iOS开发——多线程篇——NSOperation（基于GCD多线程编程），下载图片并合成新图片

一、NSOperation的基本概念
1、简介
NSOperation的作用
配合使用NSOperation和NSOperationQueue也能实现多线程编程

NSOperation和NSOperationQueue实现多线程的具体步骤
先将需要执行的操作封装到一个NSOperation对象中
然后将NSOperation对象添加到NSOperationQueue中
系统会自动将NSOperationQueue中的NSOperation取出来
将取出的NSOperation封装的操作放到一条新线程中执行

2、NSOperation的子类
NSOperation是个抽象类，并不具备封装操作的能力，必须使用它的子类

使用NSOperation子类的方式有3种
NSInvocationOperation
NSBlockOperation
自定义子类继承NSOperation，实现内部相应的方法

二、NSOperation的具体使用
1、NSInvocationOperation
创建NSInvocationOperation对象
- (id)initWithTarget:(id)target selector:(SEL)sel object:(id)arg;

调用start方法开始执行操作
- (void)start;
一旦执行操作，就会调用target的sel方法

// 1.将操作封装到Operation中
    NSInvocationOperation *op1 = [[NSInvocationOperation alloc] initWithTarget:self selector:@selector(demo) object:nil];
    // 2.执行封装的操作
    // 如果直接执行NSInvocationOperation中的操作, 那么默认会在主线程中执行
    [op1 start];

注意
默认情况下，调用了start方法后并不会开一条新线程去执行操作，而是在当前线程同步执行操作
只有将NSOperation放到一个NSOperationQueue中，才会异步执行操作

2、创建NSBlockOperation对象
+ (id)blockOperationWithBlock:(void (^)(void))block;

通过addExecutionBlock:方法添加更多的操作
- (void)addExecutionBlock:(void (^)(void))block;

// 1.封装操作
    NSBlockOperation *op1 = [NSBlockOperation blockOperationWithBlock:^{
        NSLog(@"1- %@", [NSThread currentThread]);
    }];
    
    // 2.添加操作
    [op1 addExecutionBlock:^{
        NSLog(@"2- %@", [NSThread currentThread]);
    }];
    [op1 addExecutionBlock:^{
        NSLog(@"3- %@", [NSThread currentThread]);
    }];
    
    // 2.执行操作
    // 如果只封装了一个操作, 那么默认会在主线程中执行
    // 如果封装了多个操作, 那么除了第一个操作以外, 其它的操作会在子线程中执行
    [op1 start];

注意：只要NSBlockOperation封装的操作数 > 1，就会异步执行操作

3、自定义子类继承NSOperation

// 1.封装操作
    // 如果是自定义类继承于NSOperation, 那么需要将操作写到自定义类的main方法中
    // 这种实现方式, 可以提高代码的复用性
    CHGOperation *op1 = [[CHGOperation alloc] init];
    // 2.执行操作
    [op1 start];

三、NSOperationQueue
1、简介
NSOperationQueue的作用
NSOperation可以调用start方法来执行任务，但默认是同步执行的
如果将NSOperation添加到NSOperationQueue（操作队列）中，系统会自动异步执行NSOperation中的操作

添加操作到NSOperationQueue中
- (void)addOperation:(NSOperation *)op;

/*
     GCD队列:
     串行: 自己创建, 主队列
     并发: 自己创建, 全局
     
     NSOperationQueue:
     自己创建: alloc/init --> 默认是并发 --> 也可以让它串行
     主队列  : mainQueue
     */
    // 1.创建队列
    NSOperationQueue *queue = [[NSOperationQueue alloc] init];
    //    NSOperationQueue *queue = [NSOperationQueue mainQueue];
    
    // 2.封装任务
    NSInvocationOperation *op1 = [[NSInvocationOperation alloc] initWithTarget:self selector:@selector(demo) object:nil];
    NSInvocationOperation *op2 = [[NSInvocationOperation alloc] initWithTarget:self selector:@selector(test) object:nil];
    
    // 3.将任务添加到队列中
    // 只要将一个任务添加到alloc/init的队列中, 那么队列内部会自动调用start
    // 只要将一个任务添加到alloc/init的队列中, 就会开启一个新的线程执行队列
    [queue addOperation:op1];
    [queue addOperation:op2];

- (void)addOperationWithBlock:(void (^)(void))block;

    // 1.创建队列
    NSOperationQueue *queue = [[NSOperationQueue alloc] init];
     // 2.封装任务
     NSBlockOperation *op1 = [NSBlockOperation blockOperationWithBlock:^{
     NSLog(@"1 = %@", [NSThread currentThread]);
     }];
     [op1 addExecutionBlock:^{
     NSLog(@"2 = %@", [NSThread currentThread]);
     }];
     
     // 3.将任务添加到队列中
     [queue addOperation:op1];

    // 1.创建队列
    NSOperationQueue *queue = [[NSOperationQueue alloc] init];
    // 2.将任务添加到队列中
    // addOperationWithBlock方法会做两件事情
    // 2.1.根据传入的block, 创建一个NSBlockOperation对象
    // 2.2.将内部创建好的NSBlockOperation对象, 添加到队列中
    [queue addOperationWithBlock:^{
        NSLog(@"1 = %@", [NSThread currentThread]);
    }];
    [queue addOperationWithBlock:^{
        NSLog(@"2 = %@", [NSThread currentThread]);
    }];

2、最大并发数
什么是并发数
同时执行的任务数
比如，同时开3个线程执行3个任务，并发数就是3

最大并发数的相关方法
- (NSInteger)maxConcurrentOperationCount;
- (void)setMaxConcurrentOperationCount:(NSInteger)cnt;

// 1.创建队列
    NSOperationQueue *queue = [[NSOperationQueue alloc] init
                               ];
    // maxConcurrentOperationCount 默认等于 -1, 代表不限制, 可以创建N多线程
    // 默认就是并发
    // 如果想实现串行, 那么就设置maxConcurrentOperationCount = 1
    // 注意: 最大并发数, 不能设置为0, 否则任务不会被执行 
    如果想再主线程中执行任务, 那么直接创建mainQueu即可
    queue.maxConcurrentOperationCount = 0;
    
    // 2.创建任务
    NSBlockOperation *op1 = [NSBlockOperation blockOperationWithBlock:^{
        [NSThread sleepForTimeInterval:1];
        NSLog(@"1 = %@", [NSThread currentThread]);
    }];
    NSBlockOperation *op2 = [NSBlockOperation blockOperationWithBlock:^{
        [NSThread sleepForTimeInterval:1];
        NSLog(@"2 = %@", [NSThread currentThread]);
    }];
    NSBlockOperation *op3 = [NSBlockOperation blockOperationWithBlock:^{
        [NSThread sleepForTimeInterval:1];
        NSLog(@"3 = %@", [NSThread currentThread]);
    }];
    
    // 3.将任务添加到队列中
    [queue addOperation:op1];
    [queue addOperation:op2];
    [queue addOperation:op3];

3、队列的取消、暂停、恢复
取消队列的所有操作
- (void)cancelAllOperations;
提示：也可以调用NSOperation的- (void)cancel方法取消单个操作

// 任务只要被取消, 就不会再恢复了
    // 注意: 取消任务和暂停任务一样, 不会取消当前正在执行的任务, 只能取消还未执行的任务
    [self.queue cancelAllOperations];

// 判断用户是否点击了取消
    if (self.cancelled) {
        return;
    }

暂停和恢复队列
- (void)setSuspended:(BOOL)b; // YES代表暂停队列，NO代表恢复队列
- (BOOL)isSuspended;

// 暂停队列中的任务
    // 如果是YES, 代表需要暂停
    // 如果是NO ,代表不需要暂停 ==  恢复执行
//    self.queue.suspended = YES;
    
    if (self.queue.suspended) {
        // 恢复
        self.queue.suspended = NO;
    }else
    {
        // 暂停
        self.queue.suspended = YES;
    }

// 注意:
    // 1. 如果在任务执行的过程中暂停队列中的任务, 那么当前正在执行的任务并不会被暂停, 而是会暂停队列中的下一个任务
    // 2. 恢复任务, 是从队列第一个没有被执行过的任务开始恢复
//    self.queue.suspended = !self.queue.suspended;

四、NSOperation的其他用法
1、操作依赖
NSOperation之间可以设置依赖来保证执行顺序
比如一定要让操作A执行完后，才能执行操作B，可以这么写
[operationB addDependency:operationA]; // 操作B依赖于操作A

可以在不同queue的NSOperation之间创建依赖关系

注意：不能相互依赖比如A依赖B，B依赖A

2、操作的监听
可以监听一个操作的执行完毕
- (void (^)(void))completionBlock;
- (void)setCompletionBlock:(void (^)(void))block;

例如下载两张图片然后拼接这两张图片为一张

#import "ViewController.h"

@interface ViewController ()
@property (weak, nonatomic) IBOutlet UIImageView *imageView;

@end

@implementation ViewController
- (void)touchesBegan:(NSSet *)touches withEvent:(UIEvent *)event
{
    NSOperationQueue *queue = [[NSOperationQueue alloc] init];
    NSOperationQueue *queue2 = [[NSOperationQueue alloc] init];
//  将最大并发数设置为1 表示队列为串行
//    queue.maxConcurrentOperationCount = 1;
    
    __block UIImage *image1 = nil;
    __block UIImage *image2 = nil;
    // 1.开启一个线程下载第一张图片
    NSOperation *op1 = [NSBlockOperation blockOperationWithBlock:^{
        NSURL *url = [NSURL URLWithString:@"http://www.ibayue.com/images/fileup/201411/20141103150824.jpg"];
        NSData *data = [NSData dataWithContentsOfURL:url];
        // 2.生成下载好的图片
        UIImage *image = [UIImage imageWithData:data];
        image1 = image;
    }];
    
    // 2.开启一个线程下载第二长图片
    NSOperation *op2 = [NSBlockOperation blockOperationWithBlock:^{
        NSURL *url = [NSURL URLWithString:@"http://i0.letvimg.com/lc02_yunzhuanma/201503/07/00/48/170acdff2830753f89957742b0e8f5b8_25431356/thumb/2_400_225.jpg"];
        NSData *data = [NSData dataWithContentsOfURL:url];
        // 2.生成下载好的图片
        UIImage *image = [UIImage imageWithData:data];
        image2 = image;
        
    }];
    // 3.开启一个线程合成图片
    NSOperation *op3 = [NSBlockOperation blockOperationWithBlock:^{
        UIGraphicsBeginImageContext(CGSizeMake(200, 200));
        [image1 drawInRect:CGRectMake(0, 0, 100, 200)];
        [image2 drawInRect:CGRectMake(100, 0, 100, 200)];
        UIImage *newImage = UIGraphicsGetImageFromCurrentImageContext();
        UIGraphicsEndImageContext();
        
        // 4.回到主线程更新UI
        [[NSOperationQueue mainQueue] addOperationWithBlock:^{
            NSLog(@"回到主线程更新UI");
            self.imageView.image = newImage;
        }];
    }];
    
    
    // 监听任务是否执行完毕
    op1.completionBlock = ^{
        NSLog(@"第一张图片下载完毕");
    };
    op2.completionBlock = ^{
        NSLog(@"第二张图片下载完毕");
    };
    
    // 添加依赖
    // 只要添加了依赖, 那么就会等依赖的任务执行完毕, 才会执行当前任务
    // 注意:
    // 1.添加依赖, 不能添加循环依赖 
    //    [op1 addDependency:op3];
    // 2.NSOperation可以跨队列添加依赖
    [op3 addDependency:op1];
    [op3 addDependency:op2];
    
    
    // 将任务添加到队列中
    [queue addOperation:op1];
    [queue addOperation:op2];
    [queue2 addOperation:op3];
}
@end

3、自定义NSOperation
自定义NSOperation的步骤很简单
重写- (void)main方法，在里面实现想执行的任务

重写- (void)main方法的注意点
自己创建自动释放池（因为如果是异步操作，无法访问主线程的自动释放池）
经常通过- (BOOL)isCancelled方法检测操作是否被取消，对取消做出响应