Operation Queue 技术实践引言 Operation Queue 概述 Cocoa 操作是一种面向对象的方式

引言

Operation Queue 概述

Cocoa 操作是一种面向对象的方式，用于封装需要异步执行的工作。操作可以单独使用，也可以与操作队列结合使用。

基础概念

NSOperation

它是一个抽象类，用于定义需要执行的任务。你可以子类化或者使用它的系统子类BlockOpeation

自定义NSOperation

// 继承Operation
class MyOperation: Operation {
    override func main() {
        Thread.sleep(forTimeInterval: 2.0)
        print("do something (Thread.current)")
    }
}
let op = MyOperation()
// 不会开启线程，如果operation被添加到Operation Queue, 手动调用`start()`会导致异常
op.start()

NSBlockOperation

let operation = BlockOperation {
    print("do something")
}
// 不会开启线程，如果operation被添加到Operation Queue, 手动调用`start()`会导致异常
operation.start()

Operation Queues

NSOperationQueue 是一个高效的队列，专门用于管理NSOperation对象。它负责操作的执行顺序，并提供了并发执行的能力

class MyOperation: Operation {
    override func main() {
        Thread.sleep(forTimeInterval: 2.0)
        print("op1: do something (Thread.current)")
    }
}
let op1 = MyOperation()
let op2 = BlockOperation {
    print("op2: do something (Thread.current)")
}
let op3 = BlockOperation {
    print("op3: do something (Thread.current)")
}
let queue = OperationQueue()

// 设置最大并发数,当最大并发数是1 时，此时和Dispatch串行队列类似
queue.maxConcurrentOperationCount = 6

//设置依赖管理 执行书序 op1 -> op2 -> op3
op2.addDependency(op1)
op3.addDependency(op2)

// 添加到Operation Queue，由Operation Queue 调度
queue.addOperation(op1)
queue.addOperation(op2)
queue.addOperation(op3)

// 取消操作不会自动将它们从队列中移除，也不会停止那些正在执行的操作。对于已排队且等待执行的操作，队列仍然会尝试执行该操作，然后才会识别到它已被取消并将其移至完成状态。对于那些已经在执行的操作，操作对象本身必须检查是否已被取消，并停止正在进行的工作，以便能移至完成状态。在这两种情况下，已完成（或取消）的操作仍有机会执行其完成块（completion block），然后才会从队列中移除。
queue.cancelAllOperations()

Operation 的状态
- isReady 操作是否已准备好执行
- isExecuting 操作是否正在执行
- isFinished 操作是否已完成
- isCancelled 操作是否已经取消
注意 我们一般会在Operation main()函数中检查状态isCancelled，如果main()函数中有多个耗时子任务，我们可以多次检查这个状态，以便及时退出，减少资源占用。
取消任务

有两种方式可以取消任务。

调用opeation的cancel()函数
调用operationQueue的cancelAllOperations函数, 他会对队列中所有Opeation 调用cancel()函数. 注意：对于那些正在等待执行的操作，队列仍然尝试执行操作，然后识别到取消状态，将它变为已完成状态。对于已经执行的操作，操作对象必须检查取消状态，并停止正在进行的工作，以便可以移到已完成状态。

实战

自定义两个Operation， Download Operation 负责下载图片并存入磁盘，Process Operation 负责读取图片并处理图片，处理完成时展示图片。Process Operation 依赖 Download Operation。

注意：completionBlock 只是任务完成的一个通知，可以在闭包里更新UI, 但是不能在里面给别的Operation 传递参数，因为此时下一个Opeation 可能已经开始执行。比如在这个例子中不能在download operation 的completionBlock 给 processOperation 传递参数。

  @IBAction func startDownload(_ sender: NSButton) {
        imageView1.image = nil


        let imageURL =
            URL(string: "https://cdn.arstechnica.net/wp-content/uploads/2018/06/macOS-Mojave-Dynamic-Wallpaper-transition.jpg")!
        
        let downloadOperation = DownloadImageOperation(imageURL: imageURL, diskPath: pathSaveToDisk)
        
        let processOperation = ProcessImageOperation(diskPath: pathSaveToDisk)
        
        // 处理图片完成后更新UI
        processOperation.completionBlock = {
            // 主队列更新UI
            DispatchQueue.main.async {
                self.imageView1.image = processOperation.outputImage
            }
        }
        
        // 添加依赖，图片下载到磁盘后，读取磁盘的图片并处理
        processOperation.addDependency(downloadOperation)
        
        operationQueues.addOperation(downloadOperation)
        operationQueues.addOperation(processOperation)
    }

class ProcessImageOperation: Operation {
    let diskPath: String
    var outputImage: NSImage?
    init(diskPath: String) {
        self.diskPath = diskPath
    }
    
    override func main() {
        // 检查是否已取消
        guard !isCancelled else { return }
        guard let imageToBeProcessed = CIImage(contentsOf: URL(fileURLWithPath: diskPath)) else { return }
        outputImage = applyFilter(to: imageToBeProcessed)
    }
    
    private func applyFilter(to image: CIImage) -> NSImage? {
        let filter = CIFilter(name: "CIFalseColor")!
        filter.setValue(image, forKey: kCIInputImageKey)
        filter.setValue(CIColor(red: 0.0, green: 0.0, blue: 1.0), forKey: "inputColor0")
        filter.setValue(CIColor(red: 0.0, green: 1.0, blue: 0.0), forKey: "inputColor1")
        guard let effectImage = filter.outputImage else { return nil }
        
        let context = CIContext()
        guard let cgImage = context.createCGImage(effectImage, from: effectImage.extent) else { return nil }
        let nsImage = NSImage(cgImage: cgImage, size: effectImage.extent.size)
        return nsImage
    }
}

class DownloadImageOperation: Operation {
    
    var imageURL: URL
    let diskPath: String
    init(imageURL: URL, diskPath: String) {
        self.imageURL = imageURL
        self.diskPath = diskPath
    }
    
    override func main() {
        // 检查是否已取消
        guard !isCancelled else { return }
        // 下载图片
        guard let downloadedData = try? Data(contentsOf: imageURL) else { return }
        // 存储图片到磁盘
        do {
            try downloadedData.write(to: URL(fileURLWithPath: diskPath))
        } catch {
            print("Failed to write image to disk: \(error)")
        }
    }
}

结语

希望通过这篇文章的介绍，大家对 Operation Queue 有了更全面的了解，并能在实际项目中有效的应用这一技术，从而打造更加高效和稳定的程序。

感谢阅读，如果你有任何疑问或者建议，欢迎在评论区留言交流！

Operation Queue 技术实践

引言

Operation Queue 概述

基础概念

NSOperation

Operation Queues

Operation 的状态

取消任务

实战

结语