iOS之NSOperation、NSOperationQueue

一、为什么要使用 NSOperation、NSOperationQueue

NSOperation、NSOperationQueue 是基于 GCD 更高一层的封装，完全面向对象。但是比 GCD 更简单易用、代码可读性也更高。
可添加完成的代码块，在操作完成后执行。
添加操作之间的依赖关系，方便的控制执行顺序。
设定操作执行的优先级。
可以很方便的取消一个操作的执行。
使用 KVO 观察对操作执行状态的更改：isExecuteing、isFinished、isCancelled。

二、同步异步以及并行串行的区别

同步就是指一个进程在执行某个请求的时候，若该请求需要一段时间才能返回信息，那么这个进程将会一直等待下去，直到收到返回信息才继续执行下去；异步是指进程不需要一直等下去，而是继续执行下面的操作，不管其他进程的状态
并行串行是指有多个线程的任务的执行方式，串行则多个任务按顺序执行，并行则多个任务会同时执行

三、 NSOperation 实现多线程的使用步骤分为三步：

NSOperation 需要配合 NSOperationQueue 来实现多线程。因为默认情况下，NSOperation 单独使用时系统同步执行操作，配合 NSOperationQueue 我们能更好的实现异步执行。

1、创建操作：先将需要执行的操作封装到一个NSOperation 对象中。
2、创建队列：创建NSOperationQueue对象。
3、将操作加入到队列中：将 NSOperation 对象添加到 NSOperationQueue 对象中。

之后呢，系统就会自动将 NSOperationQueue 中的 NSOperation 取出来，在新线程中执行操作。

四、线程死锁

//    NSLog(@"1");
//    dispatch_sync(dispatch_get_main_queue(), ^{
//        NSLog(@"2");
//    });
//    NSLog(@"3");

主线程是串行队列, 一个任务执行完成才能往下执行, 同步线程是一个任务A ,里面的block是同步线程插入到当前线程的另一个任务B ,A要等B执行完才返回 ,B要等A执行完才能执行 ,会相互等待造成死锁

#import "ViewController.h"

@interface ViewController ()

@end

@implementation ViewController

- (void)viewDidLoad {
    [super viewDidLoad];
    // Do any additional setup after loading the view, typically from a nib.
    
//    创建操作
//    [self useInvocationOperation];
////    NSOperation单独使用 同步执行 等待结果返回后执行后面语句
//    NSLog(@"下一个语句");
    
//    [self useBlockOperation];
    
//    创建队列
//    [self addOperationToQueue];
    
//    添加依赖
//    [self addDependency];
    
//    优先级
//    [self queuePriority];
    
//    线程间通讯
//    [self communication];
    
    
//    线程死锁：主线程是串行队列 一个任务执行完成才能往下执行 同步线程是一个任务A 里面的block是同步线程插入到当前线程的另一个任务B A要等B执行完才返回 B要等A执行完才能执行 会相互等待 造成死锁
//    NSLog(@"1");
//    dispatch_sync(dispatch_get_main_queue(), ^{
//        NSLog(@"2");
//    });
//    NSLog(@"3");
}


#pragma mark -  创建操作
//NSOperation 单独使用时系统同步执行操作
//NSOperation 是个抽象类，不能用来封装操作。我们只有使用它的子类来封装操作。我们有三种方式来封装操作。
//使用子类 NSInvocationOperation
//使用子类 NSBlockOperation
//自定义继承自 NSOperation 的子类，通过实现内部相应的方法来封装操作。
- (void)useInvocationOperation{
    NSInvocationOperation *invocationOperation = [[NSInvocationOperation alloc] initWithTarget:self selector:@selector(invocationTask) object:nil];
    
//    开始操作
    [invocationOperation start];
}

//NSBlockOperation 还提供了一个方法 addExecutionBlock:，通过 addExecutionBlock: 就可以为 NSBlockOperation 添加额外的操作。这些操作（包括 blockOperationWithBlock 中的操作）可以在不同的线程中同时（并发）执行(完成顺序是不一定的)。只有当所有相关的操作已经完成执行时，才视为完成

//一般情况下，如果一个 NSBlockOperation 对象封装了多个操作。NSBlockOperation 是否开启新线程，取决于操作的个数。如果添加的操作的个数多，就会自动开启新线程。当然开启的线程数是由系统来决定的。
- (void)useBlockOperation{
    NSBlockOperation * blockOperation = [NSBlockOperation blockOperationWithBlock:^{
        for (int i = 0; i < 2; i++) {
            [NSThread sleepForTimeInterval:2]; // 模拟耗时操作
            NSLog(@"blockOperation---%@", [NSThread currentThread]); // 打印当前线程
        }

    }];
    
    // 2.添加额外的操作
    [blockOperation addExecutionBlock:^{
        for (int i = 0; i < 2; i++) {
            [NSThread sleepForTimeInterval:2]; // 模拟耗时操作
            NSLog(@"2---%@", [NSThread currentThread]); // 打印当前线程
        }
    }];
    [blockOperation addExecutionBlock:^{
        for (int i = 0; i < 2; i++) {
            [NSThread sleepForTimeInterval:2]; // 模拟耗时操作
            NSLog(@"3---%@", [NSThread currentThread]); // 打印当前线程
        }
    }];
    [blockOperation addExecutionBlock:^{
        for (int i = 0; i < 2; i++) {
            [NSThread sleepForTimeInterval:2]; // 模拟耗时操作
            NSLog(@"4---%@", [NSThread currentThread]); // 打印当前线程
        }
    }];
    [blockOperation addExecutionBlock:^{
        for (int i = 0; i < 2; i++) {
            [NSThread sleepForTimeInterval:2]; // 模拟耗时操作
            NSLog(@"5---%@", [NSThread currentThread]); // 打印当前线程
        }
    }];
    [blockOperation addExecutionBlock:^{
        for (int i = 0; i < 2; i++) {
            [NSThread sleepForTimeInterval:2]; // 模拟耗时操作
            NSLog(@"6---%@", [NSThread currentThread]); // 打印当前线程
        }
    }];
    [blockOperation addExecutionBlock:^{
        for (int i = 0; i < 2; i++) {
            [NSThread sleepForTimeInterval:2]; // 模拟耗时操作
            NSLog(@"7---%@", [NSThread currentThread]); // 打印当前线程
        }
    }];
    [blockOperation addExecutionBlock:^{
        for (int i = 0; i < 2; i++) {
            [NSThread sleepForTimeInterval:2]; // 模拟耗时操作
            NSLog(@"8---%@", [NSThread currentThread]); // 打印当前线程
        }
    }];
   
    
    
//    调用 start 方法开始执行操作
    [blockOperation start];
}
- (void)useCustomOperation{
    
}

#pragma mark - 创建队列
//NSOperationQueue 创建的自定义队列同时具有串行、并发功能，通过设置属性maxConcurrentOperationCount（最大并发操作数）用来控制一个特定队列中可以有多少个操作同时参与并发执行。
//当最大并发操作数为1时，操作是按顺序串行执行的，并且一个操作完成之后，下一个操作才开始执行。当最大操作并发数为2时，操作是并发执行的，可以同时执行两个操作。而开启线程数量是由系统决定的，不需要我们来管理


//那么我们需要将创建好的操作加入到队列中去。总共有两种方法：
//1、- (void)addOperation:(NSOperation *)op;
//2、- (void)addOperationWithBlock:(void (^)(void))block;

/**
 * 使用 addOperation: 将操作加入到操作队列中
 */
- (void)addOperationToQueue {
    
    // 1.创建队列
    NSOperationQueue *queue = [[NSOperationQueue alloc] init];
//    设置最大并发操作数 来控制队列的串行或者并发
    queue.maxConcurrentOperationCount = 1;
//    queue.maxConcurrentOperationCount = 8;
    // 2.创建操作
    // 使用 NSInvocationOperation 创建操作1
    NSInvocationOperation *op1 = [[NSInvocationOperation alloc] initWithTarget:self selector:@selector(invocationTask) object:nil];
    
    // 使用 NSInvocationOperation 创建操作2
    NSInvocationOperation *op2 = [[NSInvocationOperation alloc] initWithTarget:self selector:@selector(invocationTask2) object:nil];
    
    op1.queuePriority = NSOperationQueuePriorityHigh;
    op2.queuePriority = NSOperationQueuePriorityLow;
    
    // 使用 NSBlockOperation 创建操作3
    NSBlockOperation *op3 = [NSBlockOperation blockOperationWithBlock:^{
        for (int i = 0; i < 2; i++) {
            [NSThread sleepForTimeInterval:2]; // 模拟耗时操作
            NSLog(@"3---%@", [NSThread currentThread]); // 打印当前线程
        }
    }];
    [op3 addExecutionBlock:^{
        for (int i = 0; i < 2; i++) {
            [NSThread sleepForTimeInterval:2]; // 模拟耗时操作
            NSLog(@"4---%@", [NSThread currentThread]); // 打印当前线程
        }
    }];
    
    // 3.使用 addOperation: 添加所有操作到队列中
    [queue addOperation:op1]; // [op1 start] 添加到队列中 无需再自己调用start
    [queue addOperation:op2]; // [op2 start]
    [queue addOperation:op3]; // [op3 start]
}

/**
 * 使用 addOperationWithBlock: 将操作加入到操作队列中
 无需自己创建操作对象 直接将操作放到block中
 */

- (void)addOperationWithBlockToQueue {
    // 1.创建队列
    NSOperationQueue *queue = [[NSOperationQueue alloc] init];
    
    // 2.使用 addOperationWithBlock: 添加操作到队列中
    [queue addOperationWithBlock:^{
        for (int i = 0; i < 2; i++) {
            [NSThread sleepForTimeInterval:2]; // 模拟耗时操作
            NSLog(@"1---%@", [NSThread currentThread]); // 打印当前线程
        }
    }];
    [queue addOperationWithBlock:^{
        for (int i = 0; i < 2; i++) {
            [NSThread sleepForTimeInterval:2]; // 模拟耗时操作
            NSLog(@"2---%@", [NSThread currentThread]); // 打印当前线程
        }
    }];
    [queue addOperationWithBlock:^{
        for (int i = 0; i < 2; i++) {
            [NSThread sleepForTimeInterval:2]; // 模拟耗时操作
            NSLog(@"3---%@", [NSThread currentThread]); // 打印当前线程
        }
    }];
}

#pragma mark - NSOperation 操作依赖
//NSOperation、NSOperationQueue 最吸引人的地方是它能添加操作之间的依赖关系。通过操作依赖，我们可以很方便的控制操作之间的执行先后顺序。NSOperation 提供了3个接口供我们管理和查看依赖。
//- (void)addDependency:(NSOperation *)op; 添加依赖，使当前操作依赖于操作 op 的完成。
//- (void)removeDependency:(NSOperation *)op; 移除依赖，取消当前操作对操作 op 的依赖。
//@property (readonly, copy) NSArray<NSOperation *> *dependencies; 在当前操作开始执行之前完成执行的所有操作对象数组。

- (void)addDependency {
    
    // 1.创建队列
    NSOperationQueue *queue = [[NSOperationQueue alloc] init];
    
    // 2.创建操作
    NSBlockOperation *op1 = [NSBlockOperation blockOperationWithBlock:^{
        for (int i = 0; i < 2; i++) {
            [NSThread sleepForTimeInterval:2]; // 模拟耗时操作
            NSLog(@"1---%@", [NSThread currentThread]); // 打印当前线程
        }
    }];
    NSBlockOperation *op2 = [NSBlockOperation blockOperationWithBlock:^{
        for (int i = 0; i < 2; i++) {
            [NSThread sleepForTimeInterval:2]; // 模拟耗时操作
            NSLog(@"2---%@", [NSThread currentThread]); // 打印当前线程
        }
    }];
    
    // 3.添加依赖
    [op2 addDependency:op1]; // 让op2 依赖于 op1，则先执行op1，在执行op2
    
    // 4.添加操作到队列中
    [queue addOperation:op1];
    [queue addOperation:op2];
}

#pragma mark - NSOperation 优先级 & 服务质量（只是尽可能的 并不是绝对的）
//NSOperation 提供了queuePriority（优先级）属性，queuePriority属性适用于同一操作队列中的操作，不适用于不同操作队列中的操作。默认情况下，所有新创建的操作对象优先级都是NSOperationQueuePriorityNormal。但是我们可以通过setQueuePriority:方法来改变当前操作在同一队列中的执行优先级。

//对于添加到队列中的操作，首先进入准备就绪的状态（就绪状态取决于操作之间的依赖关系），然后进入就绪状态的操作的开始执行顺序（非结束执行顺序）由操作之间相对的优先级决定（优先级是操作对象自身的属性）

//准备就绪状态：当一个操作的所有依赖都已经完成时，操作对象通常会进入准备就绪状态，等待执行

//queuePriority 属性（尽可能的并不是绝对的）决定了进入准备就绪状态下的操作之间的开始执行顺序。并且，优先级不能取代依赖关系。
//如果一个队列中既包含高优先级操作，又包含低优先级操作，并且两个操作都已经准备就绪，那么队列先执行高优先级操作。比如上例中，如果 op1 和 op4 是不同优先级的操作，那么就会先执行优先级高的操作。
//如果，一个队列中既包含了准备就绪状态的操作，又包含了未准备就绪的操作，未准备就绪的操作优先级比准备就绪的操作优先级高。那么，虽然准备就绪的操作优先级低，也会优先执行。优先级不能取代依赖关系。如果要控制操作间的启动顺序，则必须使用依赖关系

- (void)queuePriority{
    // 1.创建队列
    NSOperationQueue *queue = [[NSOperationQueue alloc] init];
    //    设置最大并发操作数 来控制队列的串行或者并发
//    queue.maxConcurrentOperationCount = 1; //串行
//        queue.maxConcurrentOperationCount = 8;//并发
    // 2.创建操作
    // 使用 NSInvocationOperation 创建操作1
    NSInvocationOperation *op1 = [[NSInvocationOperation alloc] initWithTarget:self selector:@selector(invocationTask) object:nil];
    
    // 使用 NSInvocationOperation 创建操作2
    NSInvocationOperation *op2 = [[NSInvocationOperation alloc] initWithTarget:self selector:@selector(invocationTask2) object:nil];
    
    // 使用 NSInvocationOperation 创建操作2
    NSInvocationOperation *op3 = [[NSInvocationOperation alloc] initWithTarget:self selector:@selector(invocationTask3) object:nil];
    
//    同一个队列中的操作优先级 执行的先后 并不是结束的先后
//    op1.queuePriority = NSOperationQueuePriorityVeryHigh;
//    op2.queuePriority = NSOperationQueuePriorityHigh;
//    op3.queuePriority = NSOperationQueuePriorityNormal;
    
//    服务质量  在iOS 8.0前,通过设置操作的优先级,尽可能的保证某个操作优先处理,随着硬件性能上的提升,通过设置优先级效果已经越来越不明显,在iOS 8.0后,推出了服务质量,通过设置服务质量,让系统优先处理某一个操作 目前也是越来越不明显
//    op1.qualityOfService = NSQualityOfServiceUserInteractive;
//    op2.qualityOfService = NSQualityOfServiceBackground;
//    op3.qualityOfService = NSQualityOfServiceDefault;

    // 3.使用 addOperation: 添加所有操作到队列中
    [queue addOperation:op1]; // [op1 start] 添加到队列中 无需再自己调用start
    [queue addOperation:op2]; // [op2 start]
    [queue addOperation:op3]; // [op3 start]
}

#pragma mark - NSOperation、NSOperationQueue 线程间的通信
/**
 * 线程间通信
 */
- (void)communication {
    
    // 1.创建队列
    NSOperationQueue *queue = [[NSOperationQueue alloc]init];
    
    // 2.添加操作
    [queue addOperationWithBlock:^{
        // 异步进行耗时操作
        for (int i = 0; i < 2; i++) {
            [NSThread sleepForTimeInterval:2]; // 模拟耗时操作
            NSLog(@"1---%@", [NSThread currentThread]); // 打印当前线程
        }
        
        // 回到主线程
        [[NSOperationQueue mainQueue] addOperationWithBlock:^{
            // 进行一些 UI 刷新等操作
            for (int i = 0; i < 2; i++) {
                [NSThread sleepForTimeInterval:2]; // 模拟耗时操作
                NSLog(@"2---%@", [NSThread currentThread]); // 打印当前线程
            }
        }];
    }];
}


#pragma mark - 执行的操作
- (void)invocationTask{
    NSLog(@"1");
    for (int i = 0; i < 2; i++) {
        NSLog(@"invocationOperation1---%@", [NSThread currentThread]); // 打印当前线程
        [NSThread sleepForTimeInterval:2]; // 模拟耗时操作
    }
}

- (void)invocationTask2{
    NSLog(@"2");
    for (int i = 0; i < 2; i++) {
        NSLog(@"invocationOperation2---%@", [NSThread currentThread]); // 打印当前线程
        [NSThread sleepForTimeInterval:2]; // 模拟耗时操作
    }
}

- (void)invocationTask3{
    NSLog(@"3");
    for (int i = 0; i < 2; i++) {
        NSLog(@"invocationOperation3---%@", [NSThread currentThread]); // 打印当前线程
        [NSThread sleepForTimeInterval:2]; // 模拟耗时操作
    }
}
@end

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一、 为什么要使用 NSOperation、NSOperationQueue

二、同步异步以及并行串行的区别

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四、线程死锁

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