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2023-01-19

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IOS 多线程：NSOperation & NSOperationQueue

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IOS 线程

主线程又称为 UI 线程。主线程一般用来刷新 UI 界面，处理 UI 事件（比如：点击、滚动、拖拽等事件）。不要将耗时的操作放在主线程

1. 创建多线程的技术

pthread：c语言的，跨平台，适用于 Unix/Linux/Windows等系统。线程生命周期需要程序员管理。使用难度大
NSThread：OC语言的，面向对象，直接操作线程对象，程序猿管理线程生命周期
GCD：充分利用设备的多核，C语言，自动管理线程生命周期。
NSOperation：OC 语言，底层是 GCD，面对对象，自动管理线程生命周期。

二、GCD 使用

Grand Central Dispatch ，纯 C 语言。GCD 会自动利用更多的 CPU 内核，GCD 会自动管理线程的生命周期（创建线程、调度任务、销毁线程）

GCD 队列分为并发队列（dispatch_async）、串行队列（dispatch_sync）

1. 主队列

异步任务：不开线程，有序执行，主队列特点：先执行完主线程上的代码，才会执行主队列中的任务。主队列又叫做全局串行队列

同步执行：如果在主线程上执行，则会死锁

- (void)demo5 {
    // 主队列，异步执行，任务有序执行，不会开新线程
    // 主队列特点：先执行完主线程上的代码，才会执行主队列中的任务
    for (int i = 0;i < 10; i++) {
        dispatch_async(dispatch_get_main_queue(), ^{
            NSLog(@"%d %@", i, [NSThread currentThread]);
        });
    }
}
- (void)demo6 {
    // 主队列，同步执行，如果在主线程上会死锁，无法执行
    for (int i = 0;i < 10; i++) {
        dispatch_sync(dispatch_get_main_queue(), ^{
            NSLog(@"%d %@", i, [NSThread currentThread]);
        });
    }
}

2. 全局队列

本质就是并发队列。区别

并发队列有名称，可以跟踪错误，全局队列没有
并发队列是 create 创建出来的，在 MRC 中就需要 release。全局队列不需要 release
一般使用全局队列

1
2
3

dispatch_get_global_queue(intptr_t identifier, uintptr_t flags)
identifier: 优先级（服务质量）
flags：没有用，填 0 即可

3. 同步任务

很多事情都有先后顺序

4. 队列之间对比

	全局并行队列	手动创建串行队列	主队列
同步（sync）	没有开启新线程串行执行任务	没有开启新线程串行执行任务	会死锁
异步（async）	有开启新线程并行执行任务	有开启新线程串行执行任务	没有开启新线程串行执行任务

5. Barrier

主要用于在多个异步操作完成之后，统一对非线程安全的对象进行更新。

等待队列中所有任务执行完成，才会执行 barrier 中的代码

dispatch_async(dispatch_get_global_queue(0, 0), ^{
    dispatch_barrier_async(dispatch_get_global_queue(0,0), ^{
        [self.array addObject:[NSNumber numberWithInt:index]];
        NSLog(@"add number: %d", index);
    });
});

6. 延迟执行和一次性执行

1 2	dispatch_after dispatch_once

三、NSOperation 使用

NSOperation 是一个抽象类，NSOperation 的子类：NSInvocationOperation、NSBlockOperation、自定义 operation

NSOperation 和 NSOpertionQueue 实现多线程的具体步骤：

先将需要执行的操作封装到一个 NSOperation 对象中
然后将 NSOperation 对象添加到 NSOperationQueue 中
系统会自动将 NSOperationQueue 中的 NSOperation 取出来，将取出来的 NSOperation 封装的操作放到一条新线程中执行

1.NSInvocationOperation 使用

start 方法的更新操作的状态，然后调用 main 方法。不会开启新线程，是在主线程上调用的

也可以加入到队列中执行，是在子线程上调用

- (void)touchesBegan:(NSSet<UITouch *> *)touches withEvent:(UIEvent *)event {
    NSInvocationOperation* op = [[NSInvocationOperation alloc]initWithTarget:self selector:@selector(demo) object:nil];
//    [op start];
    NSOperationQueue* queue = [[NSOperationQueue alloc]init];
    [queue addOperation:op];   
}
- (void)demo {
    NSLog(@"cur thread: %@", [NSThread currentThread]);
}

2. NSBlockOperation 使用

默认并发队列、异步执行

- (void)touchesBegan:(NSSet<UITouch *> *)touches withEvent:(UIEvent *)event {
    // 创建队列
    NSOperationQueue* queue = [[NSOperationQueue alloc]init];
    // 创建操作
    NSBlockOperation* op = [NSBlockOperation blockOperationWithBlock:^{
        NSLog(@"cur thread: %@", [NSThread currentThread]);
    }];
    // 操作完成之后执行
    [op setCompletionBlock:^{
            NSLog(@"end");
    }];
    [queue addOperation:op];
    
    // 第二种方法
    NSOperationQueue* queue = [[NSOperationQueue alloc]init];
    [queue addOperationWithBlock:^{
            NSLog(@"cur thread: %@", [NSThread currentThread]);
    }];
}

3. 线程间通信

[self.queue addOperationWithBlock:^{
        NSLog(@"child thread: %@", [NSThread currentThread]);
    
    // 线程间通信，回到主线程
    // 主队列 
    [[NSOperationQueue mainQueue] addOperationWithBlock:^{
                NSLog(@"main thread: %@", [NSThread currentThread]);
    }];
}];

3. Barrier 阻塞

主要用于在多个异步操作完成之后，统一对非线程安全的对象进行更新。适合于大规模的 IO 操作。

当访问数据库或文件的时候，更新数据的时候不能和其他更新或读取的操作在同一时间执行，使用 dispatch_barrier_async 解决。

4. 其他

1 2	// 设置最大并发数 _queue.maxConcurrentOperationCount = 2;

三、NSOperation 和 GCD 的对比

GCD：

GCD 是IOS 4.0 推出的，主要针对多核 CPU 做了优化，是 C 语言的技术
GCD 是将任务（block）添加到队列（串行、并行、全局、主队列），并且以同步、异步的方式执行任务的函数
GCD 提供了一些 NSOperation 不具备的功能
- 一次性执行
- 延迟执行
- 调度组

NSOperation

NSOperation 是 IOS2.0 推出的，IOS4 之后重写了 NSOperation
NSOperation 将操作（异步的任务）添加到队列（并发队列），就会执行指定操作的函数
NSOperation 里提供的方便的操作
- 最大并发数
- 队列的暂停、继续
- 取消所有操作
- 取消操作之间的依赖关系（GCD可以用同步实现）