多線程編程Part 1介紹了NSThread以及NSRunLoop，這篇Blog介紹另一種并發編程技術：NSOperation。

NSOperation & NSOperationQueue

從頭文件NSOperation.h來看接口是非常的簡潔，NSOperation本身是一個抽象類，定義了一個要執行的工作，NSOperationQueue是一個工作隊列，當工作加入到隊列后，NSOperationQueue會自動按照優先順序及工作的從屬依賴關系(如果有的話)組織執行。

NSOperation是沒法直接使用的，它只是提供了一個工作的基本邏輯，具體實現還是需要你通過定義自己的NSOperation子類來獲得。如果有必要也可以不將NSOperation加入到一個NSOperationQueue中去執行，直接調用起-start也可以直接執行。

在繼承NSOpertaion后，對于非并發的工作，只需要實現NSOperation子類的main方法：

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-(void)main {   @try    {      // 處理工作任務   }   @catch(...)    {      // 處理異常，但是不能再重新拋出異常   }}

由于NSOperation的工作是可以取消Cancel的，那么你在main方法處理工作時就需要不斷輪詢[self isCancelled]確認當前的工作是否被取消了。

如果要支持并發工作，那么NSOperation子類需要至少override這四個方法:

• start
• isConcurrent
• isExecuting
• isFinished

實現了一個基于Operation的下載器，在Sample Code中可以下載。

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- (void)operationDidStart{    [self.lock lock];    NSMutableURLRequest* request = [[NSMutableURLRequest alloc] initWithURL:self.URL                                                                cachePolicy:NSURLRequestReloadIgnoringCacheData                                                            timeoutInterval:self.timeoutInterval];    [request setHTTPMethod: @"GET"];    self.connection =[[NSURLConnection alloc] initWithRequest:request                                                     delegate:self                                             startImmediately:NO];    [self.connection scheduleInRunLoop:[NSRunLoop currentRunLoop] forMode:NSRunLoopCommonModes];    [self.connection start];    [self.lock unlock];}- (void)operationDidFinish{    [self.lock lock];    [self willChangeValueForKey:@"isFinished"];    [self willChangeValueForKey:@"isExecuting"];    self.executing = NO;    self.finished = YES;    [self didChangeValueForKey:@"isExecuting"];    [self didChangeValueForKey:@"isFinished"];    [self.lock unlock];}- (void)start{    [self.lock lock];    if ([self isCancelled])    {        [self willChangeValueForKey:@"isFinished"];        self.finished = YES;        [self didChangeValueForKey:@"isFinished"];        return;    }    [self willChangeValueForKey:@"isExecuting"];    [self performSelector:@selector(operationDidStart) onThread:[[self class] networkThread] withObject:nil waitUntilDone:NO];    self.executing = YES;    [self didChangeValueForKey:@"isExecuting"];    [self.lock unlock];}- (void)cancel{    [self.lock lock];    [super cancel];    if (self.connection)    {        [self.connection cancel];        self.connection = nil;    }    [self.lock unlock];}- (BOOL)isConcurrent {    return YES;}- (BOOL)isExecuting {    return self.executing;}- (BOOL)isFinished {    return self.finished;}

start方法是工作的入口，通常是你用來設置線程或者其他執行工作任務需要的運行環境的，注意不要調用[super start]；isConcurrent是標識這個Operation是否是并發執行的，這里曾經是個坑，如果你沒有實現isConcurrent，默認是返回NO，那么你的NSOperation就不是并發執行而是串行執行的，不過在iOS5.0和OS X10.6之后，已經會默認忽略這個返回值，最終和Queue的maxConcurrentOperationCount最大并發操作值相關；isExecuting和isFinished是用來報告當前的工作執行狀態情況的，注意必須是線程訪問安全的。

注意你的實現要發出合適的KVO通知，因為如果你的NSOperation實現需要用到工作依賴從屬特性，而你的實現里沒有發出合適的“isFinished”KVO通知，依賴你的NSOperation就無法正常執行。NSOperation支持KVO的屬性有：

• isCancelled
• isConcurrent
• isExecuting
• isFinished
• isReady
• dependencies
• queuePRiority
• completionBlock

當然也不是說所有的KVO通知都需要自己去實現，例如通常你用不到addObserver到你工作的“isCancelled”屬性，你只需要直接調用cancel方法就可以取消這個工作任務。

實現NSOperation子類后，可以直接調用start或者添加到一個NSOperationQueue里：

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

NSOperation和NSOperationQueue其他特性

工作是有優先級的，可以通過NSOperation的一下兩個接口讀取或者設置：

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- (NSOperationQueuePriority)queuePriority;- (void)setQueuePriority:(NSOperationQueuePriority)p;

工作之間也可有從屬依賴關系，只有依賴的工作完成后才會執行：

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- (void)addDependency:(NSOperation *)op;- (void)removeDependency:(NSOperation *)op;

還可以通過下面接口設置運行NSOpration的子線程優先級：

1

- (void)setQueuePriority:(NSOperationQueuePriority)priority;

如果要設置Queue的并發操作數：

1

- (void)setMaxConcurrentOperationCount:(NSInteger)cnt;

iOS4之后還可以往NSOperation上添加一個結束block，用于在工作執行結束之后的操作：

1

- (void)setCompletionBlock:(void (^)(void))block;

如果需要阻塞等待NSOperation工作結束(別在主線程這么干)，可以使用接口：

1

- (void)waitUntilFinished;

NSOperationQueue除了添加NSOperation外，也支持直接添加一個Block(iOS4之后)：

1

- (void)addOperationWithBlock:(void (^)(void))block

NSOperationQueue可以取消所有添加的工作：

1

- (void)cancelAllOperations;

也可以阻塞式的等待所有工作結束(別在主線程這么干)：

1

- (void)waitUntilAllOperationsAreFinished;

在NSOperation對象中獲得被添加的NSOperationQueue隊列：

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+ (id)currentQueue

要獲得一個綁定在主線程的NSOperationQueue隊列：

1

+ (id)mainQueue

還有些接口參考頭文件NSOperation.h和NSOperation Class Reference，Apple的Class Reference文檔描述還是很清晰的。

NSInvocationOperation & NSBlockOperation

其實除非必要，簡單的工作完全可以使用官方提供的NSOperation兩個子類NSInvocationOperation和NSBlockOperation來實現。

NSInvocationOperation：

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NSInvocationOperation* theOp = [[NSInvocationOperation alloc]                        initWithTarget:self                                            selector:@selector(myTaskMethod:)                                                                          object:data];

NSBlockOperation:

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NSBlockOperation* theOp = [NSBlockOperation blockOperationWithBlock: ^{      NSLog(@"Beginning operation./n");      // Do some work.   }];

接口非常簡單，一看便會。

Sample Code

本文例子放在Github上（工程NSURLConnectionExample中的PTOperationDownloader）。

參考資料

Concurrency Programming Guide

NSOperation Class Reference

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并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

1 NSInvocationOperation *operation = [[[NSInvocationOperation alloc] initWithTarget:self selector:@selector(run:) object:@"mj"] autorelease];2 [operation start];

* 第1行初始化了一個NSInvocationOperation對象，它是基于一個對象和selector來創建操作

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

* 這里要注意：默認情況下，調用了start方法后并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

1 NSBlockOperation *operation = [NSBlockOperation blockOperationWithBlock:^(){2         NSLog(@"執行了一個新的操作");3 }];4  // 開始執行任務5 [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，緊接著會馬上執行Block中的內容

* 這里還是在當前線程同步執行操作，并沒有異步執行

2.并發執行多個操作

 1 NSBlockOperation *operation = [NSBlockOperation blockOperationWithBlock:^(){ 2 　　NSLog(@"執行第1次操作，線程：%@", [NSThread currentThread]); 3 }]; 4  5 [operation addExecutionBlock:^() { 6 　　NSLog(@"又執行了1個新的操作，線程：%@", [NSThread currentThread]); 7 }]; 8  9 [operation addExecutionBlock:^() {10 　　NSLog(@"又執行了1個新的操作，線程：%@", [NSThread currentThread]);11 }];12 13 [operation addExecutionBlock:^() {14 　　NSLog(@"又執行了1個新的操作，線程：%@", [NSThread currentThread]);15 }];16 17 // 開始執行任務18 [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，就會并發地執行這4個操作，也就是會在不同線程中執行

1 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}2 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}3 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}4 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，并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

 1 #import "DownloadOperation.h" 2  3 @implementation DownloadOperation 4 @synthesize delegate = _delegate; 5 @synthesize imageUrl = _imageUrl; 6  7 // 初始化 8 - (id)initWithUrl:(NSString *)url delegate:(id<DownloadOperationDelegate>)delegate { 9     if (self = [super init]) {10         self.imageUrl = url;11         self.delegate = delegate;12     }13     return self;14 }15 // 釋放內存16 - (void)dealloc {17     [super dealloc];18     [_imageUrl release];19 }20 21 // 執行主任務22 - (void)main {23     // 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24     @autoreleasepool {25         // ....26     }27 }28 @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行創建了一個屬于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，并及時回收一些資源。

* 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

 1 - (void)main { 2     // 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 3     @autoreleasepool { 4         if (self.isCancelled) return; 5          6         // 獲取圖片數據 7         NSURL *url = [NSURL URLWithString:self.imageUrl]; 8         NSData *imageData = [NSData dataWithContentsOfURL:url]; 9         10         if (self.isCancelled) {11             url = nil;12             imageData = nil;13             return;14         }15         16         // 初始化圖片17         UIImage *image = [UIImage imageWithData:imageData];18         19         if (self.isCancelled) {20             image = nil;21             return;22         }23         24         if ([self.delegate respondsToSelector:@selector(downloadFinishWithImage:)]) {25             // 把圖片數據傳回到主線程26             [(NSObject *)self.delegate performSelectorOnMainThread:@selector(downloadFinishWithImage:) withObject:image waitUntilDone:NO];27         }28     }29 }

* 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