内容简介:多线程处理任务的过程中,频繁的创建/销毁线程会很大程度上影响处理效率,新起的线程数过多会降低系统性能甚至引起app崩溃。在Java和C#开发过程中可以使用线程池来解决这些问题,线程池缓存一些线程,在接到任务的时候,系统就在线程池中调度一个闲置的线程来处理这个任务,免去了频繁创建/销毁的过程。从NSOperation的使用过程就能体会到,它和线程池非常类似,下面我们就来介绍一下NSOperation的使用。NSOperation是一个抽象类,实际开发中需要使用其子类NSInvocationOperation、
多线程处理任务的过程中,频繁的创建/销毁线程会很大程度上影响处理效率,新起的线程数过多会降低系统性能甚至引起app崩溃。在 Java 和C#开发过程中可以使用线程池来解决这些问题,线程池缓存一些线程,在接到任务的时候,系统就在线程池中调度一个闲置的线程来处理这个任务,免去了频繁创建/销毁的过程。从NSOperation的使用过程就能体会到,它和线程池非常类似,下面我们就来介绍一下NSOperation的使用。
二、NSOperation简介
NSOperation是一个抽象类,实际开发中需要使用其子类NSInvocationOperation、NSBlockOperation。首先创建一个NSOperationQueue,再建多个NSOperation实例(设置好要处理的任务、operation的属性和依赖关系等),然后再将这些operation放到这个queue中,线程就会被依次启动。 苹果官网对于NSOperation的介绍 NSOperation及其子类中的常用方法如下:
//// NSOperation @property (readonly, getter=isCancelled) BOOL cancelled; @property (readonly, getter=isExecuting) BOOL executing; @property (readonly, getter=isFinished) BOOL finished; @property (readonly, getter=isReady) BOOL ready; @property NSOperationQueuePriority queuePriority; @property (readonly, copy) NSArray<NSOperation *> *dependencies; @property (nullable, copy) NSString *name; @property (nullable, copy) void (^completionBlock)(void); - (void)start; - (void)main; - (void)cancel; - (void)addDependency:(NSOperation *)op; - (void)removeDependency:(NSOperation *)op; - (void)waitUntilFinished; 复制代码
下面我们依次介绍NSInvocationOperation、NSBlockOperation的使用过程,并自定义一个继承于NSOperation的子类并实现内部相应的方法。
2.1 NSInvocationOperation
NSInvocationOperation继承于NSOperation,NSInvocationOperation的定义如下:
@interface NSInvocationOperation : NSOperation { @private id _inv; id _exception; void *_reserved2; } - (nullable instancetype)initWithTarget:(id)target selector:(SEL)sel object:(nullable id)arg; - (instancetype)initWithInvocation:(NSInvocation *)inv NS_DESIGNATED_INITIALIZER;property (readonly, retain) NSInvocation *invocation; @property (nullable, readonly, retain) id result; @end 复制代码
下面使用NSInvocationOperation来加载一张图片,示例方法如下:
- (void)loadImageWithMultiThread { /*创建一个调用操作 object:调用方法参数 */ NSInvocationOperation *invocationOperation=[[NSInvocationOperation alloc]initWithTarget:self selector:@selector(loadImage) object:nil]; //创建完NSInvocationOperation对象并不会调用,它由一个start方法启动操作,但是注意如果直接调用start方法,则此操作会在主线程中调用,一般不会这么操作,而是添加到NSOperationQueue中 // [invocationOperation start]; //创建操作队列 NSOperationQueue *operationQueue=[[NSOperationQueue alloc]init]; //注意添加到操作队后,队列会开启一个线程执行此操作 [operationQueue addOperation:invocationOperation]; } 复制代码
2.2 NSBlockOperation
NSBlockOperation继承于NSOperation,NSBlockOperation的定义如下:
@interface NSBlockOperation : NSOperation { @private id _private2; void *_reserved2; } + (instancetype)blockOperationWithBlock:(void (^)(void))block; - (void)addExecutionBlock:(void (^)(void))block; @property (readonly, copy) NSArray<void (^)(void)> *executionBlocks; @end 复制代码
下面我们来使用NSOperation,实现多个线程加载图片,示例代码如下:
//// 首先 定义一个OperationImage的Model @interface OperationImage : NSObject @property (nonatomic, assign) NSInteger index; @property (nonatomic, strong) NSData *imgData; @end @implementation OperationImage @end //// 使用NSOperation实现多线程加载图片 #define ColumnCount 4 #define RowCount 5 #define Margin 10 @interface MultiThread_NSOperation1 () @property (nonatomic, strong) NSMutableArray *imageViews; @end @implementation MultiThread_NSOperation1 - (void)viewDidLoad { [super viewDidLoad]; [self setTitle:@"NSOperation1"]; [self.view setBackgroundColor:[UIColor whiteColor]]; self.edgesForExtendedLayout = UIRectEdgeNone; [self layoutViews]; } - (void)layoutViews { CGSize size = self.view.frame.size; CGFloat imgWidth = (size.width - Margin * (ColumnCount + 1)) / ColumnCount; _imageViews=[NSMutableArray array]; for (int row=0; row<RowCount; row++) { for (int colomn=0; colomn<ColumnCount; colomn++) { UIImageView *imageView = [[UIImageView alloc] initWithFrame:CGRectMake(Margin + colomn * (imgWidth + Margin), Margin + row * (imgWidth + Margin), imgWidth, imgWidth)]; imageView.backgroundColor = [UIColor cyanColor]; [self.view addSubview:imageView]; [_imageViews addObject:imageView]; } } UIButton *button = [UIButton buttonWithType:UIButtonTypeSystem]; button.frame = CGRectMake(15, (imgWidth + Margin) * RowCount + Margin, size.width - 15 * 2, 45); [button addTarget:self action:@selector(loadImageWithMultiOperation) forControlEvents:UIControlEventTouchUpInside]; [button setTitle:@"加载图片" forState:UIControlStateNormal]; [self.view addSubview:button]; } #pragma mark - 多线程下载图片 - (void)loadImageWithMultiOperation { int count = RowCount * ColumnCount; NSOperationQueue *operationQueue = [[NSOperationQueue alloc]init]; operationQueue.maxConcurrentOperationCount = 5; NSBlockOperation *tempOperation = nil; for (int i=0; i<count; ++i) { OperationImage *operationImg = [[OperationImage alloc] init]; operationImg.index = i; ////1.直接使用操队列添加操作 //[operationQueue addOperationWithBlock:^{ // [self loadImg:operationImg]; //}]; ////2.创建操作块添加到队列 NSBlockOperation *blockOperation = [NSBlockOperation blockOperationWithBlock:^{ [self loadImg:operationImg]; }]; if (i > 0) {// 设置依赖 [blockOperation addDependency:tempOperation]; } [operationQueue addOperation:blockOperation]; tempOperation = blockOperation; } } #pragma mark - 将图片显示到界面 -(void)updateImage:(OperationImage *)operationImg { UIImage *image = [UIImage imageWithData:operationImg.imgData]; UIImageView *imageView = _imageViews[operationImg.index]; imageView.image = image; } #pragma mark - 请求图片数据 - (NSData *)requestData { NSURL *url = [NSURL URLWithString:@"https://store.storeimages.cdn-apple.com/8756/as-images.apple.com/is/image/AppleInc/aos/published/images/a/pp/apple/products/apple-products-section1-one-holiday-201811?wid=2560&hei=1046&fmt=jpeg&qlt=95&op_usm=0.5,0.5&.v=1540576114151"]; NSData *data = [NSData dataWithContentsOfURL:url]; return data; } #pragma mark - 加载图片 - (void)loadImg:(OperationImage *)operationImg { // 请求数据 operationImg.imgData = [self requestData]; // 更新UI界面(mainQueue是UI主线程) [[NSOperationQueue mainQueue] addOperationWithBlock:^{ [self updateImage:operationImg]; }]; // 打印当前线程 NSLog(@"current thread: %@", [NSThread currentThread]); } @end 复制代码
在加载网络图片的代码上打一个断点,查看断点信息,从的运行过程可以看出NSOperation底层涉及到对GCD的封装:
三、关于自定义封装NSOperation
我们用到的很多三方库都自定义封装NSOperation,如MKNetworkOperation、SDWebImage等。自定义封装抽象类NSOperation只需要重写其中的main或start方法,在多线程执行任务的过程中需要注意线程安全问题,我们还可以通过KVO监听isCancelled、isExecuting、isFinished等属性,确切的回调当前任务的状态。下面就是对NSOperation的自定义封装代码:
@interface MyOperation () //要下载图片的地址 @property (nonatomic, copy) NSString *urlString; //执行完成后,回调的block @property (nonatomic, copy) void (^finishedBlock)(NSData *data); // 自定义变量,用于重写父类isFinished的set、get方法 @property (nonatomic, assign) BOOL taskFinished; @end @implementation MyOperation + (instancetype)downloadDataWithUrlString:(NSString *)urlString finishedBlock:(void (^)(NSData *data))finishedBlock { MyOperation *operation = [[MyOperation alloc] init]; operation.urlString = urlString; operation.finishedBlock = finishedBlock; return operation; } // 监听/重写readonly属性的set、get方法 - (void)setTaskFinished:(BOOL)taskFinished { [self willChangeValueForKey:@"isFinished"]; _taskFinished = taskFinished; [self didChangeValueForKey:@"isFinished"]; } - (BOOL)isFinished { return self.taskFinished; } //- (void)main { // // // 打印当前线程 // NSLog(@"%@", [NSThread currentThread]); // // //判断是否被取消,取消正在执行的操作 // if (self.cancelled) { // return; // } // // NSURLSessionTask *task = [NSURLSession.sharedSession dataTaskWithRequest:[NSURLRequest requestWithURL:[NSURL URLWithString:self.urlString]] completionHandler:^(NSData * _Nullable data, NSURLResponse * _Nullable response, NSError * _Nullable error) { // //回到主线程更新UI // // [[NSOperationQueue mainQueue] addOperationWithBlock:^{ // self.finishedBlock(data); // }]; // }]; // [task resume]; //} - (void)start { // 打印当前线程 NSLog(@"%@", [NSThread currentThread]); //判断是否被取消,取消正在执行的操作 if (self.cancelled) { return; } NSURLSessionTask *task = [NSURLSession.sharedSession dataTaskWithRequest:[NSURLRequest requestWithURL:[NSURL URLWithString:self.urlString]] completionHandler:^(NSData * _Nullable data, NSURLResponse * _Nullable response, NSError * _Nullable error) { //回到主线程更新UI [[NSOperationQueue mainQueue] addOperationWithBlock:^{ self.finishedBlock(data); }]; self.taskFinished = YES; }]; [task resume]; } @end 复制代码
调用MyOperation中的方法:
- (void)testMyOperation { _queue = [[NSOperationQueue alloc] init]; _queue.maxConcurrentOperationCount = 3; MyOperation *temp = nil; for (NSInteger i=0; i<500; i++) { MyOperation *operation = [MyOperation downloadDataWithUrlString:@"https://www.so.com" finishedBlock:^(NSData * _Nonnull data) { NSLog(@"--- %d finished---", (int)i); }]; if (temp) { [operation addDependency:temp]; } temp = operation; [_queue addOperation:operation]; } } 复制代码
说明:
- 在运行上面的代码时,我们发现同时重写start和main方法时,start方法优先执行,main方法不会被执行;如果只重写main方法,则main方法会被执行。
- 因为isFinished是readonly属性,因此我们通过自定义变量taskFinished来重写isFinished的set、get方法,实现方式详见代码。
- 如果只重写start方法,并且其中没有self.taskFinished = YES时,且在testMyOperation设置如下: 可以看到log只能能打出来执行了5次(正好是maxConcurrentOperationCount的值),之后便卡死不动。如果不设置maxConcurrentOperationCount或将maxConcurrentOperationCount设置的足够大,则可正常执行至结束。如果打开start方法中的self.taskFinished = YES,则也可正常执行至结束。可见start方法中的任务执行结束后,系统并没有将线程的isFinished置为YES,导致之后的任务无法对其重用。
- 如果只重写main方法,并且其中没有self.taskFinished = YES时,testMyOperation方法都是可以正常执行的,也就是说main执行结束时系统将线程的isFinished置为YES了,其余任务可对其重用。
- 比较start与main方法,两个方法的执行过程都是并行的;start方法更容易通过KVO监听到任务的执行状态,但是需要手动设置一些状态;main自动化程度更高。
- 使用NSOperationQueue时,我们打印代码执行,过程中的线程,发现线程池中线程的最大个数在66个左右。
以上验证过程,得到了昆哥的指教,非常感谢!
四、NSOperation中的依赖
用NSThread来实现多线程时,线程间的执行顺序很难控制,但是使用NSOperation时可以通过设置操作的依赖关系来控制执行顺序。假设操作A依赖于操作B,线程操作队列在启动线程时就会首先执行B操作,然后执行A。例如在第三节testMyOperation方法中,我们从第二个任务一次设置了关系:
MyOperation *temp = nil; for (NSInteger i=0; i<500; i++) { MyOperation *operation = [MyOperation downloadDataWithUrlString:@"https://www.so.com" finishedBlock:^(NSData * _Nonnull data) { NSLog(@"--- %d finished---", (int)i); }]; if (temp) { [operation addDependency:temp]; } temp = operation; [_queue addOperation:operation]; } 复制代码
PS:
- NSOperationQueue的maxConcurrentOperationCount一般设置在5个以内,数量过多可能会有性能问题。maxConcurrentOperationCount为1时,队列中的任务串行执行,maxConcurrentOperationCount大于1时,队列中的任务并发执行;
- 不同的NSOperation实例之间可以设置依赖关系,不同queue的NSOperation之间也可以创建依赖关系 ,但是要注意不要“循环依赖”;
- NSOperation实例之间设置依赖关系应该在加入队列之前;
- 在没有使用 NSOperationQueue时,在主线程中单独使用 NSBlockOperation 执行(start)一个操作的情况下,操作是在当前线程执行的,并没有开启新线程,在其他线程中也一样;
- NSOperationQueue可以直接获取mainQueue,更新界面UI应该在mainQueue中进行;
- 区别自定义封装NSOperation时,重写main或start方法的不同;
- 自定义封装NSOperation时需要我们完全重载start,在start方法里面,我们还要查看isCanceled属性,确保start一个operation前,task是没有被取消的。如果我们自定义了dependency,我们还需要发送isReady的KVO通知。
小编微信:可加并拉入《QiShare技术交流群》。
关注我们的途径有:
QiShare(微信公众号)
以上就是本文的全部内容,希望本文的内容对大家的学习或者工作能带来一定的帮助,也希望大家多多支持 码农网
猜你喜欢:- java中线程安全,线程死锁,线程通信快速入门
- ObjC 多线程简析(一)-多线程简述和线程锁的基本应用
- Java多线程之线程中止
- Android 的线程和线程池
- iOS 多线程之线程安全
- java多线程 线程安全问题
本站部分资源来源于网络,本站转载出于传递更多信息之目的,版权归原作者或者来源机构所有,如转载稿涉及版权问题,请联系我们。
人件(原书第3版)
[美] Tom DeMarco、[美] Timothy Lister / 肖然、张逸、滕云 / 机械工业出版社 / 2014-8 / 69.00元
在软件管理领域,很少有著作能够与本书媲美。作为经久不衰的畅销书,本书深刻地洞察到软件开发的最大问题不在于技术,而在于人。人的因素并不容易解决,一旦解决了,你将更有可能获得成功。 本书是软件管理领域的传奇经典,被誉为“对美国软件业影响最大的一本书”。全书从管理人力资源、创建健康的办公环境、雇用并留用正确的人、高效团队形成、改造企业文化和快乐工作等多个角度阐释了如何思考和管理软件开发的最大问题—......一起来看看 《人件(原书第3版)》 这本书的介绍吧!