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NSOperation, NSOperationQueue 原理探析

發(fā)布時(shí)間：2023/11/29 编程问答 37 豆豆

生活随笔收集整理的這篇文章主要介紹了 NSOperation, NSOperationQueue 原理探析小編覺(jué)得挺不錯(cuò)的,現(xiàn)在分享給大家,幫大家做個(gè)參考.

通過(guò)GNUstep的Foundation來(lái)嘗試探索下NSOperation，NSOperationQueue

示例程序

寫一個(gè)簡(jiǎn)單的程序

- (void)viewDidLoad {

????[super viewDidLoad];

????// Do any additional setup after loading the view, typically from a nib.

????

????[self configurationQueue];

????LDNSOperation *operation = [[LDNSOperation alloc] init];

????[self.operationQueue addOperation:operation];

????[NSThread sleepForTimeInterval:3];

????[operation cancel];

????

}

-(void)configurationQueue{

????self.operationQueue = [[NSOperationQueue alloc] init];

????self.operationQueue.maxConcurrentOperationCount = 4;

}

LDNSOperation為NSOperation的子類，重寫strat方法

-(void)start{

????while (true) {

????????if(self.cancelled){

????????????NSLog(@"已經(jīng)取消");

????????????return;

????????}

????????NSLog(@"start");

????????[NSThread sleepForTimeInterval:1];

????}

}

實(shí)現(xiàn)的效果很簡(jiǎn)單，打印三個(gè)strat，然后結(jié)束operation。

初探

根據(jù)閱讀GNU的源碼，也只能是猜想，但是嘗試了很多方法，沒(méi)有找到可以驗(yàn)證的方案，但是實(shí)現(xiàn)原理上還是有很多相似處的。

NSOperation有三種狀態(tài)，isReady, isExecuting, isFinished.

很多其他的參數(shù)也會(huì)隨著NSOperationQueue的addOperation操作而變化著。

例如：

[self.operationQueue addOperation:operation];

添加一個(gè)未完成的NSOperation，其實(shí)就是將NSOperation添加到一個(gè)動(dòng)態(tài)數(shù)組當(dāng)中

- (void) addOperation: (NSOperation *)op

{

??if (op == nil || NO == [op isKindOfClass: [NSOperation class]])

????{

??????[NSException raise: NSInvalidArgumentException

??format: @"[%@-%@] object is not an NSOperation",

NSStringFromClass([self class]), NSStringFromSelector(_cmd)];

????}

??[internal->lock lock];

??if (NSNotFound == [internal->operations indexOfObjectIdenticalTo: op]

????&& NO == [op isFinished])

????{

??????[op addObserver: self

?? forKeyPath: @"isReady"

??????options: NSKeyValueObservingOptionNew

??????context: NULL];

??????[self willChangeValueForKey: @"operations"];

??????[self willChangeValueForKey: @"operationCount"];

??????[internal->operations addObject: op];

??????[self didChangeValueForKey: @"operationCount"];

??????[self didChangeValueForKey: @"operations"];

??????if (YES == [op isReady])

??????{

??????????[self observeValueForKeyPath: @"isReady"

??????ofObject: op

change: nil

?????? context: nil];

??????}

????}

??[internal->lock unlock];

}

internal就是一個(gè)內(nèi)部類，指代的就是NSOperationQueue，這里也是一個(gè)KVO的手動(dòng)通知，進(jìn)行operations，與operationCount的改變通知。

這里lock是NSRecursiveLock（遞歸鎖），原因我猜測(cè)是因?yàn)檫f歸鎖的特性是可以被同一線程多次請(qǐng)求，而不會(huì)引起死鎖。同一線程的多次addOperation操做情況還是很多的。

每一次屬性的變化，都伴隨著其他屬性的改變

- (void) observeValueForKeyPath: (NSString *)keyPath

?????? ofObject: (id)object

???????????????????????? change: (NSDictionary *)change

????????????????????????context: (void *)context

{

??[internal->lock lock];

??if (YES == [object isFinished])

????{

??????internal->executing--;

??????[object removeObserver: self

??forKeyPath: @"isFinished"];

??????[internal->lock unlock];

??????[self willChangeValueForKey: @"operations"];

??????[self willChangeValueForKey: @"operationCount"];

??????[internal->lock lock];

??????[internal->operations removeObjectIdenticalTo: object];

??????[internal->lock unlock];

??????[self didChangeValueForKey: @"operationCount"];

??????[self didChangeValueForKey: @"operations"];

????}

??else if (YES == [object isReady])

????{

??????[object removeObserver: self

??forKeyPath: @"isReady"];

??????[internal->waiting addObject: object];

??????[internal->lock unlock];

????}

??[self _execute];

}

其實(shí)在maxConcurrentOperationCount和suspended的setter方法里面都會(huì)調(diào)用_execute方法,以及在其他屬性如operationCount、operations、值發(fā)生變化的時(shí)候都會(huì)調(diào)用它。

那么_execute究竟是什么？

整個(gè)源碼都拿上來(lái)

- (void) _execute

{

??NSInteger max;

??[internal->lock lock];

??max = [self maxConcurrentOperationCount];

??if (NSOperationQueueDefaultMaxConcurrentOperationCount == max)

????{

??????max = maxConcurrent;

????}

??while (NO == [self isSuspended]

????&& max > internal->executing

????&& [internal->waiting count] > 0)

????{

??????NSOperation *op;

??????op = [internal->waiting objectAtIndex: 0];

??????[internal->waiting removeObjectAtIndex: 0];

??????[op addObserver: self

?? forKeyPath: @"isFinished"

??????options: NSKeyValueObservingOptionNew

??????context: NULL];

??????internal->executing++;

??????if (YES == [op isConcurrent])

{

??????????[op start];

}

??????else

{

??NSUInteger pending;

??[internal->cond lock];

??pending = [internal->starting count];

??[internal->starting addObject: op];

??if (0 == internal->threadCount

????|| (pending > 0 && internal->threadCount

????{

??????internal->threadCount++;

??????[NSThread detachNewThreadSelector: @selector(_thread)

?????? toTarget: self

???? withObject: nil];

????}

??/* Tell the thread pool that there is an operation to start.

?? */

??[internal->cond unlockWithCondition: 1];

}

????}

??[internal->lock unlock];

}

從源碼中可以看到，根據(jù)isConcurrent分為直接執(zhí)行，和非直接執(zhí)行，isConcurrent為YES的話可以直接執(zhí)行start操作，但是如果isConcurrent為NO，那么這里使用detachNewThreadSelector來(lái)創(chuàng)建新的線程去執(zhí)行start。

總結(jié)下來(lái)：

所有的線程都很忙，并且沒(méi)有達(dá)到threadCount的最大值的時(shí)候會(huì)創(chuàng)建新的線程，這代表queue并不是一個(gè)線程，也有可能有幾個(gè)
_execute就是一個(gè)執(zhí)行隊(duì)列，依次將等待隊(duì)列里面的所有operation進(jìn)行start。

其實(shí)對(duì)于start函數(shù)來(lái)說(shuō)的話，一個(gè)NSOperation并沒(méi)有新創(chuàng)建一條線程，依然操作在[NSThread currentThread]中，感興趣可以去做一下測(cè)試。從源碼中也是可以看出來(lái)的，

- (void) start

{

??NSAutoreleasePool *pool = [NSAutoreleasePool new];

??double prio = [NSThread??threadPriority];

??[internal->lock lock];

??NS_DURING

????{

??????if (YES == [self isConcurrent])

{

??[NSException raise: NSInvalidArgumentException

??????format: @"[%@-%@] called on concurrent operation",

????NSStringFromClass([self class]), NSStringFromSelector(_cmd)];

}

??????if (YES == [self isExecuting])

{

??[NSException raise: NSInvalidArgumentException

??????format: @"[%@-%@] called on executing operation",

????NSStringFromClass([self class]), NSStringFromSelector(_cmd)];

}

??????if (YES == [self isFinished])

{

??[NSException raise: NSInvalidArgumentException

??????format: @"[%@-%@] called on finished operation",

????NSStringFromClass([self class]), NSStringFromSelector(_cmd)];

}

??????if (NO == [self isReady])

{

??[NSException raise: NSInvalidArgumentException

??????format: @"[%@-%@] called on operation which is not ready",

????NSStringFromClass([self class]), NSStringFromSelector(_cmd)];

}

??????if (NO == internal->executing)

{

??[self willChangeValueForKey: @"isExecuting"];

??internal->executing = YES;

??[self didChangeValueForKey: @"isExecuting"];

}

????}

??NS_HANDLER

????{

??????[internal->lock unlock];

??????[localException raise];

????}

??NS_ENDHANDLER

??[internal->lock unlock];

??NS_DURING

????{

??????if (NO == [self isCancelled])

{

??[NSThread setThreadPriority: internal->threadPriority];

??[self main];

}

????}

??NS_HANDLER

????{

??????[NSThread setThreadPriority:??prio];

??????[localException raise];

????}

??NS_ENDHANDLER;

??[self _finish];

??[pool release];

}

總結(jié)

整個(gè)過(guò)程伴隨著很多屬性的變化，同步這些屬性，KVO在其中起著舉足輕重的作用，通過(guò)源碼也可以發(fā)現(xiàn)，NSOperationQueue對(duì)NSOperation的處理分為并發(fā)和非并發(fā)的情況。如果不想采用非并發(fā)的形式，我們可以直接自定義子類化，在NSOperationQueue中添加，并且管理就可以了，功能類似線程池的用法。

但是如果想要自定義的NSOperation是并發(fā)的僅僅是重寫isExecuting、isFinished、isConcurrent、isAsynchronous 這四個(gè)方法，isAsynchronous反回YES就可以了嗎？

從源碼中我們可以看到，NSOperation的start依然使用的[NSThread currentThread]。所以依然需要自己創(chuàng)建，例如：

[NSThread detachNewThreadSelector:@selector(start) toTarget:self withObject:nil];

現(xiàn)在來(lái)思考下，也就明白了為什么NSOperationQueue要有兩種處理方式了，如果NSOperation支持并發(fā)，然后NSOperationQueue在為其分配線程，那就是線程里面又跑了一條線程，這樣就很尷尬了，通過(guò)isConcurrent可以避免這種現(xiàn)象。

通常在大多數(shù)時(shí)候我們并不會(huì)直接去使用自定義的 NSOperation ，如果操作不復(fù)雜，可以直接使用 NSInvocationOperation 和 NSBlockOperation 這兩個(gè)子類。

如果真的需要使用多線程，通常都會(huì)用 NSOperationQueue來(lái)處理就可以了。

這里也是僅僅簡(jiǎn)單的探索了一下，上面的源碼是封裝的NSThread，但是Apple的實(shí)現(xiàn)可能封裝的不是NSThread，因?yàn)閿帱c(diǎn)后并沒(méi)有看到跟NSThread相關(guān)的東西，還是有很多細(xì)節(jié)需要去推敲。

轉(zhuǎn)載于:https://www.cnblogs.com/fengmin/p/6108165.html

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的NSOperation, NSOperationQueue 原理探析的全部?jī)?nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問(wèn)題。

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