NSOperation、NSOperationQueue 简介

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。

NSOperation、NSOperationQueue的优点

  • 可添加完成的代码块，在操作完成后执行。

  • 添加操作之间的依赖关系，方便的控制执行顺序。

  • 设定操作执行的优先级。

  • 可以很方便的取消一个操作的执行。

  • 使用 KVO 观察对操作执行状态的更改：isExecuteing、isFinished、isCancelled。

因为NSOperation和NSOperation Queue都是基于GCD的封装，所以在 NSOperation、NSOperationQueue 中也有类似的任务（操作） 和 队列（操作队列） 的概念。

操作：

  • NSOperation的操作就是就是在线程中执行的代码，相当于GCD中block块中要执行的任务。

  • NSOperation本身是个抽象类，没有定义具体的操作逻辑，因此我们使用 NSOperation 子类 NSInvocationOperation、NSBlockOperation，或者自定义子类来封装操作

操作队列：

  • 操作队列就是用来存放操作的队列，在这一点上跟GCD中存放任务的调度队列差不多。但是不同于 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（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）。

  • 操作队列通过设置 最大并发操作数（maxConcurrentOperationCount） 来控制并发、串行

  • NSOperationQueue 为提供了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。

NSOperation使用

前面提到NSOperation本身是个抽象类，没有定义具体的操作逻辑，因此我们使用

  1. 子类 NSInvocationOperation
  2. 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。

注意⚠️：如果是单独使用NSOperation不使用NSOperationQueue的话，系统会执行同步操作。

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
    }
}


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

没有使用 NSOperationQueue、单独使用使用子类 NSInvocationOperation 执行一个操作的情况下，操作是在当前线程执行的，并没有开启新线程

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];
}

在这里插入图片描述

在没有使用 NSOperationQueue、在主线程中单独使用 NSBlockOperation 执行一个操作的情况下，操作是在当前线程执行的，并没有开启新线程

NSBlockOperation 还提供了一个方法 addExecutionBlock:，通过 addExecutionBlock: 就可以为 NSBlockOperation 添加额外的操作。这些操作（包括 blockOperationWithBlock 中的操作）可以在不同的线程中同时（并发）执行。只有当所有相关的操作已经完成执行时，才视为完成。

如果添加的操作多的话， blockOperationWithBlock: 中的操作也可能会在其他线程（非当前线程）中执行，这是由系统决定的，并不是说添加到 blockOperationWithBlock: 中的操作一定会在当前线程中执行。

- (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];
}

在这里插入图片描述

使用子类 NSBlockOperation，并调用方法 AddExecutionBlock: 的情况下，blockOperationWithBlock:方法中的操作 和 addExecutionBlock: 中的操作是在不同的线程中异步执行的。而且，这次执行结果中 blockOperationWithBlock:方法中的操作也不是在当前线程（主线程）中执行的。

所以 blockOperationWithBlock: 中的操作也可能会在其他线程（非当前线程）中执行。

使用自定义继承自 NSOperation 的子类

首先需要创建一个继承于NSOperation的子类，接着在该类的实现部分重写main方法，我们不需要管理操作的状态属性 isExecuting 和 isFinished。当 main 执行完返回的时候，这个操作就结束了。

#import "CustomOperation.h"

@implementation CustomOperation
- (void)main {
    if (!self.isCancelled) {
            for (int i = 0; i < 2; i++) {
                [NSThread sleepForTimeInterval:2];
                NSLog(@"1---%@", [NSThread currentThread]);
            }
        }

}
@end
  - (void)useCustomOperation {
  //1.创建CustomOperation对象
    CustomOperation *op = [[CustomOperation alloc] init];
    // 2.调用 start 方法开始执行操作
    [op start];
}

使用NSOperationQueue

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了串行、并发功能。

创建队列

  • 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。
// 主队列获取方法
NSOperationQueue *queue = [NSOperationQueue mainQueue];
  • 自定义队列：添加到这种队列中的操作，就会自动放到子线程中执行，同时包含了：串行、并发功能
// 自定义队列创建方法
NSOperationQueue *queue = [[NSOperationQueue alloc] init];

将操作添加到队列

  • - (void)addOperation:(NSOperation *)op;:需要先创建操作，再将创建好的操作加入到创建好的队列中去。

  • (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 加入到队列中

/**
 * 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]
}

在这里插入图片描述

使用 NSOperation 子类创建操作，并使用 addOperation: 将操作加入到操作队列后能够开启新线程，进行并发执行

/**
 * 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
        }
    }];
}

在这里插入图片描述

使用 addOperationWithBlock: 将操作加入到操作队列后能够开启新线程，进行并发执行。

NSOperationQueue 控制串行执行、并发执行

使用NSOperation Queue创建的自定义队列同时具有串行、并发执行的能力，这里的关键就是maxConcurrentOperationCount这个关键属性，叫做最大并发操作数，用来控制一个特定队列中可以有多少个操作同时参与并发执行。

maxConcurrentOperationCount 控制的不是并发线程的数量，而是一个队列中同时能并发执行的最大操作数。而且一个操作也并非只能在一个线程中运行。

  • maxConcurrentOperationCount 默认情况下为-1，表示不进行限制，可进行并发执行。

  • maxConcurrentOperationCount 为1时，队列为串行队列。只能串行执行。

  • maxConcurrentOperationCount 大于1时，队列为并发队列。

/**
 * 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 = -1; // 不进行限制

    // 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
        }
    }];
}

在这里插入图片描述

当最大并发操作数为1时，操作是按顺序串行执行的，并且一个操作完成之后，下一个操作才开始执行。

NSOperation 操作依赖

相比于iOS其他的多线程技术，NSOperation和NSOperationQueue的特点之一就是能添加操作之间的依赖关系。

通过依赖关系可以控制不同的操作之间的执行顺序

NSOperation 提供了3个接口供我们管理和查看依赖：

- (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。也就是说当前操作要等操作对象数组中所有操作执行完后才能进行

比如说有 A、B 两个操作，其中 B 执行完操作，A才能执行操作。如果使用依赖来处理的话，那么就需要让操作 A 依赖于操作 B。

/**
 * 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
       [op1 addDependency:op2]; // 让op1 依赖于 op2，则先执行op2，再执行op1

       // 4.添加操作到队列中
       [queue addOperation:op1];
       [queue addOperation:op2];
}

在这里插入图片描述

通过添加操作依赖，无论运行几次，其结果都是 op2先执行，op1后执行

NSOperation 优先级

NSOperation 提供了queuePriority（优先级）属性，queuePriority属性适用于同一操作队列中的操作，不适用于不同操作队列中的操作。

默认情况下，所有新创建的操作对象优先级都是NSOperationQueuePriorityNormal。但是我们可以通过setQueuePriority:方法来改变当前操作在同一队列中的执行优先级。

// 优先级的取值,从上到下优先级越来越高
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，首先进入未开始的状态（就绪状态取决于操作之间的依赖关系），然后进入准备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）

当一个操作的所有依赖都已经完成时，操作对象通常会从未开始状态进入准备就绪状态，等待执行。

现在有4个优先级都是 NSOperationQueuePriorityNormal（默认级别）的操作：op1，op2，op3，op4。其中 op3 依赖于 op2，op2 依赖于 op1，即 op3 -> op2 -> op1。现在将这4个操作添加到队列中并发执行。

因为 op1 和 op4 都没有需要依赖的操作，所以在 op1，op4 执行之前，就是处于准备就绪状态的操作。

而 op3 和 op2 都有依赖的操作（op3 依赖于 op2，op2 依赖于 op1），所以 op3 和 op2 都不是准备就绪状态下的操作。

  • queuePriority 属性决定了进入准备就绪状态下的操作之间的开始执行顺序。并且，优先级不能取代依赖关系。

  • 如果一个队列中既包含高优先级操作，又包含低优先级操作，并且两个操作都已经准备就绪，那么队列先执行高优先级操作。比如上例中，如果 op1 和 op4 是不同优先级的操作，那么就会先执行优先级高的操作。

  • 如果，一个队列中既包含了准备就绪状态的操作，又包含了未准备就绪的操作，未准备就绪的操作优先级比准备就绪的操作优先级高。那么，虽然准备就绪的操作优先级低，也会优先执行。优先级不能取代依赖关系。如果要控制操作间的启动顺序，则必须使用依赖关系。

NSOperation、NSOperationQueue 线程间的通信

一般在主线程里边进行 UI 刷新，例如：点击、滚动、拖拽等事件。把一些耗时的操作放在其他线程，比如说图片下载、文件上传等耗时操作。而当我们有时候在其他线程完成了耗时操作时，需要回到主线程，那么就用到了线程之间的通讯。

/**
 * 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
            }
        }];
    }];
}

NSOperation、NSOperationQueue 线程同步和线程安全

在多线程中如果一个线程在对临界区的资源进行读写操作，此时另一个线程也对同一片临界区的资源进行读写操作，如果第一个线程写完还没来得及读就被第二个线程进行了写的操作，那么第一个线程读取的资源不是本来的资源而是被篡改后的资源。此时这两个线程就是不安全的。

因此为了线程安全往往需要采用线程同步。

线程同步理解为线程 A 和 线程 B 一块配合，A 执行到一定程度时要依靠线程 B 的某个结果，于是停下来，示意 B 运行；B 依言执行，再将结果给 A；A 再继续操作。

下面还是用经典的火车票售卖问题实现线程安全和解决线程同步问题。

场景：总共有50张火车票，有两个售卖火车票的窗口，一个是北京火车票售卖窗口，另一个是上海火车票售卖窗口。两个窗口同时售卖火车票，卖完为止。

NSOperation、NSOperationQueue 非线程安全

/**
 * 非线程安全：不使用 NSLock
 * 初始化火车票数量、卖票窗口(非线程安全)、并开始卖票
 */
- (void)initTicketStatusNotSave {
    NSLog(@"currentThread---%@",[NSThread currentThread]); // 打印当前线程

    self.ticketSurplusCount = 50;

    // 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
    __weak typeof(self) weakSelf = self;
    NSBlockOperation *op1 = [NSBlockOperation blockOperationWithBlock:^{
        [weakSelf saleTicketNotSafe];
    }];

    // 4.创建卖票操作 op2
    NSBlockOperation *op2 = [NSBlockOperation blockOperationWithBlock:^{
        [weakSelf saleTicketNotSafe];
    }];

    // 5.添加操作，开始卖票
    [queue1 addOperation:op1];
    [queue2 addOperation:op2];
}

/**
 * 售卖火车票(非线程安全)
 */
- (void)saleTicketNotSafe {
    while (1) {

        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];
        } else {
            NSLog(@"所有火车票均已售完");
            break;
        }
    }
}

在这里插入图片描述

在不考虑线程安全，得到票数是错乱的，这样显然不符合我们的需求，所以我们需要考虑线程安全问题

实现线程安全可以通过加锁来实现在一个线程执行该操作的时候，不允许其他线程进行操作。

NSOperation、NSOperationQueue 线程安全

/**
 * 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
    __weak typeof(self) weakSelf = self;
    NSBlockOperation *op1 = [NSBlockOperation blockOperationWithBlock:^{
        [weakSelf saleTicketSafe];
    }];

    // 4.创建卖票操作 op2
    NSBlockOperation *op2 = [NSBlockOperation blockOperationWithBlock:^{
        [weakSelf 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;
        }
    }
}

在这里插入图片描述

在考虑了线程安全，使用 NSLock 加锁、解锁机制的情况下，得到的票数是正确的，没有出现混乱的情况。

NSOperation、NSOperationQueue 常用属性和方法归纳

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。

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。

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。

总结

1.NSOperation相比于iOS其它多线程技术的特点有：

  • 可添加完成的代码块，在操作完成后执行。
  • 添加操作之间的依赖关系，方便的控制执行顺序。
  • 设定操作执行的优先级。
  • 可以很方便的取消或暂停一个操作的执行。
  • 使用 KVO 观察对操作执行状态的更改：isExecuteing、isFinished、isCancelled。
  • 在自定义的队列中可以设置最大并发数

2.主队列操作在主线程上进行，自定义队列的操作在后台执行

3.NSOperation 单独使用时系统同步执行操作，配合 NSOperationQueue 才能更好的实现异步执行

4.单独使用NSBlockOperation如果通过 addExecutionBlock: 为 NSBlockOperation 添加额外的操作，这些操作可以在不同线程并发执行，并且如果添加操作足够多那么blockOperationWithBlock: 中的操作也可能会在其他线程（非当前线程）中执行

5.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了串行、并发功能。

6.maxConcurrentOperationCount 控制的不是并发线程的数量，而是一个队列中同时能并发执行的最大操作数。而且一个操作也并非只能在一个线程中运行。

7.通过依赖关系可以控制不同的操作之间的执行顺序，操作依赖对操作的作用能力大于优先级对操作的作用能力。

8.优先级只适用于同一操作队列中的操作，对于不同操作队列的操作没作用，而操作依赖不仅适用于同一操作队列的操作，还适用于不同操作队列的操作

9.添加到队列中的操作处于未开始的状态，只有当操作对其他的依赖都完成时才进入准备就绪状态，在准备就绪状态开始由优先级来决定操作的执行顺序，这也说明了为什么操作依赖对操作的作用能力大于优先级对操作的作用能力

10.线程安全通常需要线程同步来实现，线程同步又需要依靠锁来实现。

11.如果只重写了NSOperation的main方法,底层会为我们控制变更任务执行完成状态，以及任务退出

如果重写了NSOperation的start方法,需要我们自行控制任务状态,在合适的时机去修改对应的isFinished等

任务执行状态控制

isReady 当前任务是否处于就绪状态

isExecuting 当前任务是否处于正在执行中状态

isFinished 当前任务是否已执行完毕

isCancelled 当前任务是否已取消

在NSOperation的start方法源码中，
在start方法内,首先创造一个自动释放池,然后获取线程优先级
做一系列的状态异常判断,然后判断当前状态是否isExecuting
如果不是,那么我们手动变成isExecuting,然后判断当前任务是否有被取消
若未被取消就调用NSOperation的main方法
再之后,调用NSOperation的finish方法。finish 方法中：在内部通过KVO的方式去变更isExecuting状态为isFinished状态
之后调用自动释放池的release

12.系统是怎样移除一个isFinished = YES的NSoperation的？

通过KVO方式来移除NSOperationQueue中的NSOperation的

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