多線程編程2-NSOperation

前言

1.上一講簡單介紹了NSThread的使用，雖然也可以實現多線程編程，但是需要我們去管理線程的生命周期，還要考慮線程同步、加鎖問題，造成一些性能上的開銷。我們也可以配合使用NSOperation和NSOperationQueue實現多線程編程，實現步驟大致是這樣的：

1> 先將需要執行的操作封裝到一個NSOperation對象中

2> 然后將NSOperation對象添加到NSOperationQueue中

3> 系統會自動將NSOperation中封裝的操作放到一條新線程中執行

在此過程中，我們根本不用考慮線程的生命周期、同步、加鎖等問題

下面列舉一個應用場景，比如微博的粉絲列表：

每一行的頭像肯定要從新浪服務器下載圖片后才能顯示的，而且是需要異步下載。這時候你就可以把每一行的圖片下載操作封裝到一個NSOperation對象中，上面有6行，所以要創建6個NSOperation對象，然后添加到NSOperationQueue中，分別下載不同的圖片，下載完畢后，回到對應的行將圖片顯示出來。

 

2.默認情況下，NSOperation並不具備封裝操作的能力，必須使用它的子類，使用NSOperation子類的方式有3種：

1> NSInvocationOperation

2> NSBlockOperation

3> 自定義子類繼承NSOperation，實現內部相應的方法

這講先介紹如何用NSOperation封裝一個操作，后面再結合NSOperationQueue來使用。

 

一、NSInvocationOperation

NSInvocationOperation *operation = [[[NSInvocationOperation alloc] initWithTarget:self selector:@selector(run:) object:@"mj"] autorelease];
[operation start];

* 第1行初始化了一個NSInvocationOperation對象，它是基於一個對象和selector來創建操作

* 第2行調用了start方法，緊接着會馬上執行封裝好的操作，也就是會調用self的run:方法，並且將@"mj"作為方法參數

* 這里要注意：默認情況下，調用了start方法后並不會開一條新線程去執行操作，而是在當前線程同步執行操作。只有將operation放到一個NSOperationQueue中，才會異步執行操作。

 

二、NSBlockOperation

1.同步執行一個操作

NSBlockOperation *operation = [NSBlockOperation blockOperationWithBlock:^(){
        NSLog(@"執行了一個新的操作");
}];
 // 開始執行任務
[operation start];

* 第1行初始化了一個NSBlockOperation對象，它是用一個Block來封裝需要執行的操作

* 第2行調用了start方法，緊接着會馬上執行Block中的內容

* 這里還是在當前線程同步執行操作，並沒有異步執行

 

2.並發執行多個操作

NSBlockOperation *operation = [NSBlockOperation blockOperationWithBlock:^(){
　　NSLog(@"執行第1次操作，線程：%@", [NSThread currentThread]);
}];

[operation addExecutionBlock:^() {
　　NSLog(@"又執行了1個新的操作，線程：%@", [NSThread currentThread]);
}];

[operation addExecutionBlock:^() {
　　NSLog(@"又執行了1個新的操作，線程：%@", [NSThread currentThread]);
}];

[operation addExecutionBlock:^() {
　　NSLog(@"又執行了1個新的操作，線程：%@", [NSThread currentThread]);
}];

// 開始執行任務
[operation start];

* 第1行初始化了一個NSBlockOperation對象

* 分別在第5、9、13行通過addExecutionBlock:方法添加了新的操作，包括第1行的操作，一共封裝了4個操作

* 在第18行調用start方法后，就會並發地執行這4個操作，也就是會在不同線程中執行

2013-02-02 21:38:46.102 thread[4602:c07] 又執行了1個新的操作，線程：<NSThread: 0x7121d50>{name = (null), num = 1}
2013-02-02 21:38:46.102 thread[4602:3f03] 又執行了1個新的操作，線程：<NSThread: 0x742e1d0>{name = (null), num = 5}
2013-02-02 21:38:46.102 thread[4602:1b03] 執行第1次操作，線程：<NSThread: 0x742de50>{name = (null), num = 3}
2013-02-02 21:38:46.102 thread[4602:1303] 又執行了1個新的操作，線程：<NSThread: 0x7157bf0>{name = (null), num = 4}

可以看出，每個操作所在線程的num值都不一樣，說明是不同線程

 

三、NSOperation的其他用法

1.取消操作

operation開始執行之后, 默認會一直執行操作直到完成，我們也可以調用cancel方法中途取消操作

[operation cancel];

 

2.在操作完成后做一些事情

如果想在一個NSOperation執行完畢后做一些事情，就調用NSOperation的setCompletionBlock方法來設置想做的事情

operation.completionBlock = ^() {
    NSLog(@"執行完畢");
};

當operation封裝的操作執行完畢后，就會回調Block里面的內容

 

四、自定義NSOperation

如果NSInvocationOperation和NSBlockOperation不能滿足需求，我們可以直接新建子類繼承NSOperation，並添加任何需要執行的操作。如果只是簡單地自定義NSOperation，只需要重載-(void)main這個方法，在這個方法里面添加需要執行的操作。

下面寫個子類DownloadOperation來下載圖片

1.繼承NSOperation，重寫main方法

DownloadOperation.h

#import <Foundation/Foundation.h>
@protocol DownloadOperationDelegate;

@interface DownloadOperation : NSOperation
// 圖片的url路徑
@property (nonatomic, copy) NSString *imageUrl;
// 代理
@property (nonatomic, assign) id<DownloadOperationDelegate> delegate;

- (id)initWithUrl:(NSString *)url delegate:(id<DownloadOperationDelegate>)delegate;
@end

// 圖片下載的協議
@protocol DownloadOperationDelegate <NSObject>
- (void)downloadFinishWithImage:(UIImage *)image;
@end

DownloadOperation.m

#import "DownloadOperation.h"

@implementation DownloadOperation
@synthesize delegate = _delegate;
@synthesize imageUrl = _imageUrl;

// 初始化
- (id)initWithUrl:(NSString *)url delegate:(id<DownloadOperationDelegate>)delegate {
    if (self = [super init]) {
        self.imageUrl = url;
        self.delegate = delegate;
    }
    return self;
}
// 釋放內存
- (void)dealloc {
    [super dealloc];
    [_imageUrl release];
}

// 執行主任務
- (void)main {
    // 新建一個自動釋放池，如果是異步執行操作，那么將無法訪問到主線程的自動釋放池
    @autoreleasepool {
        // ....
    }
}
@end

* 在第22行重載了main方法，等會就把下載圖片的代碼寫到這個方法中

* 如果這個DownloadOperation是在異步線程中執行操作，也就是說main方法在異步線程調用，那么將無法訪問主線程的自動釋放池，所以在第24行創建了一個屬於當前線程的自動釋放池

 

2.正確響應取消事件

* 默認情況下，一個NSOperation開始執行之后，會一直執行任務到結束，就比如上面的DownloadOperation，默認會執行完main方法中的所有代碼。

* NSOperation提供了一個cancel方法，可以取消當前的操作。

* 如果是自定義NSOperation的話，需要手動處理這個取消事件。比如，一旦調用了cancel方法，應該馬上終止main方法的執行，並及時回收一些資源。

* 處理取消事件的具體做法是：在main方法中定期地調用isCancelled方法檢測操作是否已經被取消，也就是說是否調用了cancel方法，如果返回YES，表示已取消，則立即讓main方法返回。

* 以下地方可能需要調用isCancelled方法:

• 在執行任何實際的工作之前，也就是在main方法的開頭。因為取消可能發生在任何時候，甚至在operation執行之前。
• 執行了一段耗時的操作之后也需要檢測操作是否已經被取消

- (void)main {
    // 新建一個自動釋放池，如果是異步執行操作，那么將無法訪問到主線程的自動釋放池
    @autoreleasepool {
        if (self.isCancelled) return;
        
        // 獲取圖片數據
        NSURL *url = [NSURL URLWithString:self.imageUrl];
        NSData *imageData = [NSData dataWithContentsOfURL:url];
        
        if (self.isCancelled) {
            url = nil;
            imageData = nil;
            return;
        }
        
        // 初始化圖片
        UIImage *image = [UIImage imageWithData:imageData];
        
        if (self.isCancelled) {
            image = nil;
            return;
        }
        
        if ([self.delegate respondsToSelector:@selector(downloadFinishWithImage:)]) {
            // 把圖片數據傳回到主線程
            [(NSObject *)self.delegate performSelectorOnMainThread:@selector(downloadFinishWithImage:) withObject:image waitUntilDone:NO];
        }
    }
}

* 在第4行main方法的開頭就先判斷operation有沒有被取消。如果被取消了，那就沒有必要往下執行了

* 經過第8行下載圖片后，在第10行也需要判斷操作有沒有被取消

* 總之，執行了一段比較耗時的操作之后，都需要判斷操作有沒有被取消

* 圖片下載完畢后，在第26行將圖片數據傳遞給了代理(delegate)對象