如何使用NSOperations和NSOperationQueues
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发布时间：2022-04-22 06:36
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时间：2023-09-21 14:19
每个苹果技术开发者可能都遇见过令人沮丧的情况，那就是当你点击某个ios应用或者mac应用时，或者当你点击按钮或者输入文本时，突然间，用户交互界面停止了响应。
在一款移动端iOS程序中，用户期望你的app可以即时地响应他们的触摸操作，然而app反应迟钝或者不反应就会让人非常厌烦，用户通常会给出不好的评价。
然而说的容易做就难。一旦你的app需要执行多个任务，事情很快就会变得复杂起来。在主运行回路中并没有很多时间去执行繁重的工作，并且还有一直提供可响应的UI界面。
两难的开发者要怎么做呢？一种方法是通过并发操作将部分任务从主线程中撤离。并发操作意味着你的程序可以在操作中同时执行多个流（或者线程）-这样，当你执行任务时，交互界面可以保持响应。
一种在iOS中执行并发操作的方法，是使用NSOperation和NSOperationQueue类。在本教程中，你将学习如何使用它们！你会先创建一款不使用多线程的app，这样它会变得响应非常迟钝。然后改进程序，添加上并行操作–并且希望–可以提供一个交互响应更好的界面给用户！
在开始阅读这篇教程之前，先阅读我们的 Multithreading and Grand Central Dispatch on iOS for Beginners Tutorial会很有帮助。然而，因为本篇教程比较通俗易懂，所以也可以不必阅读这篇文章。
背景知识
在你学习这篇教程之前，有几个技术概念需要先解决下。
也许你听说过并发和并行操作。从技术角度来看，并发是程序的属性，而并行运作是机器的属性。并行和并发是两种分开的概念。作为程序员，你不能保证你的代码会在能并行执行你的代码的机器上运行。然而，你可以设计你的代码，让它使用并发操作。
首先，有必要定义几个术语：
任务：一项需要完成的，简单，单一的任务。
线程：一种由操作系统提供的机制，允许多条指令在一个单独的程序中同时执行。
进程：一段可执行的代码，它可以由几个线程组成。
（注意：在iPhone和Mac中，线程功能是由POSIXThreadsAPI（或者pthreads）提供的，它是操作系统的一部分。这是相当底层的东西，你会发现很容易犯错；也许线程最坏的地方就是那些极难被发现的错误吧！
Foundation框架包含了一个叫做NSThread的类，他更容易处理，但是使用NSThread管理多个线程仍然是件令人头疼的事情。NSOperation和NSOperationQueue是更高级别的类，他们大大简化了处理多个线程的过程。）
在这张图中，你可以看到进程，线程和任务之间的关系：
在这张图中，线程2执行了读文件的操作，而线程1执行了用户界面相关的代码。这跟你在iOS中构建你的代码很相似–主线程应该执行任何与用户界面有关的任务，然后二级线程应该执行缓慢的或者长时间的操作（例如读文件，访问网络等等）
NSOperationvs.GrandCentralDispatch(GCD)
你也许听说过GrandCentralDispatch(GCD)。简而言之，GCD包含语言特性，运行时刻库和系统增强（提供系统性和综合性的提升，从而在iOS和OSX的多核硬件上支持并发操作）。如果你希望更多的了解GCD，你可以阅读Multithreading and Grand Central Dispatch on iOS for Beginners Tutorial教程。
在MacOSXv10.6和iOS4之前，NSOperation与NSOperationQueue不同于GCD，他们使用了完全不同的机制。从MacOSXv10.6和iOS4开始，NSOperation和NSOperationQueue是建立在GCD上的。作为一种通例，苹果推荐使用最高级别的抽象，然而当评估显示有需要时，会突然降到更低级别。
以下是对两者的快速比较，它会帮助你决定何时何地去使用GCD或者NSOperation和NSOperationQueue;
GCD是一种轻量级的方法来代表将要被并发执行的任务单位。你并不需要去计划这些任务单位；系统会为你做计划。在块（block）中添加依赖会是一件令人头疼的事情。取消或者暂停一个块会给一个开发者产生额外的工作！
NSOperation和NSOperationQueue对比GCD会带来一点额外的系统开销，但是你可以在多个操作（operation）中添加附属。你可以重用操作，取消或者暂停他们。NSOperation和 Key-Value Observation (KVO)是兼容的；例如，你可以通过监听NSNotificationCenter去让一个操作开始执行。
初步的工程模型
在工程的初步模型中，你有一个由字典作为其数据来源的table view。字典的关键字是图片的名字，每个关键字的值是图片所在的URL地址。本工程的目标是读取字典的内容，下载图片，应用图片滤镜操作，最后在table view中显示图片。
以下是该模型的示意图：
（注意：如果你不想先创建一个非线程版本的工程，而是想直接进入多线程方向，你可以跳过这一节，下载我们在本节中创建的第一版本工程。所有的图片来自stock.xchng。在数据源中的某些图片是有意命名错误，这样就有例子去测试下载图片失败的情况。）
启动Xcode并使用iOSApplicationEmpty Application模版创建一个新工程，然后点击下一步。将它命名为ClassicPhotos。选择Universal, 勾选上Use Automatic Reference Counting（其他都不要选），然后点击下一步。将工程保存到任意位置。
从Project Navigator中选择ClassicPhoto工程。选择Targets ClassicPhotosBuild Phases 然后展开Link Binary with Libraries。使用+按钮添加Core Image framework(你将需要Core Image来做图像滤镜处理)。
在Project Navigator中切换到AppDelegate.h 文件，然后导入ListViewController文件 — 它将会作为root view controller，接下来你会定义它。ListViewController是UITableViewController的子类。
#import "ListViewController.h"
切换到AppDelegate.m，定位到application:didFinishLaunchingWithOptions:，实例化一个ListViewController的对象，然后设置他为UIWindow的root view controller。
- (BOOL)application:(UIApplication *)application didFinishLaunchingWithOptions:(NSDictionary *)launchOptions {
self.window = [[UIWindow alloc] initWithFrame:[[UIScreen mainScreen] bounds]];
self.window.backgroundColor = [UIColor whiteColor];
/*
ListViewController is a subclass of UITableViewController.
We will display images in ListViewController.
Here, we wrap our ListViewController in a UINavigationController, and set it as the root view controller.
*/
ListViewController *listViewController = [[ListViewController alloc] initWithStyle:UITableViewStylePlain];
UINavigationController *navController = [[UINavigationController alloc] initWithRootViewController:listViewController];
self.window.rootViewController = navController;
[self.window makeKeyAndVisible];
return YES;
}
注意：加入在这之前你还没有创建界面，这里给你展示不使用Storyboards或者xib文件，而是程序来创建界面。在这篇教程里面，我们就简单使用一下这样的方式。
下面就创建一个UITableViewController的子类，命名为ListViewController。切换到ListViewController.h，做一下修改：
// 1
#import
#import
// 2
#define kDatasourceURLString @"http://www.raywenderlich.com/downloads/ClassicPhotosDictionary.plist"
// 3
@interface ListViewController : UITableViewController
// 4
@property (nonatomic, strong) NSDictionary *photos; // main data source of controller
@end
现在让我们来看看上面代码的意思吧：
1、引入UIKitandCoreImage，也就是import头文件。
2、为了方便点，我们就宏定义kDatasourceURLString这个是数据源的地址字符串。
3、然后让ListViewController成为UITableViewController的子类，也就是替换NSObject为UITableViewController。
4、声明一个NSDictionary的实例对象，这个也就是数据源。
现在切换到ListViewController.m，也做下面的改变：
@implementation ListViewController
// 1
@synthesize photos = _photos;
#pragma mark -
#pragma mark - Lazy instantiation
// 2
- (NSDictionary *)photos {
if (!_photos) {
NSURL *dataSourceURL = [NSURL URLWithString:kDatasourceURLString];
_photos = [[NSDictionary alloc] initWithContentsOfURL:dataSourceURL];
}
return _photos;
}
#pragma mark -
#pragma mark - Life cycle
- (void)viewDidLoad {
// 3
self.title = @"Classic Photos";
// 4
self.tableView.rowHeight = 80.0;
[super viewDidLoad];
}
- (void)viewDidUnload {
// 5
[self setPhotos:nil];
[super viewDidUnload];
}
#pragma mark -
#pragma mark - UITableView data source and delegate methods
// 6
- (NSInteger)tableView:(UITableView *)tableView numberOfRowsInSection:(NSInteger)section {
NSInteger count = self.photos.count;
return count;
}
// 7
- (CGFloat)tableView:(UITableView *)tableView heightForRowAtIndexPath:(NSIndexPath *)indexPath {
return 80.0;
}
- (UITableViewCell *)tableView:(UITableView *)tableView cellForRowAtIndexPath:(NSIndexPath *)indexPath {
static NSString *kCellIdentifier = @"Cell Identifier";
UITableViewCell *cell = [tableView dequeueReusableCellWithIdentifier:kCellIdentifier];
if (!cell) {
cell = [[UITableViewCell alloc] initWithStyle:UITableViewCellStyleDefault reuseIdentifier:kCellIdentifier];
cell.selectionStyle = UITableViewCellSelectionStyleNone;
}
// 8
NSString *rowKey = [[self.photos allKeys] objectAtIndex:indexPath.row];
NSURL *imageURL = [NSURL URLWithString:[self.photos objectForKey:rowKey]];
NSData *imageData = [NSData dataWithContentsOfURL:imageURL];
UIImage *image = nil;
// 9
if (imageData) {
UIImage *unfiltered_image = [UIImage imageWithData:imageData];
image = [self applySepiaFilterToImage:unfiltered_image];
}
cell.textLabel.text = rowKey;
cell.imageView.image = image;
return cell;
}
#pragma mark -
#pragma mark - Image filtration
// 10
- (UIImage *)applySepiaFilterToImage:(UIImage *)image {
CIImage *inputImage = [CIImage imageWithData:UIImagePNGRepresentation(image)];
UIImage *sepiaImage = nil;
CIContext *context = [CIContext contextWithOptions:nil];
CIFilter *filter = [CIFilter filterWithName:@"CISepiaTone" keysAndValues: kCIInputImageKey, inputImage, @"inputIntensity", [NSNumber numberWithFloat:0.8], nil];
CIImage *outputImage = [filter outputImage];
CGImageRef outputImageRef = [context createCGImage:outputImage fromRect:[outputImage extent]];
sepiaImage = [UIImage imageWithCGImage:outputImageRef];
CGImageRelease(outputImageRef);
return sepiaImage;
}
@end
上面增加了很多代码，不要惊慌，我们这就来解释一下：
1、Synthesize这个photos实例变量。
2、这里其实是重写了photos的get函数，并且在里面实例化这个数据源对象。
3、设置这个导航栏上的title。
4、设置tableview的行高为80.0
5、当这个ListViewControllerunloaded的时候，设置photos为nil
6、返回这个tableview有多少行
7、这个是UITableViewDelegate的可选的回调方法，然后设置每一行的高度都为80.0，其实每一行默认的44.0的高度。
8、取得这个dictionay的key，然后得到value，就可以得到url了，然后使用nsdata来下载这个图像。
9、加入你已经成功下载这个数据，就可以创建图像，并且可以使用深褐色的滤镜来处理一下。
10、这个方法就是对这个图像使用深褐色的滤镜。假如你想要知道更多关于CoreImagefilters的知识，你可以看看Beginning Core Image in iOS 5 Tutorial。
那下面来试试。编译运行，深褐色图像也出现了，但是似乎他们出现的有点慢。
是时候想想如何提升用户体验了！
