swift学习之多线程(二)Operation操作

一,多线程的优缺点

  • 优点:能适当提高程序的执行效率,能适当提高资源利用率(CPU,内存)
  • 缺点:线程越多,CPU在调度线程上的开销就越大,线程之间的通信、多线程的数据共享更复杂

二,Swift多线程编程方案: 

  Swift继续使用Object-C原有的一套线程,包括三种多线程编程技术:

三、Swift中的Operation

  Cocoa Operation不需要关心线程管理和数据同步的事情,可以把精力放在自己需要执行的操作上。相关的类有Operation和OperationQueue。其中Operation是个抽象类,使用它必须用它的子类,可以实现它或者使用它定义好的子类:BlockOperation。创建Operation子类的对象,把对象添加到OperationQueue队列里执行

  • Operation头文件

    @available(iOS 2.0, *)
    open class Operation : NSObject {
        open func start()
        open func main()
        open var isCancelled: Bool { get }
        open func cancel()
        open var isExecuting: Bool { get }
        open var isFinished: Bool { get }
        open var isConcurrent: Bool { get }
        @available(iOS 7.0, *)
        open var isAsynchronous: Bool { get }
        open var isReady: Bool { get }
        open func addDependency(_ op: Operation)
        open func removeDependency(_ op: Operation)   
        open var dependencies: [Operation] { get }
        open var queuePriority: Operation.QueuePriority 
        @available(iOS 4.0, *)
        open var completionBlock: (() -> Swift.Void)?
        @available(iOS 4.0, *)
        open func waitUntilFinished()    
        @available(iOS, introduced: 4.0, deprecated: 8.0, message: "Not supported")
        open var threadPriority: Double    
        @available(iOS 8.0, *)
        open var qualityOfService: QualityOfService  
        @available(iOS 8.0, *)
        open var name: String?
    }
    extension Operation {
        public enum QueuePriority : Int {
            case veryLow
            case low
            case normal
            case high
            case veryHigh
        }
    }
    
    @available(iOS 4.0, *)
    open class BlockOperation : Operation {    
        public convenience init(block: @escaping () -> Swift.Void)
        open func addExecutionBlock(_ block: @escaping () -> Swift.Void)
        open var executionBlocks: [() -> Swift.Void] { get }
    }
    extension NSExceptionName {
        @available(iOS 2.0, *)
        public static let invocationOperationVoidResultException: NSExceptionName
        @available(iOS 2.0, *)
        public static let invocationOperationCancelledException: NSExceptionName
    }
    • 常用属性和方法

      • 开启&取消操作方法

        open func start();   执行并发任务的入口
        open func cancel();  可取消操作,实质是标记 isCancelled 状态。
        open func main();    执行非并发任务的入口
      • 优先级

        open var threadPriority: Double; 指定优先级
        open var qualityOfService: QualityOfService; 指定特殊服务质量等级   
      • 判断操作状态方法

        open var isFinished: Bool { get }; 判断操作是否已经结束,即正常运行结束。。
        open var isCancelled: Bool { get }; 判断操作是否已经标记为取消,如果cancel()方法被调用,那么Operation实例就会切换到这个状态。
        open var isExecuting: Bool { get }; 判断操作是否正在在运行,发生在调用start()方法之后。
        open var isReady: Bool { get }; 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

        open func 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。
        open var completionBlock: (() -> Swift.Void)?; completionBlock 会在当前操作执行完毕时执行 completionBlock。
        open func addDependency(_ op: Operation); 添加依赖,使当前操作依赖于操作 op 的完成。
        open func removeDependency(_ op: Operation); 移除依赖,取消当前操作对操作 op 的依赖。
        open var dependencies: [Operation] { get }; 在当前操作开始执行之前完成执行的所有操作对象数组。
  • OperationQueue头文件

    extension OperationQueue {  
        public class let defaultMaxConcurrentOperationCount: Int
    }
    
    @available(iOS 2.0, *)
    open class OperationQueue : NSObject {
        open func addOperation(_ op: Operation)
        @available(iOS 4.0, *)
        open func addOperations(_ ops: [Operation], waitUntilFinished wait: Bool)
        @available(iOS 4.0, *)
        open func addOperation(_ block: @escaping () -> Swift.Void)   
        open var operations: [Operation] { get }
        @available(iOS 4.0, *)
        open var operationCount: Int { get }
        open var maxConcurrentOperationCount: Int 
        open var isSuspended: Bool   
        @available(iOS 4.0, *)
        open var name: String?    
        @available(iOS 8.0, *)
        open var qualityOfService: QualityOfService
        @available(iOS 8.0, *)
        unowned(unsafe) open var underlyingQueue: DispatchQueue?  
        open func cancelAllOperations()    
        open func waitUntilAllOperationsAreFinished()
        @available(iOS 4.0, *)
        open class var current: OperationQueue? { get }
        @available(iOS 4.0, *)
        open class var main: OperationQueue { get }
    }
    • 常用属性和方法

      • 取消/暂停/恢复操作

        open func cancelAllOperations(); 可以取消队列的所有操作。
        open var isSuspended: Bool; {get}判断队列是否处于暂停状态。 YES 为暂停状态,NO 为恢复状态。
        open var isSuspended: Bool; {set}可设置操作的暂停和恢复,YES 代表暂停队,NO 为恢复状态。   
      • 操作同步

        open func 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`

        open func addOperation(_ block: @escaping () -> Swift.Void); 向队列中添加一个 BlockOperation 类型操作对象。
        open func addOperations(_ ops: [Operation], waitUntilFinished wait: Bool); 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
        open var operations: [Operation] { get }; 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)。
        open var operationCount: Int { get }; 当前队列中的操作数。
        open var maxConcurrentOperationCount: Int; 最大并发数
        open var qualityOfService: QualityOfService; 优先级   
      • 获取队列

        open class var current: OperationQueue? { get }; 获取当前队列,如果当前线程不是在 NSOperationQueue 上运行则返回 nil。
        open class var main: OperationQueue { get }; 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。

四,使用Operation的两种方式

  • 直接用定义好的子类:BlockOperation。

    • 单任务
      let op = BlockOperation{
          print("单任务:\(Thread.current)")
      }
      op.start()
      ///任务一
      let op = BlockOperation()
      op.addExecutionBlock {
          print("任务一:\(Thread.current)")
      }
      op.start()

      结果:

      单任务:<NSThread: 0x6000008e03c0>{number = 1, name = main}
      任务一:<NSThread: 0x600002e28080>{number = 1, name = main}

      总结:
      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。

    • 多任务  
      class ViewController: UIViewController {
          override func viewDidLoad() {
              super.viewDidLoad()
              testBlock()
          }
          
          private func testBlock(){
              let op = BlockOperation()
              ///任务一
              op.addExecutionBlock {
                  print("任务一:\(Thread.current)")
              }
      
              ///任务二
              op.addExecutionBlock {
                  print("任务二:\(Thread.current)")
              }
      
              ///任务三
              op.addExecutionBlock {
                  print("任务三:\(Thread.current)")
              }
              op.start()
              print("结束")
          }
      }

      结果:

      任务二:<NSThread: 0x600003ee8900>{number = 6, name = (null)}
      任务一:<NSThread: 0x600003ead6c0>{number = 7, name = (null)}
      任务三:<NSThread: 0x600003ea4900>{number = 1, name = main}
      结束

      总结:

      • 1. BlockOperation 还提供了一个方法 addExecutionBlock,通过 addExecutionBlock: 就可以为 BlockOperation 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。

      • 2. 使用子类 BlockOperation,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。从而印证了blockOperationWithBlock: 中的操作也可能会在其他线程(非当前线程)中执行。

      • 3. 一般情况下,如果一个 BlockOperation 对象封装了多个操作。BlockOperation 是否开启新线程,取决于操作的个数。如果添加的操作的个数多,就会自动开启新线程。当然开启的线程数是由系统来决定的。

  • 使用自定义继承自 Operation 的子类

    Operation类提供了基本的逻辑来跟踪操作的执行状态,继承的子类只需要做一些实际业务工作。如何创建子类取决于并发执行还是非并发执行。我们可以使用自定义继承自 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 执行完返回的时候,这个操作就结束了。


    • 非并发Operation

      对于非并发的操作,在子类的Operation中,只需要复写main()就可以了。

      在main()方法中,写一些任务执行的代码等,另外在子类中可能还需要写一些初始化方法,以及一些访问读取数据的方法等等。

      至于Operation的几种状态,我们是不需要关心的,当main()方法执行完毕,即Operation任务结束。

      Operation类中还提供了cancel()的方法,所以在Operation执行的时候需要判断是否已经取消了,因为取消操作可能在开始之前就执行了,也可能在任务执行过程中,所以代码中需要加入isCancelled的判断。

        • 示例:

          class ViewController: UIViewController {
              override func viewDidLoad() {
                  super.viewDidLoad()
                  let op = MyOpertaion(data: "自定义Operation")
                  op.start()
              }
          }
          
          class MyOpertaion: Operation {
              var data: Any?
              init(data: Any) {
                  super.init()
                  self.data = data
              }
              
              override func main() {
                  var isDone = false
                  while !isCancelled && !isDone {
                      // 在此方法中做一些相关业务操作等,并在完成后将isDone设置为true
                      print("自定义Operation:\(Thread.current)")
                      // ......
                      isDone = true
                  }
              }
          }

          结果:

          自定义Operation:<NSThread: 0x6000030781c0>{number = 1, name = main}
    • 并发Operation

      Operation对象默认以同步方式执行,也就是说,在调用start方法的线程中执行任务。但是,由于OperationQueue为非并发操作提供线程,所以大多数Operation仍然是异步运行的。但是,如果我们手动使用Operation,不用OperationQueue,并且仍然希望它们异步运行,则必须采取适当的操作来确保能够做到这一点。我们可以通过将Operation对象定义为并发操作来实现这一点。至于并发的Operation,稍微有些复杂了,因为这里面的状态需要开发人员来管控。

    • 如果创建一个并发的Operation,则至少需要复写以下的方法或属性:
      • 需要重写的属性

        override var isExecuting: Bool{
            return _executing
        }
        
        override var isFinished: Bool{
            return _finished
        }
         
        override var isAsynchronous: Bool{
            return true
        }
      • 利用KVO来通知Operation的isExecuting(是否正在进行中),以及isFinished(是否已经完成)

        //指定用于记录任务是否执行
        private var _executing:Bool = false{
            //kvo isExecuting
            willSet{
                willChangeValue(forKey: ModifyState.isExecuting.rawValue)
            }
            didSet{
                didChangeValue(forKey: ModifyState.isExecuting.rawValue)
            }
        }
        //指定用于记录任务是否完成
        private var _finished:Bool = false{
            //kvo isFinished
            willSet{
                willChangeValue(forKey: ModifyState.isFinished.rawValue)
            }
            didSet{
                didChangeValue(forKey: ModifyState.isFinished.rawValue)
            }
        }
        /// 修改状态枚举(重写状态的字段标识)
        private enum ModifyState: String{
            case isExecuting = "isExecuting"
            case isFinished = "isFinished"
        }
      • 重写start方法,开辟新的线程执行需要的耗时工作。注意:不能调用父类的start方法。

        因为Operation有cancel方法来取消操作,而且我们并不知道在何时取消,所以我们需要在几个地方注意是否取消了操作.

        进入start方法时

        执行耗时的任务后

        override func start() {
            //检测取消状态
            if isCancelled {
                done()
                return
            }
            //修改状态->执行
            _executing = true
            //开启任务->并行,完成回调测试
            startTask()
        }
        
        //开启任务(模拟耗时任务)
        private func startTask(){
            DispatchQueue.global().async { [weak self] in
                print("线程:",Thread.current)
                //耗时
                sleep(2)
                for i in 0...2{
                    print("\(i)")
                }
                //检测状态
                if self?.isCancelled ?? false{
                    self?.done()
                    return
                }
                //
                DispatchQueue.main.async { [weak self] in
                    //完成
                    self?.completedBlock?(true)
                    self?.done()
                }
            }
        }
      • 重写cancle方法

        //重写取消
        override func cancel() {
          //加锁保证线程安全
            objc_sync_enter(self)
            done()
            objc_sync_exit(self)
        }
        
        //自定义cancel
        private func done() {
            super.cancel()
            print("done start",isCancelled)
            if(_executing) {
                _finished = true
                _executing = false
            }
            print("done end",isCancelled)
        }

五, 创建队列

  OperationQueue 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。下边是主队列、自定义队列的基本创建方法和特点。

  • 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(注:不包括操作使用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
    let mainQueue = OperationQueue.main
    - 示例
    class ViewController: UIViewController {
        override func viewDidLoad() {
            super.viewDidLoad()
            let mainQueue = OperationQueue.main
            let operation1 = BlockOperation {
                print("任务一:\(Thread.current)")
            }
            
            let opertaion2 = BlockOperation {
                print("任务二:\(Thread.current)")
            }
            
            let opertaion3 = BlockOperation {
                print("任务三:\(Thread.current)")
            }
            
            let opertaion4 = BlockOperation {
                print("任务四:\(Thread.current)")
            }
            
            mainQueue.addOperation(operation1)
            mainQueue.addOperation(opertaion2)
            mainQueue.addOperation(opertaion3)
            mainQueue.addOperation(opertaion4)
        }
    }

    打印:

    任务一:<NSThread: 0x6000009bc280>{number = 1, name = main}
    任务二:<NSThread: 0x6000009bc280>{number = 1, name = main}
    任务三:<NSThread: 0x6000009bc280>{number = 1, name = main}
    任务四:<NSThread: 0x6000009bc280>{number = 1, name = main}
  • 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
    let queue = OperationQueue()

    - 示例

    class ViewController: UIViewController {
        override func viewDidLoad() {
            super.viewDidLoad()
            
            let queue = OperationQueue()
            // 最大并发数
            queue.maxConcurrentOperationCount = 4
            let operation1 = BlockOperation {
                print("任务一 = \(Thread.current)")
            }
            let operation2 = BlockOperation {
                print("任务二 = \(Thread.current)")
            }
            let operation3 = BlockOperation {
                print("任务三 = \(Thread.current)")
            }
            let operation4 = BlockOperation {
                print("任务四 = \(Thread.current)")
            }
            queue.addOperation(operation1)
            queue.addOperation(operation2)
            queue.addOperation(operation3)
            queue.addOperation(operation4)
        }
    }

    打印:

    任务三 = <NSThread: 0x600000bd6980>{number = 4, name = (null)}
    任务二 = <NSThread: 0x600000ba1dc0>{number = 7, name = (null)}
    任务一 = <NSThread: 0x600000bf6500>{number = 6, name = (null)}
    任务四 = <NSThread: 0x600000bf7100>{number = 5, name = (null)}

六. OperationQueue 控制串行执行、并发执行

  最大并发操作数:maxConcurrentOperationCount

  • 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。

    class ViewController: UIViewController {
        override func viewDidLoad() {
            super.viewDidLoad()
            
            print("start")
            let queue = OperationQueue()
            queue.maxConcurrentOperationCount = 1; // 串行队列
            queue.addOperation {
                sleep(2)
                print("0---\(Date())\(Thread.current)")
            }
            queue.addOperation {
                sleep(2)
                print("1---\(Date())\(Thread.current)")
            }
            let operation1 = BlockOperation.init {
                sleep(2)
                print("2---\(Date())\(Thread.current)")
            }
            operation1.addExecutionBlock {
                sleep(2)
                print("3---\(Date())\(Thread.current)")
            }
            queue.addOperation(operation1)
            print("end")
        }
    }

    结果:

    start
    end
    0---2021-07-21 08:30:46 +0000<NSThread: 0x600003f23140>{number = 6, name = (null)}
    1---2021-07-21 08:30:48 +0000<NSThread: 0x600003f2d540>{number = 5, name = (null)}
    2---2021-07-21 08:30:50 +0000<NSThread: 0x600003f23140>{number = 6, name = (null)}
    3---2021-07-21 08:30:50 +0000<NSThread: 0x600003f2d540>{number = 5, name = (null)}
  • maxConcurrentOperationCount 大于1时,队列为并发队列。操作并发执行,当然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{自己设定的值,系统设定的默认最大值}。

    class ViewController: UIViewController {
        override func viewDidLoad() {
            super.viewDidLoad()
            
            print("start")
            let queue = OperationQueue()
            queue.maxConcurrentOperationCount = 4; // 串行队列
            queue.addOperation {
                sleep(2)
                print("0---\(Date())\(Thread.current)")
            }
            queue.addOperation {
                sleep(2)
                print("1---\(Date())\(Thread.current)")
            }
            let operation1 = BlockOperation.init {
                sleep(2)
                print("2---\(Date())\(Thread.current)")
            }
            operation1.addExecutionBlock {
                sleep(2)
                print("3---\(Date())\(Thread.current)")
            }
            queue.addOperation(operation1)
            print("end")
        }
    }

    结果:

    start
    end
    0---2021-07-21 08:33:23 +0000<NSThread: 0x600001aa89c0>{number = 2, name = (null)}
    1---2021-07-21 08:33:23 +0000<NSThread: 0x600001aace00>{number = 6, name = (null)}
    2---2021-07-21 08:33:23 +0000<NSThread: 0x600001aa07c0>{number = 4, name = (null)}
    3---2021-07-21 08:33:23 +0000<NSThread: 0x600001aa85c0>{number = 3, name = (null)}

七. Operation 操作依赖

  Operation、OperationQueue 最吸引人的地方是它能添加操作之间的依赖关系。通过操作依赖,我们可以很方便的控制操作之间的执行先后顺序。Operation 提供了3个接口供我们管理和查看依赖。

  • func addDependency(_ op: Operation); 添加依赖,使当前操作依赖于操作 op 的完成。

    class ViewController: UIViewController {
        override func viewDidLoad() {
            super.viewDidLoad()
            testDependency()
        }
        
        //测试op依赖关系
        //A,B - C
        //C,D - E
        func testDependency(){
            let opA = BlockOperation()
            let opB = BlockOperation()
            let opC = BlockOperation()
            let opD = BlockOperation()
            let opE = BlockOperation()
            ///创建任务
            opA.addExecutionBlock {
                for i in 0...10{
                    if i == 10{
                        print("A--\(i)")
                    }
                }
            }
            
            opB.addExecutionBlock {
                for i in 0...10{
                    if i == 10{
                        print("B--\(i)")
                    }
                }
            }
            
            opC.addExecutionBlock {
                for i in 0...10{
                    if i == 10{
                        print("C--\(i)")
                    }
                }
            }
            
            opD.addExecutionBlock {
                for i in 0...10{
                    if i == 10{
                        print("D--\(i)")
                    }
                }
                
            }
            
            opE.addExecutionBlock {
                for i in 0...10{
                    if i == 10{
                        print("E--\(i)")
                    }
                }
            }
            
            ///添加依赖
            opC.addDependency(opA)
            opC.addDependency(opB)
            opE.addDependency(opC)
            opE.addDependency(opD)
            let queue = OperationQueue()
            queue.maxConcurrentOperationCount = 6
            queue.addOperations([opA,opB,opC,opD,opE], waitUntilFinished: false)
            print("end")
        }
    }
  • func removeDependency(_ op: Operation); 移除依赖,取消当前操作对操作 op 的依赖。

  • var dependencies: [Operation] { get }; 在当前操作开始执行之前完成执行的所有操作对象数组。

  小心死锁: 如果Operation之间互相依赖,比如队列A中的Operation1依赖Operation2, 而Operation2依赖Operation3Operation3依赖Operation1, 这就会陷入互相等待的死锁。

八. Operation 优先级

  Operation 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normal。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

public enum QueuePriority : Int {
  case veryLow = -8
  case low = -4
  case normal = 0
  case high = 4
  case veryHigh = 8
}

  上边我们说过: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)。 

  那么,什么样的操作才是进入就绪状态的操作呢?
  当一个操作的所有依赖都已经完成时,操作对象通常会进入准备就绪状态,等待执行。
  
  举个例子,现在有4个优先级都是 normal(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。理解了进入就绪状态的操作,那么我们就理解了queuePriority 属性的作用对象。
  • 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。
class ViewController: UIViewController {
    override func viewDidLoad() {
        super.viewDidLoad()
        testQueuePriority()
    }
    
    func testQueuePriority(){
        let opA = BlockOperation()
        let opB = BlockOperation()
        let opC = BlockOperation()
        opA.addExecutionBlock {
            print("任务一:\(Thread.current)")
        }
        opB.addExecutionBlock {
            print("任务二:\(Thread.current)")
        }
        opC.addExecutionBlock {
            print("任务三:\(Thread.current)")
        }
        opA.queuePriority = .low
        opB.queuePriority = .high
        opC.queuePriority = .normal
        let queue = OperationQueue()
        queue.maxConcurrentOperationCount = 3
        queue.addOperations([opA, opB, opC], waitUntilFinished: false)
    }
}

九. Operation、OperationQueue 线程间的通信

  在 iOS 开发过程中,我们一般在主线程里边进行 UI 刷新,例如:点击、滚动、拖拽等事件。我们通常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。

class ViewController: UIViewController {
    override func viewDidLoad() {
        super.viewDidLoad()
        communication()
    }
    ///线程间通信
    func communication() {
        OperationQueue().addOperation {
            sleep(2)
            print("1---\(Date())\(Thread.current)")
            OperationQueue.main.addOperation({
                sleep(2)
                print("2---\(Date())\(Thread.current)")
            })
        }
    }
}

  可以看到:通过线程间的通信,先在其他线程中执行操作,等操作执行完了之后再回到主线程执行主线程的相应操作。

十. Operation、OperationQueue 线程同步和线程安全

  • 线程同步

    • 线程同步:
      可理解为线程 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。
    • 若每个线程中对全局变量、静态变量只有读操作,而无写操作,一般来说,这个全局变量是线程安全的;若有多个线程同时执行写操作(更改变量),一般都需要考虑线程同步,否则的话就可能影响线程安全。
  • 线程安全

    • 线程安全:
      如果你的代码所在的进程中有多个线程在同时运行,而这些线程可能会同时运行这段代码。如果每次运行结果和单线程运行的结果是一样的,而且其他的变量的值也和预期的是一样的,就是线程安全的。
    • 线程安全解决方案:
      可以给线程加锁,在一个线程执行该操作的时候,不允许其他线程进行操作。iOS 实现线程加锁有很多种方式。@synchronized、 NSLock、NSRecursiveLock、NSCondition、NSConditionLock、pthread_mutex、dispatch_semaphore、OSSpinLock、atomic(property) set/ge等等各种方式。这里我们使用 NSLock 对象来解决线程同步问题。NSLock 对象可以通过进入锁时调用 lock 方法,解锁时调用 unlock 方法来保证线程安全。
      考虑线程安全的代码:
      class ViewController: UIViewController {
          var ticketSurplusCount = 50
          override func viewDidLoad() {
              super.viewDidLoad()
              
              ///1.1 创建代表北京火车票售卖窗口
              let operationForBeiJing = OperationQueue()
              operationForBeiJing.maxConcurrentOperationCount = 1;
              ///1.2 创建卖票操作 op1
              let op1 = BlockOperation{ 
                  self.saleTicketSafe()
              }
              ///1.3 添加操作
              operationForBeiJing.addOperation(op1)
              
              
              ///2.1创建代表上海火车票售卖窗口
              let operationForShangHai = OperationQueue()
              operationForShangHai.maxConcurrentOperationCount = 1;
              ///2.2创建卖票操作 op2
              let op2 = BlockOperation{
                  self.saleTicketSafe()
              }
              ///2.3 添加操作
              operationForShangHai.addOperation(op2)
          }
          
          
          private func saleTicketSafe(){
              while true {
                  objc_sync_enter(self)
                  if self.ticketSurplusCount > 0 {
                      self.ticketSurplusCount-=1;
                      print("剩余票数:\(self.ticketSurplusCount) 窗口:\(Thread.current)")
                      sleep(2)
                  }
                  objc_sync_exit(self)
                  
                  if self.ticketSurplusCount <= 0 {
                      print("所有火车票均已售完")
                      break
                  }
              }
          }
      }

       

posted on 2021-07-21 17:41  梁飞宇  阅读(1152)  评论(1编辑  收藏  举报