深入理解多线程编程之二

一、NSOperation

1.简介

NSOperation实例封装了需要执行的操作和执行操作所需的数据，并且能够以并发或非并发的方式执行这个操作。

NSOperation本身是抽象基类，因此必须使用它的子类，使用NSOperation子类的方式有2种：

1> Foundation框架提供了两个具体子类直接供我们使用:NSInvocationOperation和NSBlockOperation

2> 自定义子类继承NSOperation，实现内部相应的方法

2.执行操作

NSOperation调用start方法即可开始执行操作，NSOperation对象默认按同步方式执行,也就是在调用start方法的那个线程中直接执行。NSOperation对象的isConcurrent方法会告诉我们这个操作相对于调用start方法的线程,是同步还是异步执行。isConcurrent方法默认返回NO,表示操作与调用线程同步执行

3.取消操作

operation开始执行之后, 默认会一直执行操作直到完成，我们也可以调用cancel方法中途取消操作

[operation cancel];

4.监听操作的执行

如果我们想在一个NSOperation执行完毕后做一些事情，就调用NSOperation的setCompletionBlock方法来设置想做的事情

operation.completionBlock = ^() {
    NSLog(@"执行完毕");
};

二、NSInvocationOperation

1.简介

基于一个对象和selector来创建操作。如果你已经有现有的方法来执行需要的任务,就可以使用这个类

2.创建并执行操作

// 这个操作是：调用self的run方法
NSInvocationOperation *operation = [[NSInvocationOperation alloc] initWithTarget:self selector:@selector(run) object:nil];
// 开始执行任务(同步执行)
[operation start]

三、NSBlockOperation

1.简介

能够并发地执行一个或多个block对象，所有相关的block都执行完之后,操作才算完成

2.创建并执行操作

NSBlockOperation *operation = [NSBlockOperation blockOperationWithBlock:^(){
        NSLog(@"执行了一个新的操作，线程：%@", [NSThread currentThread]);
}];
 // 开始执行任务(这里还是同步执行)
[operation start];

3.通过addExecutionBlock方法添加block操作

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

[operation addExecutionBlock:^() {
    NSLog(@"又执行了1个新的操作，线程：%@", [NSThread currentThread]);
}];  

[operation addExecutionBlock:^() {
    NSLog(@"又执行了1个新的操作，线程：%@", [NSThread currentThread]);
}];  

[operation addExecutionBlock:^() {
    NSLog(@"又执行了1个新的操作，线程：%@", [NSThread currentThread]);
}];  

// 开始执行任务
[operation start];

打印信息如下：

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

可以看出，这4个block是并发执行的，也就是在不同线程中执行的，num属性可以看成是线程的id

四、自定义NSOperation

1.简介

如果NSInvocationOperation和NSBlockOperation对象不能满足需求, 你可以直接继承NSOperation, 并添加任何你想要的行为。继承所需的工作量主要取决于你要实现非并发还是并发的NSOperation。定义非并发的NSOperation要简单许多,只需要重载-(void)main这个方法，在这个方法里面执行主任务,并正确地响应取消事件; 对于并发NSOperation, 你必须重写NSOperation的多个基本方法进行实现（这里暂时先介绍非并发的NSOperation）

2.非并发的NSOperation

比如叫做DownloadOperation，用来下载图片

1> 继承NSOperation，重写main方法，执行主任务

DownloadOperation.h

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

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

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

// 图片下载的协议
@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;
}
// 释放内存
- (void)dealloc {
    [super dealloc];
    [_delegate release];
    [_imageUrl release];
}  

// 执行主任务
- (void)main {
    // 新建一个自动释放池，如果是异步执行操作，那么将无法访问到主线程的自动释放池
    @autoreleasepool {
        // ....
    }
}
@end  

2> 正确响应取消事件

operation开始执行之后,会一直执行任务直到完成,或者显式地取消操作。取消可能发生在任何时候,甚至在operation执行之前。尽管NSOperation提供了一个方法,让应用取消一个操作,但是识别出取消事件则是我们自己的事情。如果operation直接终止, 可能无法回收所有已分配的内存或资源。因此operation对象需要检测取消事件,并优雅地退出执行

NSOperation对象需要定期地调用isCancelled方法检测操作是否已经被取消,如果返回YES(表示已取消),则立即退出执行。不管是自定义NSOperation子类,还是使用系统提供的两个具体子类,都需要支持取消。isCancelled方法本身非常轻量,可以频繁地调用而不产生大的性能损失

以下地方可能需要调用isCancelled:
* 在执行任何实际的工作之前
* 在循环的每次迭代过程中,如果每个迭代相对较长可能需要调用多次
* 代码中相对比较容易中止操作的任何地方

DownloadOperation的main方法实现如下

- (void)main {
    // 新建一个自动释放池，如果是异步执行操作，那么将无法访问到主线程的自动释放池
    @autoreleasepool {
        if (self.isCancelled) return;  

        // 获取图片数据
        NSURL *url = [NSURL URLWithString:self.imageUrl];
        NSData *imageData = [NSData dataWithContentsOfURL:url];  

        if (self.isCancelled) {
            url = nil;
            imageData = nil;
            return;
        }  

        // 初始化图片
        UIImage *image = [UIImage imageWithData:imageData];  

        if (self.isCancelled) {
            image = nil;
            return;
        }  

        if ([self.delegate respondsToSelector:@selector(downloadFinishWithImage:)]) {
            // 把图片数据传回到主线程
            [(NSObject *)self.delegate performSelectorOnMainThread:@selector(downloadFinishWithImage:) withObject:image waitUntilDone:NO];
        }
    }
}