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参考博文：

1.简介

实际上NSOperation，NSOperationQueue是基于GCD更高一层的封装，完全面向对象。但是比GCD更简单易用，代码可读性也更高。

为什么要使用NSOperation,NSOperationQueue? 1.可添加完成的代码块，在操作完成后执行。 2.添加操作之前的依赖关系，方便的控制执行顺序。 3.设定操作执行的优先级 4.可以很方便的取消一个操作的执行。 5.使用KVO观察对操作执行状态的更改：isExecuting,isFinished,iscancel

2.操作和操作队列

NSOperation，NSOperationQueue中也有类似的任务（操作）和队列（操作队列）的概念。

• 操作（Operation）：

  操作的意思就是你在线程中执行的那段代码。
  在GCD中是放在block中的。在NSOperation中，我们使用NSOperation子类NSInvocationOperation,NSBlockOperation,或者自定义子类来封装操作。

• 操作队列

  存放操作的队列。不同于GCD中的调度队列FIFO(先进先出)的原则。NSOperationQueue对于添加到队列中的操作，首先进入准备就绪的状态（取决于操作之间的依赖关系），然后进入就绪状态（操作的开始执行顺序，而非结束执行顺序，由操作间先对的优先级决定）。

• 队列通过设置最大并发操作数（maxConcurrentOperation）来控制并发，串行。

• NSOperationQueue提供两种不同类型的队列：主队列和自定义队列。主队列运行在主线程之上，而自定义队列在后台执行。

3.使用步骤

NSOperation需要配合NSOperationQueue来实现多线程。因为默认情况下，NSOperation单独使用时系统同步执行操作，配合NSOperationQueue我们能更好的实现异步操作。

NSOperation实现多线程的使用步骤分为三步：

1.创建操作：先将需要执行的操作封装到一个NSOperation对象中。 2.创建队列：创建NSOperationQueue对象 3.将操作加入到队列中：将NSOperation对象添加到NSOperationQueue对象中 之后，系统会自动将NSOpperationQueue中的NSOperation取出来，在新线程中执行操作。

4.基本使用

4.1创建操作

NSOperation 是个抽象类，不能用来封装操作。我们只有使用它的子类来封装操作。有三种方式：

1.使用子类NSInvocationOperation 2.使用子类NSBlockOperation 3.自定义继承自NSOperation的子类，通过实现内部相应的方法来封装操作。

如果没有加入队列中，需要调用[op start]启用操作。

在不使用NSOperationQueue，单独使用NSOperation的情况下系统同步执行操作。

4.1.1 NSInvocationOperation

/** * 使用子类 NSInvocationOperation */- (void)useInvocationOperation {    // 1.创建 NSInvocationOperation 对象    NSInvocationOperation *op = [[NSInvocationOperation alloc] initWithTarget:self selector:@selector(task1) object:nil];    // 2.调用 start 方法开始执行操作    [op start];}/** * 任务1 */- (void)task1 {    for (int i = 0; i < 2; i++) {        [NSThread sleepForTimeInterval:2]; // 模拟耗时操作        NSLog(@"1---%@", [NSThread currentThread]); // 打印当前线程    }}

输出结果：

可以看到：操作是在当前线程执行的，并没有开启新线程。 如果在其他线程中执行操作，则打印结果为其他线程。

// 在其他线程使用子类 NSInvocationOperation[NSThread detachNewThreadSelector:@selector(useInvocationOperation) toTarget:self withObject:nil];

输出结果：

可以看到：在其他线程中单独使用子类NSInvocationOperation,操作是在当前调用它的其他线程执行的，并没有开启新线程。

4.1.2 NSBlockOperation

/** * 使用子类 NSBlockOperation */ * (void)useBlockOperation {    // 1.创建 NSBlockOperation 对象    NSBlockOperation *op = [NSBlockOperation blockOperationWithBlock:^{        for (int i = 0; i < 2; i++) {            [NSThread sleepForTimeInterval:2]; // 模拟耗时操作            NSLog(@"1---%@", [NSThread currentThread]); // 打印当前线程        }    }];    // 2.调用 start 方法开始执行操作    [op start];}

输出结果：

• 可以看到：在没有使用NSOperationQueue,没有开启新线程。
  NSBlockOperation还提供了一个方法addExecutionBlock，为NSBlockOperation添加额外的操作。只要NSBlockOperation封装的操作数大于1，就会开启新线程，异步执行。

/** * 使用子类 NSBlockOperation * 调用方法 AddExecutionBlock: */- (void)useBlockOperationAddExecutionBlock {    // 1.创建 NSBlockOperation 对象    NSBlockOperation *op = [NSBlockOperation blockOperationWithBlock:^{        for (int i = 0; i < 2; i++) {            [NSThread sleepForTimeInterval:2]; // 模拟耗时操作            NSLog(@"1---%@", [NSThread currentThread]); // 打印当前线程        }    }];    // 2.添加额外的操作    [op addExecutionBlock:^{        for (int i = 0; i < 2; i++) {            [NSThread sleepForTimeInterval:2]; // 模拟耗时操作            NSLog(@"2---%@", [NSThread currentThread]); // 打印当前线程        }    }];    [op addExecutionBlock:^{        for (int i = 0; i < 2; i++) {            [NSThread sleepForTimeInterval:2]; // 模拟耗时操作            NSLog(@"3---%@", [NSThread currentThread]); // 打印当前线程        }    }];    [op addExecutionBlock:^{        for (int i = 0; i < 2; i++) {            [NSThread sleepForTimeInterval:2]; // 模拟耗时操作            NSLog(@"4---%@", [NSThread currentThread]); // 打印当前线程        }    }];    [op addExecutionBlock:^{        for (int i = 0; i < 2; i++) {            [NSThread sleepForTimeInterval:2]; // 模拟耗时操作            NSLog(@"5---%@", [NSThread currentThread]); // 打印当前线程        }    }];    [op addExecutionBlock:^{        for (int i = 0; i < 2; i++) {            [NSThread sleepForTimeInterval:2]; // 模拟耗时操作            NSLog(@"6---%@", [NSThread currentThread]); // 打印当前线程        }    }];    [op addExecutionBlock:^{        for (int i = 0; i < 2; i++) {            [NSThread sleepForTimeInterval:2]; // 模拟耗时操作            NSLog(@"7---%@", [NSThread currentThread]); // 打印当前线程        }    }];    [op addExecutionBlock:^{        for (int i = 0; i < 2; i++) {            [NSThread sleepForTimeInterval:2]; // 模拟耗时操作            NSLog(@"8---%@", [NSThread currentThread]); // 打印当前线程        }    }];    // 3.调用 start 方法开始执行操作    [op start];}

输出结果：

4.1.3 自定义继承自NSOperation的子类

如果使用子类NSInvocationOperation,NSBlockOperation不能满足日常需求

（ 什么情况下不能满足日常需求？） 我们可以使用自定义自NSOperation的子类。可以通过重写main或者start方法来定义自己的NSOperation对象。重写main方法比较简单，我们不需要管理操作的状态属性isExecuting和isFinished.当main方法执行完返回时，这个操作就结束了。

// YSCOperation.h 文件#import 
   
    @interface YSCOperation : NSOperation@end// YSCOperation.m 文件#import "YSCOperation.h"@implementation YSCOperation- (void)main {    if (!self.isCancelled) {        for (int i = 0; i < 2; i++) {            [NSThread sleepForTimeInterval:2];            NSLog(@"1---%@", [NSThread currentThread]);        }    }}@end
   

然后在使用的时候导入头文件YSCOperation.h

/** * 使用自定义继承自 NSOperation 的子类 */- (void)useCustomOperation {    // 1.创建 YSCOperation 对象    YSCOperation *op = [[YSCOperation alloc] init];    // 2.调用 start 方法开始执行操作    [op start];}

输出结果：

没有开启新线程。

4.2创建队列

NSOperationQueue一共有两种队列：主队列，自定义队列。其中自定义队列同时包含串行，并行功能。

主队列

凡是添加到主队列中的操作，都会放到主线程中执行。

不包括addExecutionBlock添加的额外操作，额外操作可能在其他线程执行）

// 主队列获取方法NSOperationQueue *queue = [NSOperationQueue mainQueue];

自定义队列（非主队列）

添加到这种队列中的操作，就会自动放到子线程中执行。

// 自定义队列创建方法NSOperationQueue *queue = [[NSOperationQueue alloc] init];

4.3 将操作加入到队列中

NSOperation需要配合NSOperationQueue来实现多线程。

操作加入队列有2种方法： 1.-（void）addOperation:(NSoperation*)op;

/** * 使用 addOperation: 将操作加入到操作队列中 */- (void)addOperationToQueue {    // 1.创建队列    NSOperationQueue *queue = [[NSOperationQueue alloc] init];    // 2.创建操作    // 使用 NSInvocationOperation 创建操作1    NSInvocationOperation *op1 = [[NSInvocationOperation alloc] initWithTarget:self selector:@selector(task1) object:nil];    // 使用 NSInvocationOperation 创建操作2    NSInvocationOperation *op2 = [[NSInvocationOperation alloc] initWithTarget:self selector:@selector(task2) object:nil];    // 使用 NSBlockOperation 创建操作3    NSBlockOperation *op3 = [NSBlockOperation blockOperationWithBlock:^{        for (int i = 0; i < 2; i++) {            [NSThread sleepForTimeInterval:2]; // 模拟耗时操作            NSLog(@"3---%@", [NSThread currentThread]); // 打印当前线程        }    }];    [op3 addExecutionBlock:^{        for (int i = 0; i < 2; i++) {            [NSThread sleepForTimeInterval:2]; // 模拟耗时操作            NSLog(@"4---%@", [NSThread currentThread]); // 打印当前线程        }    }];    // 3.使用 addOperation: 添加所有操作到队列中    [queue addOperation:op1]; // [op1 start]    [queue addOperation:op2]; // [op2 start]    [queue addOperation:op3]; // [op3 start]}

结果：加入队列后会自动调[op start]，并能开启新线程，进行并发执行。

2.-（void）addOperationWithBlock:(void(^)(void))block; 无需先创建操作，在block中添加操作，直接将包含操作的block加入队列中。

/** * 使用 addOperationWithBlock: 将操作加入到操作队列中 */ * (void)addOperationWithBlockToQueue {    // 1.创建队列    NSOperationQueue *queue = [[NSOperationQueue alloc] init];    // 2.使用 addOperationWithBlock: 添加操作到队列中    [queue addOperationWithBlock:^{        for (int i = 0; i < 2; i++) {            [NSThread sleepForTimeInterval:2]; // 模拟耗时操作            NSLog(@"1---%@", [NSThread currentThread]); // 打印当前线程        }    }];    [queue addOperationWithBlock:^{        for (int i = 0; i < 2; i++) {            [NSThread sleepForTimeInterval:2]; // 模拟耗时操作            NSLog(@"2---%@", [NSThread currentThread]); // 打印当前线程        }    }];    [queue addOperationWithBlock:^{        for (int i = 0; i < 2; i++) {            [NSThread sleepForTimeInterval:2]; // 模拟耗时操作            NSLog(@"3---%@", [NSThread currentThread]); // 打印当前线程        }    }];}

结果：

5.控制串行并发

最大并发操作数，maxConcurrentOperationCount,用来控制一个队列中可以有多少个操作同时参与并发执行。

• 默认为-1，表示不进行限制，可进行并发执行。
• 为1时，队列为串行队列。只能串行执行。
• 大于1时，队列为并发队列。操作并发执行，这个值不应超过系统限制。即使自己设置一个很大的值，系统也会自动调整为min{自己设置的值，系统设定的默认最大值}

/** * 设置 MaxConcurrentOperationCount（最大并发操作数） */- (void)setMaxConcurrentOperationCount {    // 1.创建队列    NSOperationQueue *queue = [[NSOperationQueue alloc] init];    // 2.设置最大并发操作数    queue.maxConcurrentOperationCount = 1; // 串行队列// queue.maxConcurrentOperationCount = 2; // 并发队列// queue.maxConcurrentOperationCount = 8; // 并发队列    // 3.添加操作    [queue addOperationWithBlock:^{        for (int i = 0; i < 2; i++) {            [NSThread sleepForTimeInterval:2]; // 模拟耗时操作            NSLog(@"1---%@", [NSThread currentThread]); // 打印当前线程        }    }];    [queue addOperationWithBlock:^{        for (int i = 0; i < 2; i++) {            [NSThread sleepForTimeInterval:2]; // 模拟耗时操作            NSLog(@"2---%@", [NSThread currentThread]); // 打印当前线程        }    }];    [queue addOperationWithBlock:^{        for (int i = 0; i < 2; i++) {            [NSThread sleepForTimeInterval:2]; // 模拟耗时操作            NSLog(@"3---%@", [NSThread currentThread]); // 打印当前线程        }    }];    [queue addOperationWithBlock:^{        for (int i = 0; i < 2; i++) {            [NSThread sleepForTimeInterval:2]; // 模拟耗时操作            NSLog(@"4---%@", [NSThread currentThread]); // 打印当前线程        }    }];}

• 并发操作数为1，串行队列，任务逐个执行
  
• 操作数为2，有2个操作可以参与并发执行。前两个操作完成后，继续2个操作并发执行。
  

6.操作依赖

控制操作之间执行的先后顺序。 [op2 addDependency:op1];前者依赖于后者，后者先执行，再执行前者。

/** * 操作依赖 * 使用方法：addDependency: */- (void)addDependency {    // 1.创建队列    NSOperationQueue *queue = [[NSOperationQueue alloc] init];    // 2.创建操作    NSBlockOperation *op1 = [NSBlockOperation blockOperationWithBlock:^{        for (int i = 0; i < 2; i++) {            [NSThread sleepForTimeInterval:2]; // 模拟耗时操作            NSLog(@"1---%@", [NSThread currentThread]); // 打印当前线程        }    }];    NSBlockOperation *op2 = [NSBlockOperation blockOperationWithBlock:^{        for (int i = 0; i < 2; i++) {            [NSThread sleepForTimeInterval:2]; // 模拟耗时操作            NSLog(@"2---%@", [NSThread currentThread]); // 打印当前线程        }    }];    // 3.添加依赖    [op2 addDependency:op1]; // 让op2 依赖于 op1，则先执行op1，在执行op2    // 4.添加操作到队列中    [queue addOperation:op1];    [queue addOperation:op2];}

7.NSOperation优先级

// 优先级的取值typedef NS_ENUM(NSInteger, NSOperationQueuePriority) {    NSOperationQueuePriorityVeryLow = -8L,    NSOperationQueuePriorityLow = -4L,    NSOperationQueuePriorityNormal = 0,    NSOperationQueuePriorityHigh = 4,    NSOperationQueuePriorityVeryHigh = 8};

对于添加到队列中的操作，首先进入准备就绪的状态（就绪状态取决于操作之间的依赖关系），然后进入就绪状态的操作的开始执行顺序（非结束执行顺序）由操作之间相对的优先级决定（优先级是操作对象自身的属性）。优先级不能取代依赖关系，如果要控制操作间的启动顺序，必须使用依赖关系。

8.线程间通信

当在子线程完成了耗时操作时，需要回到主线程，那么就用到了线程间的通信。

/** * 线程间通信 */- (void)communication {    // 1.创建队列    NSOperationQueue *queue = [[NSOperationQueue alloc]init];    // 2.添加操作    [queue addOperationWithBlock:^{        // 异步进行耗时操作        for (int i = 0; i < 2; i++) {            [NSThread sleepForTimeInterval:2]; // 模拟耗时操作            NSLog(@"1---%@", [NSThread currentThread]); // 打印当前线程        }        // 回到主线程        [[NSOperationQueue mainQueue] addOperationWithBlock:^{            // 进行一些 UI 刷新等操作            for (int i = 0; i < 2; i++) {                [NSThread sleepForTimeInterval:2]; // 模拟耗时操作                NSLog(@"2---%@", [NSThread currentThread]); // 打印当前线程            }        }];    }];}

9.其他

9.1线程安全

给线程加锁，当一个线程执行该操作时，不允许其他线程进行操作。

ios实现线程加锁的方式：@synchronized、 NSLock、NSRecursiveLock、NSCondition、NSConditionLock、pthread_mutex、dispatch_semaphore、OSSpinLock、atomic(property) set/ge等等各种方式。

NSLock

进入锁时用 NSLock对象调用lock方法，解锁时调用unlock方法。

/** * 线程安全：使用 NSLock 加锁 * 初始化火车票数量、卖票窗口(线程安全)、并开始卖票 */- (void)initTicketStatusSave {    NSLog(@"currentThread---%@",[NSThread currentThread]); // 打印当前线程    self.ticketSurplusCount = 50;    self.lock = [[NSLock alloc] init];  // 初始化 NSLock 对象    // 1.创建 queue1,queue1 代表北京火车票售卖窗口    NSOperationQueue *queue1 = [[NSOperationQueue alloc] init];    queue1.maxConcurrentOperationCount = 1;    // 2.创建 queue2,queue2 代表上海火车票售卖窗口    NSOperationQueue *queue2 = [[NSOperationQueue alloc] init];    queue2.maxConcurrentOperationCount = 1;    // 3.创建卖票操作 op1    NSBlockOperation *op1 = [NSBlockOperation blockOperationWithBlock:^{        [self saleTicketSafe];    }];    // 4.创建卖票操作 op2    NSBlockOperation *op2 = [NSBlockOperation blockOperationWithBlock:^{        [self saleTicketSafe];    }];    // 5.添加操作，开始卖票    [queue1 addOperation:op1];    [queue2 addOperation:op2];}/** * 售卖火车票(线程安全) */- (void)saleTicketSafe {    while (1) {        // 加锁        [self.lock lock];        if (self.ticketSurplusCount > 0) {            //如果还有票，继续售卖            self.ticketSurplusCount--;            NSLog(@"%@", [NSString stringWithFormat:@"剩余票数:%d 窗口:%@", self.ticketSurplusCount, [NSThread currentThread]]);            [NSThread sleepForTimeInterval:0.2];        }        // 解锁        [self.lock unlock];        if (self.ticketSurplusCount <= 0) {            NSLog(@"所有火车票均已售完");            break;        }    }}

9.2挂起

暂停队列里任务的执行，可以将队列挂起，当任务处于执行状态，设置队列挂起不会影响其执行，受影响的是那些还没有执行的任务。队列挂起后，可以修改其状态再次恢复任务。

if(self.queue.suspended){    self.queue.suspended=NO;}else{   self.queue.suspended=YES;}

9.3取消

已经在执行的任务不会受影响，还没有执行的任务就不会再执行了。

[self.queue cancelAllOperations];

在自定义的子类里取消操作，需要在main函数里，执行完一个耗时操作后，需要加一个是否取消任务的判断，再去执行另一个耗时操作，添加判断：

if(self.cancelled){ return; }

10常用属性和方法归纳

10.1 NSOperation常用属性和方法

取消操作方法

• (void)cancel; 可取消操作，实质是标记 isCancelled 状态。

判断操作状态方法

• (BOOL)isFinished; 判断操作是否已经结束。

• (BOOL)isCancelled; 判断操作是否已经标记为取消。

• (BOOL)isExecuting; 判断操作是否正在在运行。

• (BOOL)isReady; 判断操作是否处于准备就绪状态，这个值和操作的依赖关系相关。

操作同步

• (void)waitUntilFinished; 阻塞当前线程，直到该操作结束。可用于线程执行顺序的同步。

• (void)setCompletionBlock:(void (^)(void))block; completionBlock 会在当前操作执行完毕时执行 completionBlock。

• (void)addDependency:(NSOperation *)op; 添加依赖，使当前操作依赖于操作 op 的完成。

• (void)removeDependency:(NSOperation *)op; 移除依赖，取消当前操作对操作 op 的依赖。

@property (readonly, copy) NSArray<NSOperation *> *dependencies; 在当前操作开始执行之前完成执行的所有操作对象数组。

10.2 NSOperationQueue 常用属性和方法 取消/暂停/恢复操作

• (void)cancelAllOperations; 可以取消队列的所有操作。
• (BOOL)isSuspended; 判断队列是否处于暂停状态。 YES 为暂停状态，NO 为恢复状态。
• (void)setSuspended:(BOOL)b; 可设置操作的暂停和恢复，YES 代表暂停队列，NO 代表恢复队列。

操作同步

• (void)waitUntilAllOperationsAreFinished; 阻塞当前线程，直到队列中的操作全部执行完毕。

  添加/获取操作

• (void)addOperationWithBlock:(void (^)(void))block; 向队列中添加一个 NSBlockOperation 类型操作对象。

• (void)addOperations:(NSArray *)ops waitUntilFinished:(BOOL)wait; 向队列中添加操作数组，wait 标志是否阻塞当前线程直到所有操作结束

• (NSArray *)operations; 当前在队列中的操作数组（某个操作执行结束后会自动从这个数组清除）。

• (NSUInteger)operationCount; 当前队列中的操作数。

  获取队列

• (id)currentQueue; 获取当前队列，如果当前线程不是在 NSOperationQueue 上运行则返回 nil。
• (id)mainQueue; 获取主队列。
  注意：

这里的暂停和取消（包括操作的取消和队列的取消）并不代表可以将当前的操作立即取消，而是当当前的操作执行完毕之后不再执行新的操作。

暂停和取消的区别就在于：暂停操作之后还可以恢复操作，继续向下执行；而取消操作之后，所有的操作就清空了，无法再接着执行剩下的操作。

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