperation *)op;
添加依賴,使當前操做依賴於操做 op
的完成。- (void)removeDependency:(NSOperation *)op;
移除依賴,取消當前操做對操做 op
的依賴。@property (readonly, copy) NSArray<NSOperation *> *dependencies;
在當前操做開始執行以前完成執行的全部操做對象數組。/**
* 操做依賴
* 使用方法:addDependency:
*/
- (void)addDependency {
// 1.建立隊列
NSOperationQueue *queue = [[NSOperationQueue alloc] init];
// 2.建立操做
NSBlockOperation *op1 = [NSBlockOperation blockOperationWithBlock:^{
for (int i = 0; i < 2; i++) {
[NSThread sleepForTimeInterval:2]; // 模擬耗時操做
NSLog(@"1---%@", [NSThread currentThread]); // 打印當前線程
}
}];
NSBlockOperation *op2 = [NSBlockOperation blockOperationWithBlock:^{
for (int i = 0; i < 2; i++) {
[NSThread sleepForTimeInterval:2]; // 模擬耗時操做
NSLog(@"2---%@", [NSThread currentThread]); // 打印當前線程
}
}];
// 3.添加依賴
[op2 addDependency:op1]; // 讓op2 依賴於 op1,則先執行op1,在執行op2
// 4.添加操做到隊列中
[queue addOperation:op1];
[queue addOperation:op2];
}
複製代碼
經過添加操做依賴,不管運行幾回,其結果都是 op1 先執行,op2 後執行。
NSOperation
提供了queuePriority
(優先級)屬性,queuePriority
屬性適用於同一操做隊列中的操做,不適用於不一樣操做隊列中的操做。默認狀況下,全部新建立的操做對象優先級都是NSOperationQueuePriorityNormal
。可是咱們能夠經過setQueuePriority:
方法來改變當前操做在同一隊列中的執行優先級。
// 優先級的取值
typedef NS_ENUM(NSInteger, NSOperationQueuePriority) {
NSOperationQueuePriorityVeryLow = -8L,
NSOperationQueuePriorityLow = -4L,
NSOperationQueuePriorityNormal = 0,
NSOperationQueuePriorityHigh = 4,
NSOperationQueuePriorityVeryHigh = 8
};
複製代碼
上邊咱們說過:對於添加到隊列中的操做,首先進入準備就緒的狀態(就緒狀態取決於操做之間的依賴關係),而後進入就緒狀態的操做的開始執行順序(非結束執行順序)由操做之間相對的優先級決定(優先級是操做對象自身的屬性)。
舉個例子,如今有4個優先級都是 NSOperationQueuePriorityNormal
(默認級別)的操做:op1,op2,op3,op4。其中 op3 依賴於 op2,op2 依賴於 op1,即 op3 -> op2 -> op1。如今將這4個操做添加到隊列中併發執行。
理解了進入就緒狀態的操做,那麼咱們就理解了queuePriority
屬性的做用對象。
queuePriority
屬性決定了進入準備就緒狀態下的操做之間的開始執行順序。而且,優先級不能取代依賴關係。在 iOS 開發過程當中,咱們通常在主線程裏邊進行 UI 刷新,例如:點擊、滾動、拖拽等事件。咱們一般把一些耗時的操做放在其餘線程,好比說圖片下載、文件上傳等耗時操做。而當咱們有時候在其餘線程完成了耗時操做時,須要回到主線程,那麼就用到了線程之間的通信。
/**
* 線程間通訊
*/
- (void)communication {
// 1.建立隊列
NSOperationQueue *queue = [[NSOperationQueue alloc]init];
// 2.添加操做
[queue addOperationWithBlock:^{
// 異步進行耗時操做
for (int i = 0; i < 2; i++) {
[NSThread sleepForTimeInterval:2]; // 模擬耗時操做
NSLog(@"1---%@", [NSThread currentThread]); // 打印當前線程
}
// 回到主線程
[[NSOperationQueue mainQueue] addOperationWithBlock:^{
// 進行一些 UI 刷新等操做
for (int i = 0; i < 2; i++) {
[NSThread sleepForTimeInterval:2]; // 模擬耗時操做
NSLog(@"2---%@", [NSThread currentThread]); // 打印當前線程
}
}];
}];
}
複製代碼
線程安全:若是你的代碼所在的進程中有多個線程在同時運行,而這些線程可能會同時運行這段代碼。若是每次運行結果和單線程運行的結果是同樣的,並且其餘的變量的值也和預期的是同樣的,就是線程安全的。 若每一個線程中對全局變量、靜態變量只有讀操做,而無寫操做,通常來講,這個全局變量是線程安全的;如有多個線程同時執行寫操做(更改變量),通常都須要考慮線程同步,不然的話就可能影響線程安全。
線程同步:可理解爲線程 A 和 線程 B 一塊配合,A 執行到必定程度時要依靠線程 B 的某個結果,因而停下來,示意 B 運行;B 依言執行,再將結果給 A;A 再繼續操做。
舉個簡單例子就是:兩我的在一塊兒聊天。兩我的不能同時說話,避免聽不清(操做衝突)。等一我的說完(一個線程結束操做),另外一個再說(另外一個線程再開始操做)。
下面,咱們模擬火車票售賣的方式,實現 NSOperation
線程安全和解決線程同步問題。 場景:總共有50張火車票,有兩個售賣火車票的窗口,一個是北京火車票售賣窗口,另外一個是上海火車票售賣窗口。兩個窗口同時售賣火車票,賣完爲止。
非線程安全的狀況代碼:
/**
* 非線程安全:不使用 NSLock
* 初始化火車票數量、賣票窗口(非線程安全)、並開始賣票
*/
- (void)initTicketStatusNotSave {
NSLog(@"currentThread---%@",[NSThread currentThread]); // 打印當前線程
self.ticketSurplusCount = 50;
// 1.建立 queue1,queue1 表明北京火車票售賣窗口
NSOperationQueue *queue1 = [[NSOperationQueue alloc] init];
queue1.maxConcurrentOperationCount = 1;
// 2.建立 queue2,queue2 表明上海火車票售賣窗口
NSOperationQueue *queue2 = [[NSOperationQueue alloc] init];
queue2.maxConcurrentOperationCount = 1;
// 3.建立賣票操做 op1
NSBlockOperation *op1 = [NSBlockOperation blockOperationWithBlock:^{
[self saleTicketNotSafe];
}];
// 4.建立賣票操做 op2
NSBlockOperation *op2 = [NSBlockOperation blockOperationWithBlock:^{
[self saleTicketNotSafe];
}];
// 5.添加操做,開始賣票
[queue1 addOperation:op1];
[queue2 addOperation:op2];
}
/**
* 售賣火車票(非線程安全)
*/
- (void)saleTicketNotSafe {
while (1) {
if (self.ticketSurplusCount > 0) {
//若是還有票,繼續售賣
self.ticketSurplusCount--;
NSLog(@"%@", [NSString stringWithFormat:@"剩餘票數:%d 窗口:%@", self.ticketSurplusCount, [NSThread currentThread]]);
[NSThread sleepForTimeInterval:0.2];
} else {
NSLog(@"全部火車票均已售完");
break;
}
}
}
複製代碼
能夠看到: 在不考慮線程安全,不使用 NSLock
狀況下,獲得票數是錯亂的,這樣顯然不符合咱們的需求,因此咱們須要考慮線程安全問題。
線程安全解決方案:能夠給線程加鎖,在一個線程執行該操做的時候,不容許其餘線程進行操做。iOS 實現線程加鎖有不少種方式。@synchronized、 NSLock、NSRecursiveLock、NSCondition、NSConditionLock、pthread_mutex、dispatch_semaphore、OSSpinLock、atomic(property) set/get
等等各類方式。這裏咱們使用 NSLock
對象來解決線程同步問題。NSLock
對象能夠經過進入鎖時調用 lock
方法,解鎖時調用 unlock
方法來保證線程安全。
線程安全狀況的代碼:
/**
* 線程安全:使用 NSLock 加鎖
* 初始化火車票數量、賣票窗口(線程安全)、並開始賣票
*/
- (void)initTicketStatusSave {
NSLog(@"currentThread---%@",[NSThread currentThread]); // 打印當前線程
self.ticketSurplusCount = 50;
self.lock = [[NSLock alloc] init]; // 初始化 NSLock 對象
// 1.建立 queue1,queue1 表明北京火車票售賣窗口
NSOperationQueue *queue1 = [[NSOperationQueue alloc] init];
queue1.maxConcurrentOperationCount = 1;
// 2.建立 queue2,queue2 表明上海火車票售賣窗口
NSOperationQueue *queue2 = [[NSOperationQueue alloc] init];
queue2.maxConcurrentOperationCount = 1;
// 3.建立賣票操做 op1
NSBlockOperation *op1 = [NSBlockOperation blockOperationWithBlock:^{
[self saleTicketSafe];
}];
// 4.建立賣票操做 op2
NSBlockOperation *op2 = [NSBlockOperation blockOperationWithBlock:^{
[self saleTicketSafe];
}];
// 5.添加操做,開始賣票
[queue1 addOperation:op1];
[queue2 addOperation:op2];
}
/**
* 售賣火車票(線程安全)
*/
- (void)saleTicketSafe {
while (1) {
// 加鎖
[self.lock lock];
if (self.ticketSurplusCount > 0) {
//若是還有票,繼續售賣
self.ticketSurplusCount--;
NSLog(@"%@", [NSString stringWithFormat:@"剩餘票數:%d 窗口:%@", self.ticketSurplusCount, [NSThread currentThread]]);
[NSThread sleepForTimeInterval:0.2];
}
// 解鎖
[self.lock unlock];
if (self.ticketSurplusCount <= 0) {
NSLog(@"全部火車票均已售完");
break;
}
}
}
複製代碼
能夠看出:在考慮了線程安全,使用 NSLock
加鎖、解鎖機制的狀況下,獲得的票數是正確的,沒有出現混亂的狀況。咱們也就解決了多個線程同步的問題。
NSOperation 經常使用屬性和方法
取消操做方法
- (void)cancel;
可取消操做,實質是標記 isCancelled 狀態。判斷操做狀態方法
- (BOOL)isFinished;
判斷操做是否已經結束。
- (BOOL)isCancelled;
判斷操做是否已經標記爲取消。
- (BOOL)isExecuting;
判斷操做是否正在在運行。
- (BOOL)isReady;
判斷操做是否處於準備就緒狀態,這個值和操做的依賴關係相關。
操做同步
- (void)waitUntilFinished;
阻塞當前線程,直到該操做結束。可用於線程執行順序的同步。
- (void)setCompletionBlock:(void (^)(void))block;
completionBlock
會在當前操做執行完畢時執行 completionBlock
。
- (void)addDependency:(NSOperation *)op;
添加依賴,使當前操做依賴於操做 op 的完成。
- (void)removeDependency:(NSOperation *)op;
移除依賴,取消當前操做對操做 op 的依賴。
@property (readonly, copy) NSArray<NSOperation *> *dependencies;
在當前操做開始執行以前完成執行的全部操做對象數組。
NSOperationQueue 經常使用屬性和方法
取消/暫停/恢復操做
- (void)cancelAllOperations;
能夠取消隊列的全部操做。- (BOOL)isSuspended;
判斷隊列是否處於暫停狀態。 YES 爲暫停狀態,NO 爲恢復狀態。- (void)setSuspended:(BOOL)b;
可設置操做的暫停和恢復,YES 表明暫停隊列,NO 表明恢復隊列。操做同步
- (void)waitUntilAllOperationsAreFinished;
阻塞當前線程,直到隊列中的操做所有執行完畢。添加/獲取操做`
- (void)addOperationWithBlock:(void (^)(void))block;
向隊列中添加一個 NSBlockOperation
類型操做對象。- (void)addOperations:(NSArray *)ops waitUntilFinished:(BOOL)wait;
向隊列中添加操做數組,wait
標誌是否阻塞當前線程直到全部操做結束- (NSArray *)operations;
當前在隊列中的操做數組(某個操做執行結束後會自動從這個數組清除)。- (NSUInteger)operationCount;
當前隊列中的操做數。獲取隊列
+ (id)currentQueue;
獲取當前隊列,若是當前線程不是在 NSOperationQueue
上運行則返回 nil
。+ (id)mainQueue;
獲取主隊列。注意: 一、這裏的暫停和取消(包括操做的取消和隊列的取消)並不表明能夠將當前的操做當即取消,而是噹噹前的操做執行完畢以後再也不執行新的操做。 二、暫停和取消的區別就在於:暫停操做以後還能夠恢復操做,繼續向下執行;而取消操做以後,全部的操做就清空了,沒法再接着執行剩下的操做。