【译】Swift并发编程三

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这里是`Swift并发编程系列`第三篇。主要包含`Operation`相关内容。

原文地址：https://ali-akhtar.medium.com/concurrency-in-swift-operations-and-operation-queue-part-3-a108fbe27d61

并发于并行的区别

这里是Swift并发编程系列第三篇（共四篇 一、二）。包含以下内容：

  1. Operations的状态
  2. 不同种类的Operations
  3. 如何取消Operations
  4. 什么是Operation Queue
  5. 如何使用Operation Queue管理Operations
  6. Operations的依赖管理
  7. Operations和GCD的区别

Operations

Operations是以面向对象的方式封装任务，便于异步执行。它可以配合Operation Queue使用，也可以单独使用。

Operation类是抽象基类，你必须使用其子类来完成任务。它定义了一些你在基类中必须实现的要求。另外，Foundation框架提供了两个实现，你可以直接使用。

Operations 的状态变更

一个Operation可以理解为一个状态机，也代表了其生命周期：

  1. instantiated，表示刚创建，创建完成后会转入isReady状态。
  2. 在执行完start方法后，将会转到isExecuting状态
  3. 在任务完成后，转到isFinished状态
  4. 在任务完成之前，cancel被调用，将会转到isCancelled状态

BlockOperation

这是系统提供的用于并发执行一个或多个Block的类。由于支持执行多个Block，它会存在类似group的特性，只有当BlockOperation的所有block都执行完后，这个Operation才算执行完。在BlockOperation中支持高级特性，如：依赖、KVO、通知、取消。

如下图，我们期望其异步执行。但坏消息是，它将阻塞主线程直到任务完成，因为我们在主线程调用了operation.start()

需要注意的是，若BlockOperation有多个待执行的任务，他们会并发执行，但依然会阻塞调用线程。如下图：

如果我们在其他线程调用start()方法，它也会将其阻塞：

我们可以添加Operation完成后执行的任务，他将在所有任务并发执行后执行：

NSInvocationOperation

在Objective-C中的NSInvocationOperation在Swift中不能使用。因为其依赖的NSInvocation及相关api在Swift中不可用。 -w922

自定义的 Operations

自定义Operations可以实现状态的完全控制。如下，我们自定义的Operation覆写了main方法，从而实现非并发的Operation。它也会阻塞其调用线程。

如果你计划独立使用Operation并希望它异步执行，那还有额外的工作要做。具体的我们将在下一节专门阐述。

Operation Queues

  1. Operation Queues是基于GCD的高层抽象。
  2. 使用Operation Queues，才能发挥Operations的真正实力。你无需手动调用start方法，取而代之的是将其添加到Queue中。
  3. Operation Queues是以面向对象的方式管理那些需要异步执行的任务。

使用Operation Queues

如下图，我们以Block的方式创建了两个Operation，并将他们添加到Queue中。之后这两个Operation均在后台线程开启并执行。当我们把Operation添加到Queue中，它就会尽快执行。

如果你想顺序的执行多个任务，只需将maxConcurrentOperationCount设置为1。如下：

maxConcurrentOperationCount限制了Queue中的Operation并发数量，默认值为-1，这意味着由系统决定最大并发数量。

依赖管理

如下图，我们可以通过在两个任务之间添加依赖来形成顺序执行的效果。

使用Operations Queue实现Dispatch Group

在之前的部分，我们使用GCD dispatch group实现了等待多个任务完成后继续之前的任务的效果。这里我们也可以使用Operation Queue来实现。

如上图，我们有3个任务，并希望他们并发执行，完成后再执行其他任务。这里我们做了如下工作：

  1. 创建一个Operation Queue
  2. 创建3个任务
  3. 继续创建了一个任务，它在之前的任务完成后才能执行
  4. 将blockOperations4的依赖设为之前的3个任务
  5. waitUntilFinished会阻塞当前线程，直到所有任务完成。这里我们传入false。

相比 GCD，Operation Queues的优点

  1. 相比GCD，可以很方便的设置任务的依赖
  2. 支持使用KVO监听任务的执行状态
  3. 任务支持暂停，取消。而使用GCD提交的任务，无法取消
  4. 更方便的控制并发数量