NSOperation 和 NSOperationQueue：并发编程的强大工具

2024-02-14 05:12:54

在 iOS 开发中，处理多线程任务是提升应用性能和响应速度的关键。苹果提供了多种多线程编程方案，其中 NSOperation 和 NSOperationQueue 是构建强大且易于管理的多线程应用的优秀工具。它们抽象了线程管理的复杂性，让开发者可以专注于任务本身的逻辑。

NSOperation 并非一个现成的类，而是一个抽象基类，它定义了操作的基本结构和行为。开发者需要创建 NSOperation 的子类来实现具体的任务。当然，苹果也提供了两个可以直接使用的 NSOperation 子类：NSInvocationOperation 和 NSBlockOperation，前者可以封装 Objective-C 方法调用，后者可以封装代码块。

例如，假设我们需要在后台下载一个文件：

// 使用 NSBlockOperation
NSBlockOperation *downloadOperation = [NSBlockOperation blockOperationWithBlock:^{
    // 下载文件的代码
    NSData *fileData = [NSData dataWithContentsOfURL:[NSURL URLWithString:@"https://example.com/file.zip"]];
    // 处理下载完成后的逻辑
}];

// 使用 NSInvocationOperation
NSInvocationOperation *downloadOperation = [[NSInvocationOperation alloc] initWithTarget:self selector:@selector(downloadFile:) object:nil];

- (void)downloadFile {
    // 下载文件的代码
    NSData *fileData = [NSData dataWithContentsOfURL:[NSURL URLWithString:@"https://example.com/file.zip"]];
    // 处理下载完成后的逻辑
}

NSOperationQueue 负责管理和调度 NSOperation 对象。它就像一个任务队列，开发者将需要执行的操作添加到队列中，NSOperationQueue 会自动调度和执行这些操作。

将上面创建的下载操作添加到队列中：

NSOperationQueue *queue = [[NSOperationQueue alloc] init];
[queue addOperation:downloadOperation];

NSOperation 和 NSOperationQueue 提供了许多强大的功能，例如：

1. 操作依赖： 可以设置操作之间的依赖关系，确保某些操作在其他操作完成后才执行。例如，解压缩文件的操作必须在下载文件操作完成后才能执行。

NSBlockOperation *unzipOperation = [NSBlockOperation blockOperationWithBlock:^{
    // 解压缩文件的代码
}];

// 设置 unzipOperation 依赖于 downloadOperation
[unzipOperation addDependency:downloadOperation];

[queue addOperation:unzipOperation];

2. 队列优先级和最大并发数： 可以设置操作的优先级和队列的最大并发操作数，灵活控制任务的执行顺序和资源占用。

// 设置操作优先级
downloadOperation.queuePriority = NSOperationQueuePriorityHigh;

// 设置队列最大并发数
queue.maxConcurrentOperationCount = 2;

3. 操作取消和状态监控： 可以取消正在执行或等待执行的操作，并监控操作的状态（例如：isReady、isExecuting、isFinished、isCancelled）。

// 取消操作
[downloadOperation cancel];

// 监控操作状态
if (downloadOperation.isFinished) {
    // 操作已完成
}

4. KVO 观察： 可以使用 KVO 观察操作的状态变化，例如，在操作完成后更新 UI。

[downloadOperation addObserver:self forKeyPath:@"isFinished" options:NSKeyValueObservingOptionNew context:nil];

- (void)observeValueForKeyPath:(NSString *)keyPath ofObject:(id)object change:(NSDictionary<NSKeyValueChangeKey,id> *)change context:(void *)context {
    if ([keyPath isEqualToString:@"isFinished"] && object == downloadOperation) {
        // 更新 UI
    }
}