NSOperation

Mattt Thompson撰写、 Henry Lee翻译、 发布于

我们都知道,让程序瞬间加载并且快速响应的秘诀在于后台异步执行任务。

现在的Objective-C开发者一般有两个选择,分别是Grand Central Dispatch或者NSOperation。现在GCD已经逐渐发展成主流了,所以我们来谈谈后者,一个面向对象的解决办法。

NSOperation表示了一个独立的计算单元。作为一个抽象类,它给了它的子类一个十分有用而且线程安全的方式来建立状态、优先级、依赖性和取消等的模型。或者,你不是很喜欢再自己继承NSOperation的话,框架还提供NSBlockOperation,这是一个继承自NSOperation且封装了block的实体类。

很多执行任务类型的案例都很好的运用了NSOperation,包括网络请求,图像压缩,自然语言处理或者其他很多需要返回处理后数据的、可重复的、结构化的、相对长时间运行的任务。

但是仅仅把计算封装进一个对象而不做其他处理显然没有多大用处,我们还需要NSOperationQueue来大显身手。

NSOperationQueue控制着这些并行操作的执行,它扮演者优先级队列的角色,让它管理的高优先级操作(NSOperation -queuePriority)能优先于低优先级的操作运行的情况下,使它管理的操作能基本遵循先进先出的原则执行。此外,在你设置了能并行运行的操作的最大值(maxConcurrentOperationCount)之后,NSOperationQueue还能并行执行操作。

让一个NSOperation操作开始,你可以直接调用-start,或者将它添加到NSOperationQueue中,添加之后,它会在队列排到它以后自动执行。

现在让我们通过怎样使用和怎样通过继承实现功能来看看NSOperation稍微复杂的部分。

状态

NSOperation包含了一个十分优雅的状态机来描述每一个操作的执行。

isReadyisExecutingisFinished

为了替代不那么清晰的state属性,状态直接由上面那些keypath的KVO通知决定,也就是说,当一个操作在准备好被执行的时候,它发送了一个KVO通知给isReady的keypath,让这个keypath对应的属性isReady在被访问的时候返回YES

每一个属性对于其他的属性必须是互相独立不同的,也就是同时只可能有一个属性返回YES,从而才能维护一个连续的状态: - isReady: 返回 YES 表示操作已经准备好被执行, 如果返回NO则说明还有其他没有先前的相关步骤没有完成。 - isExecuting: 返回YES表示操作正在执行,反之则没在执行。 - isFinished : 返回YES表示操作执行成功或者被取消了,NSOperationQueue只有当它管理的所有操作的isFinished属性全标为YES以后操作才停止出列,也就是队列停止运行,所以正确实现这个方法对于避免死锁很关键。

取消

早些取消那些没必要的操作是十分有用的。取消的原因可能包括用户的明确操作或者某个相关的操作失败。

与之前的执行状态类似,当NSOperation-cancel状态调用的时候会通过KVO通知isCancelled的keypath来修改isCancelled属性的返回值,NSOperation需要尽快地清理一些内部细节,而后到达一个合适的最终状态。特别的,这个时候isCancelledisFinished的值将是YES,而isExecuting的值则为NO。

有一件肯定需要注意的事情就是关于单词"cancel"的拼法特性,尽管各类英语的习惯不尽相同,但是对于NSOperation来说: - cancel: 方法调用里只需要一个L(动词) - isCancelled: 属性里需要两个L(形容词)

优先级

不可能所有的操作都是一样重要,通过以下的顺序设置queuePriority属性可以加快或者推迟操作的执行:

  • NSOperationQueuePriorityVeryHigh
  • NSOperationQueuePriorityHigh
  • NSOperationQueuePriorityNormal
  • NSOperationQueuePriorityLow
  • NSOperationQueuePriorityVeryLow

此外,有些操作还可以指定threadPriority的值,它的取值范围可以从0.01.01.0代表最高的优先级。鉴于queuePriority属性决定了操作执行的顺序,threadPriority则指定了当操作开始执行以后的CPU计算能力的分配,如果你不知道这是什么,好吧,你可能根本没必要知道这是什么。

依赖性

根据你应用的复杂度不同,将大任务再分成一系列子任务一般都是很有意义的,而你能通过NSOperation的依赖性实现。

比如说,对于服务器下载并压缩一张图片的整个过程,你可能会将这个整个过程分为两个操作(可能你还会用到这个网络子过程再去下载另一张图片,然后用压缩子过程去压缩磁盘上的图片)。显然图片需要等到下载完成之后才能被调整尺寸,所以我们定义网络子操作是压缩子操作的依赖,通过代码来说就是:

[resizingOperation addDependency:networkingOperation];
[operationQueue addOperation:networkingOperation];
[operationQueue addOperation:resizingOperation];

除非一个操作的依赖的isFinished返回YES,不然这个操作不会开始。时时牢记将所有的依赖关系添加到操作队列很重要,不然会像走路遇到一条大沟,就走不过去了哟。

此外,确保不要意外地创建依赖循环,像A依赖B,B又依赖A,这也会导致杯具的死锁。

completionBlock

有一个在iOS 4和Snow Leopard新加入的十分有用的功能就是completionBlock属性。

每当一个NSOperation执行完毕,它就会调用它的completionBlock属性一次,这提供了一个非常好的方式让你能在视图控制器(View Controller)里或者模型(Model)里加入自己更多自己的代码逻辑。比如说,你可以在一个网络请求操作的completionBlock来处理操作执行完以后从服务器下载下来的数据。


对于现在Objective-C程序员必须掌握的工具中,NSOperation依然是最基本的一个。尽管GCD对于内嵌异步操作十分理想,NSOperation依旧提供更复杂、面向对象的计算模型,它对于涉及到各种类型数据、需要重复处理的任务又是更加理想的。在你的下一个项目里使用它吧,让它及带给用户欢乐,你自己也会很开心的。