NSOperation和NSOperationQueue

最近在網上閑逛，看到一個老外的博客，感覺里面iphone開表的文章相當不錯，自己就暫且選了一篇進行翻譯，以備日后使用。這里有這個博客的鏈接，有興趣的可以看下（http://www.cimgf.com/）。下面是Cocoa Tutorial: NSOperation and NSOperationQueue這篇博文的原文翻譯。

    在任何語言中線程都是困難的。更糟糕的是，當線程出錯的時候，會出現意想不到的情況。因為這些，程序員要么完全的避免線程，要么就花費大量的時間確保線程萬無一失。

    值得慶幸的是，蘋果在獅子系統中對此做了大量的改進。利用NSThread封裝了大量的方法，以便於線程容易管理。另外，蘋果介紹了兩個新的對象：NSOperation和NSOperationQueue。這個教程，我將利用一些簡單的例子，展示如何使用這些新對象和怎么使多線程應用程序順利執行。

    下面的網址你可以獲得工程的例子：http://www.cimgf.com/wp-content/uploads/2008/02/asyncdownloader.zip

     在這個教程中，我將展示利用NSOperation和NSOperationQueue怎么來控制后台的線程。這個教程的目的僅僅是用來演示這些類怎么使用的，所以並不是使用這些類的唯一方法。

    如果你熟悉java語言的話。NSOperation對象很像java.lang.Runnable這個接口。就像java.lang.Runnable一樣，NSOperation對象也被設計成可以擴展的。在java的Runnable中，有一個最低級的重載的方法。在NSOperation中此方法是 -(void)main。使用NSOperation最簡單的方法是放置它到NSOperationQueue中。只要該操作被導入到隊列中，此隊列就立刻取得該操作，然后執行它。然后此操作完成，隊列就釋放它。

    NSOperation 的例子

    這個例子中，我寫了一個NSOperation來抓取一個網頁的字符串，然后把這些字符串放到NSXMLDocument中解析，然后在此操作完成之前，傳遞NSXMLDocument對象給主線程。

PageLoadOperation.h

#import <Cocoa/Cocoa.h>


@interface PageLoadOperation : NSOperation {
    NSURL *targetURL;
}

@property(retain) NSURL *targetURL;

- (id)initWithURL:(NSURL*)url;

@end

#import "PageLoadOperation.h"
#import "AppDelegate.h"

@implementation PageLoadOperation

@synthesize targetURL;

- (id)initWithURL:(NSURL*)url;
{
    if (![super init]) return nil;
    [self setTargetURL:url];
    return self;
}

- (void)dealloc {
    [targetURL release], targetURL = nil;
    [super dealloc];
}

- (void)main {
    NSString *webpageString = [[[NSString alloc] initWithContentsOfURL:[self targetURL]] autorelease];

    NSError *error = nil;
    NSXMLDocument *document = [[NSXMLDocument alloc] initWithXMLString:webpageString
                                                              options:NSXMLDocumentTidyHTML
                                                                error:&error];
    if (!document) {
        NSLog(@"%s Error loading document (%@): %@", _cmd, [[self targetURL] absoluteString], error);
        return;
    }

    [[AppDelegate shared] performSelectorOnMainThread:@selector(pageLoaded:)
                                           withObject:document
                                        waitUntilDone:YES];
    [document release];
}

@end

    就像你看到的，這個類非常的簡單。初始化的時候，它接受了一個URL，並且存儲了這個URL。當main方法被調用時，它從URL中構造了一個字符串，然后傳遞這個字符串傳給NSXMLDocument初始化。假如在裝載xml文檔的時候，沒有錯誤發生，它將回傳給AppDelegate，在主線程上，然后此任務完成。當main方法結束時，NSOperation也會在隊列中被釋放。

AppDelegate.h

#import <Cocoa/Cocoa.h>

@interface AppDelegate : NSObject {
    NSOperationQueue *queue;
}

+ (id)shared;
- (void)pageLoaded:(NSXMLDocument*)document;

@end

#import "AppDelegate.h"
#import "PageLoadOperation.h"

@implementation AppDelegate
static AppDelegate *shared;
static NSArray *urlArray;

- (id)init
{
    if (shared) {
        [self autorelease];
        return shared;
    }
    if (![super init]) return nil;

    NSMutableArray *array = [[NSMutableArray alloc] init];
    [array addObject:@"http://www.google.com"];
    [array addObject:@"http://www.apple.com"];
    [array addObject:@"http://www.yahoo.com"];
    [array addObject:@"http://www.zarrastudios.com"];
    [array addObject:@"http://www.macosxhints.com"];
    urlArray = array;

    queue = [[NSOperationQueue alloc] init];
    shared = self;
    return self;
}

- (void)applicationDidFinishLaunching:(NSNotification *)aNotification
{
    for (NSString *urlString in urlArray) {
        NSURL *url = [NSURL URLWithString:urlString];
        PageLoadOperation *plo = [[PageLoadOperation alloc] initWithURL:url];
        [queue addOperation:plo];
        [plo release];
    }
}

- (void)dealloc
{
    [queue release], queue = nil;
    [super dealloc];
}

+ (id)shared;
{
    if (!shared) {
        [[AppDelegate alloc] init];
    }
    return shared;
}

- (void)pageLoaded:(NSXMLDocument*)document;
{
    NSLog(@"%s Do something with the XMLDocument: %@", _cmd, document);
}

@end

    在這個例子的AppDelegate中，兩件事正在發生。第一，在初始化方法中，NSOperationQueue裝載一些URL數組。然后當應用程序完成裝載的時候，也就是在被應用程序實例調用的applicationDidFinishLaunching方法中，通過url數組循環，為每個url創建一個任務，然后放置這些任務到NSOperationQueue中。只要任何一個NSOperation被安排到隊列中，就回立刻被隊列獲取，然后分配它到一個NSThread中，然后NSThread就會運行NSOperation中的main函數中的方法。一旦操作完成，線程就報告給隊列，然后隊列就釋放這個操作。

   NSOperationQueue同步

   在這個簡單的例子中，很困那導入足夠多的對象，使之並行運行。然而，如果你運行的任務需要花費大量的時間，你將會看到此隊列同時運行很多任務。幸運的是，如果你想降低並發任務的數量，你能在AppDelegate的初始化方法中，
如下的設置：

- (id)init
{
    if (shared) {
        [self autorelease];
        return shared;
    }
    if (![super init]) return nil;

    NSMutableArray *array = [[NSMutableArray alloc] init];
    [array addObject:@"http://www.google.com"];
    [array addObject:@"http://www.apple.com"];
    [array addObject:@"http://www.yahoo.com"];
    [array addObject:@"http://www.zarrastudios.com"];
    [array addObject:@"http://www.macosxhints.com"];
    urlArray = array;
    queue = [[NSOperationQueue alloc] init];
    [queue setMaxConcurrentOperationCount:2];
    shared = self;
    return self;
}

   這樣的話，在相同的時間，隊列就會被控制在只有2個操作在運行。剩下的操作將會等待，直到頭兩個操作被執行完，然后隊列才能得到機會去執行其他的操作，直到隊列空為止。

   總結

    這些是NSOperation和NSOperationQueue最基礎的操作。你會注意到代碼中很多地方都與NSOperation，NSOperationQueue的建立和使用沒有關系。事實上使用NSOperation和NSOperationQueue的代碼是驚人的小。然而，使用如此少的代碼，你就可以在程序中使用多線程，所以它提供了一個很好的方式方便的管理應用程序中復雜的任務。