NSOperationQueue 串行 FIFO 队列

Question

将 NSoperationQueue 对象的 maxConcurrentOperationCount 属性设置为 1，可以将其作为串行 FIFO 队列使用吗？

我注意到文档中提到...

对于最大并发操作数设置为 1 的队列，这相当于一个串行队列。但是，你不应该依赖操作对象的串行执行。

这是否意味着不能保证 FIFO 执行顺序？

- Barjavel

Answer 1

在大多数情况下，它将是先进先出(FIFO)。但是，您可以设置NSOperations之间的依赖关系，使早期提交的操作在队列中让其他操作跳过它，直到满足其依赖关系。

这种依赖关系管理是文档指出FIFO无法保证的原因。但是，如果不使用依赖项，则应该可以放心依赖它。

更新： NSOperation还具有queuePriority属性，这也可能导致操作以非FIFO顺序执行。没有待处理依赖项的最高优先级操作将始终首先执行。

NSOperation子类还可以重写-isReady方法，这可能会导致它返回到队列中。

因此，您的队列上的执行被保证为串行的，即在此队列中不会同时运行超过一个操作。但是Apple不能保证FIFO；这取决于您放入其中的操作正在做什么。

- BJ Homer

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执行顺序还取决于操作队列的优先级。 - JeremyP

那么，如果我的操作都具有相同的优先级，没有依赖性，并且仅依赖于isReady的超类实现（我没有覆盖），那么它应该会产生一个FIFO队列？ - Barjavel

主队列绑定到单个线程，因此本质上只能一次运行一个操作。因此，它的maxConcurrentOperationCount已经是1。将其再次设置为1不会造成任何问题。 - BJ Homer

每次将操作添加到队列中都会获得一个新线程（可能有数百个），大多数线程会等待信号量，这种方式似乎不太有效率来执行串行队列。 - Symmetric

这是你BJ Homer吗？http://www.atsloginc.com/nsoperationqueue-serial-fifo-queue/。看起来确实像更多的代码和类似的东西。 - Matthew Ferguson

Answer 2

根据文档所述，队列不是先进先出的。如果您确保任何新操作都依赖于队列中添加的最后一个操作，并且它一次只能运行单个操作，则可以使其严格遵循FIFO。Omar的解决方案是正确的，但更普遍的做法是：

NSOperationQueue* queue = [[ NSOperationQueue alloc ] init];
queue.maxConcurrentOperationCount = 1;

NSOperation* someOperation = [ NSBlockOperation blockOperationWithBlock:^(void) { NSLog(@"Done.");} ];

if ( queue.operations.count != 0 )
    [ someOperation addDependency: queue.operations.lastObject ];

这个可以工作是因为queue.operations是一个数组：无论你添加什么，它都不会被重新排序（例如它不是一个NSSet）。您还可以简单地向NSOperationQueue添加一个类别：

@interface NSOperationQueue (FIFOQueue)
- (void) addOperationAfterLast:(NSOperation *)op;
@end

@implementation NSOperationQueue (FIFOQueue)

- (void) addOperationAfterLast:(NSOperation *)op
{
    if ( self.maxConcurrentOperationCount != 1)
        self.maxConcurrentOperationCount = 1;

    NSOperation* lastOp = self.operations.lastObject;
    if ( lastOp != nil )
        [ op addDependency: lastOp ];

    [ self addOperation:op];
}

@end

使用queue addOperationAfterLast:myOperation。队列优先级与FIFO无关，而是与作业调度有关。

编辑：根据下面的评论，如果仅检查数量时挂起队列也是不够的。我认为这种形式是可以的（经过测试，这不会创建竞态条件并且不会崩溃）。

一些信息：https://developer.apple.com/library/mac/documentation/Cocoa/Reference/NSOperationQueue_class/#//apple_ref/occ/instp/NSOperationQueue/suspended

- Daniel

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这种解决方案存在问题。我一直在使用它。偶尔，在检查queue.operations.count之后，队列的lastObject会消失。这很少见，但确实发生了。而且我不确定该如何解决它。 - Darren Black

好的，我没有看到这一点，但是是的：如果在队列运行时检查操作计数，可能会在我们进入if条件时结束。我认为修改后的形式更好、更安全：（这里的测试不会崩溃，而尝试挂起队列的任何尝试都不起作用（未显示）。） - Daniel

这就是我想到的解决方案：创建一个本地变量，防止NSOperation被释放。 - Darren Black

在添加所有操作时，暂停队列。 - malhal

@malhal 这样行吗？我认为当您暂停操作队列时，它不会启动任何新操作，但正在执行的任何操作都将继续。如果是这种情况，那么暂停队列不会阻止最后一个操作在 queue.operations.count 检查之后完成。因此问题仍然存在。 - Gordonium

Answer 3

使用nsInvocationopration来制作一个简单的FIFO队列，你需要将一个操作设置为依赖于另一个操作，使用addDependency:方法。

NSOperationQueue *queue = [[NSOperationQueue alloc] init];
NSInvocationOperation *oper1 = [[NSInvocationOperation alloc] initWithTarget:self selector:@selector(doSth:) object:@"1"];

NSInvocationOperation *oper2 = [[NSInvocationOperation alloc] initWithTarget:self selector:@selector(doSth:) object:@"2"];
NSInvocationOperation *oper3 = [[NSInvocationOperation alloc] initWithTarget:self selector:@selector(doSth:) object:@"3"];

[oper2 addDependency:oper1];
[oper3 addDependency:oper2];
//oper3 depends on oper2 wich depends on oper1
//order of execution will ber oper1->oper2->oper3

//Changing the oreder will not change the result
[queue addOperation:oper2];
[queue addOperation:oper3];
[queue addOperation:oper1];


- (void) doSth:(NSString*)str
{
    NSLog(str); //log will be 1 2 3
    //When you remove the addDependency calls, the logging result that i got where
    //different between consecutive runs i got the following
    //NSLog(str); //log will be 2 1 3
    //NSLog(str); //log will be 3 1 2
}

注意: 如果您正在使用NSInvocationOperation，那么将maxConcurrentOperationCount设置为1可能会对您有所帮助，因为您无法编辑isReady

但是，如果您计划创建自己的NSOperation子类，则maxConcurrentOperationCount=1不是一个好的解决方案

因为在NSOperation派生类中，您可以重写isReady函数并返回no（想象一下某个需要从服务器等待一些数据才能正常运行的操作），在这些情况下，您将返回isReady no直到您真正准备好了 在这些情况下，您需要在队列内的操作之间添加依赖关系

来自苹果文档的说明：这相当于串行队列。但是，您永远不应该依赖于操作对象的串行执行。操作的可用性更改可能会更改结果的执行顺序

- Omar Abdelhafith

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你能解释一下为什么依赖关系是必要的吗？ - BJ Homer

你在示例中的队列没有像OP指定的maxConcurrentOperationCount = 1。如果设置了这个值，它还会发生吗？ - BJ Homer

在这个例子中不会出现这种情况，但考虑一个更大的操作，在这种情况下您需要子类化NSOperation并覆盖isReady方法，而您的isReady实现可能会返回no。请考虑以下苹果文档中的注释：这相当于一个串行队列。然而，您永远不应该依赖操作对象的串行执行。操作的可用性的变化可以改变其执行顺序。 - Omar Abdelhafith

好的，那是一个有效的例子。但是你原来的回答完全无效；NSInvocationOperation本身并没有做任何会导致非FIFO执行顺序的事情。 - BJ Homer

是的，你说得对，我的例子确实不好，也许我应该编辑一下并添加更多的解释 :) - Omar Abdelhafith