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HarmonyOS 基礎(chǔ)之線程管理

作者：汪剛
開發(fā) 前端 OpenHarmony
不同應(yīng)用在各自獨立的進程中運行。當(dāng)應(yīng)用以任何形式啟動時，系統(tǒng)為其創(chuàng)建進程，該進程將持續(xù)運行。當(dāng)進程完成當(dāng)前任務(wù)處于等待狀態(tài)，且系統(tǒng)資源不足時，系統(tǒng)自動回收。

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概述

不同應(yīng)用在各自獨立的進程中運行。當(dāng)應(yīng)用以任何形式啟動時，系統(tǒng)為其創(chuàng)建進程，該進程將持續(xù)運行。當(dāng)進程完成當(dāng)前任務(wù)處于等待狀態(tài)，且系統(tǒng)資源不足時，系統(tǒng)自動回收。

在啟動應(yīng)用時，系統(tǒng)會為該應(yīng)用創(chuàng)建一個稱為“主線程”的執(zhí)行線程。該線程隨著應(yīng)用創(chuàng)建或消失，是應(yīng)用的核心線程。UI界面的顯示和更新等操作，都是在主線程上進行。主線程又稱UI線程，默認情況下，所有的操作都是在主線程上執(zhí)行。如果需要執(zhí)行比較耗時的任務(wù)(如下載文件、查詢數(shù)據(jù)庫)，可創(chuàng)建其他線程來處理。

如果應(yīng)用的業(yè)務(wù)邏輯比較復(fù)雜，可能需要創(chuàng)建多個線程來執(zhí)行多個任務(wù)。這種情況下，代碼復(fù)雜難以維護，任務(wù)與線程的交互也會更加繁雜。要解決此問題，開發(fā)者可以使用TaskDispatcher來分發(fā)不同的任務(wù)。

TaskDispatcher介紹

TaskDispatcher是一個任務(wù)分發(fā)器，它是Ability分發(fā)任務(wù)的基本接口，隱藏任務(wù)所在線程的實現(xiàn)細節(jié)。

為保證應(yīng)用有更好的響應(yīng)性，我們需要設(shè)計任務(wù)的優(yōu)先級。在UI線程上運行的任務(wù)默認以高優(yōu)先級運行，如果某個任務(wù)無需等待結(jié)果，則可以用低優(yōu)先級。

線程優(yōu)先級介紹：

HIGH：最高任務(wù)優(yōu)先級，比默認優(yōu)先級、低優(yōu)先級的任務(wù)有更高的幾率得到執(zhí)行。

DEFAULT：默認任務(wù)優(yōu)先級， 比低優(yōu)先級的任務(wù)有更高的幾率得到執(zhí)行。

LOW：低任務(wù)優(yōu)先級，比高優(yōu)先級、默認優(yōu)先級的任務(wù)有更低的幾率得到執(zhí)行。

TaskDispatcher具有多種實現(xiàn)，每種實現(xiàn)對應(yīng)不同的任務(wù)分發(fā)器。在分發(fā)任務(wù)時可以指定任務(wù)的優(yōu)先級，由同一個任務(wù)分發(fā)器分發(fā)出的任務(wù)具有相同的優(yōu)先級。系統(tǒng)提供的任務(wù)分發(fā)器有GlobalTaskDispatcher、ParallelTaskDispatcher、SerialTaskDispatcher 、SpecTaskDispatcher。

實踐

1.同步派發(fā)任務(wù)syncDispatch

發(fā)任務(wù)并在當(dāng)前線程等待任務(wù)執(zhí)行完成。在返回前，當(dāng)前線程會被阻塞

  1. /** 
  2.    * 同步派發(fā)任務(wù) 
  3.    */ 
  4.   private void syncDispatch() { 
  5.       TaskDispatcher globalTaskDispatcher = getGlobalTaskDispatcher(TaskPriority.DEFAULT); 
  6.       globalTaskDispatcher.syncDispatch(new Runnable() { 
  7.           @Override 
  8.           public void run() { 
  9.               HiLog.info(LABEL_LOG, "sync task1 run"); 
  10.           } 
  11.       }); 
  12.       HiLog.info(LABEL_LOG, "after sync task1"); 
  13.  
  14.       globalTaskDispatcher.syncDispatch(new Runnable() { 
  15.           @Override 
  16.           public void run() { 
  17.               HiLog.info(LABEL_LOG, "sync task2 run"); 
  18.           } 
  19.       }); 
  20.       HiLog.info(LABEL_LOG, "after sync task2"); 
  21.  
  22.       globalTaskDispatcher.syncDispatch(new Runnable() { 
  23.           @Override 
  24.           public void run() { 
  25.               HiLog.info(LABEL_LOG, "sync task3 run"); 
  26.           } 
  27.       }); 
  28.       HiLog.info(LABEL_LOG, "after sync task3"); 
  29.   } 

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從運行結(jié)果我們可以看到，只有在當(dāng)前線程等待任務(wù)執(zhí)行完成之后才會繼續(xù)往下執(zhí)行，否則當(dāng)前線程會被阻塞，所以在使用syncDispatch的時候我們需要注意，如果對syncDispatch使用不當(dāng), 將會導(dǎo)致死鎖。如下情形可能導(dǎo)致死鎖發(fā)生：

  • 在專有線程上，利用該專有任務(wù)分發(fā)器進行syncDispatch。
  • 在被某個串行任務(wù)分發(fā)器(dispatcher_a)派發(fā)的任務(wù)中，再次利用同一個串行任務(wù)分發(fā)器(dispatcher_a)對象派發(fā)任務(wù)。
  • 在被某個串行任務(wù)分發(fā)器(dispatcher_a)派發(fā)的任務(wù)中，經(jīng)過數(shù)次派發(fā)任務(wù)，最終又利用該(dispatcher_a)串行任務(wù)分發(fā)器派發(fā)任務(wù)。例如：dispatcher_a派發(fā)的任務(wù)使用dispatcher_b進行任務(wù)的派發(fā)，在dispatcher_b派發(fā)的任務(wù)中又利用dispatcher_a進行派發(fā)任務(wù)。
  • 串行任務(wù)分發(fā)器(dispatcher_a)派發(fā)的任務(wù)中利用串行任務(wù)分發(fā)器(dispatcher_b)進行同步派發(fā)任務(wù)，同時dispatcher_b派發(fā)的任務(wù)中利用串行任務(wù)分發(fā)器(dispatcher_a)進行同步派發(fā)任務(wù)。在特定的線程執(zhí)行順序下將導(dǎo)致死鎖。

2.異步派發(fā)任務(wù)asyncDispatch

派發(fā)任務(wù)，并立即返回，返回值是一個可用于取消任務(wù)的接口。

  1. /** 
  2.    * 異步派發(fā)任務(wù) 
  3.    */ 
  4.   private void asyncDispatch() { 
  5.       TaskDispatcher globalTaskDispatcher = getGlobalTaskDispatcher(TaskPriority.DEFAULT); 
  6.       Revocable revocable = globalTaskDispatcher.asyncDispatch(new Runnable() { 
  7.           @Override 
  8.           public void run() { 
  9.               HiLog.info(LABEL_LOG, "async task1 run"); 
  10.           } 
  11.       }); 
  12.       HiLog.info(LABEL_LOG, "after async task1"); 
  13.   } 

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從運行結(jié)果我們可以看到，只有在當(dāng)前線程等待任務(wù)執(zhí)行完成之后才會繼續(xù)往下執(zhí)行，否則當(dāng)前線程會被阻塞，所以在使用

3. 異步延遲派發(fā)任務(wù)delayDispatch

異步執(zhí)行，函數(shù)立即返回，內(nèi)部會在延時指定時間后將任務(wù)派發(fā)到相應(yīng)隊列中。延時時間參數(shù)僅代表在這段時間以后任務(wù)分發(fā)器會將任務(wù)加入到隊列中，任務(wù)的實際執(zhí)行時間可能晚于這個時間。具體比這個數(shù)值晚多久，取決于隊列及內(nèi)部線程池的繁忙情況。

  1. /** 
  2.     * 異步延遲派發(fā)任務(wù) 
  3.     */ 
  4.    private void delayDispatch() { 
  5.        final long callTime = System.currentTimeMillis(); 
  6.        final long delayTime = 50L; 
  7.        TaskDispatcher globalTaskDispatcher = getGlobalTaskDispatcher(TaskPriority.DEFAULT); 
  8.        Revocable revocable = globalTaskDispatcher.delayDispatch(new Runnable() { 
  9.            @Override 
  10.            public void run() { 
  11.                HiLog.info(LABEL_LOG, "delayDispatch task1 run"); 
  12.                final long actualDelay = System.currentTimeMillis() - callTime; 
  13.                HiLog.info(LABEL_LOG, "actualDelayTime >= delayTime: %{public}b", (actualDelay >= delayTime)); 
  14.            } 
  15.        }, delayTime); 
  16.        HiLog.info(LABEL_LOG, "after delayDispatch task1"); 
  17.    } 

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從運行結(jié)果我們可以看出，程序首先執(zhí)行"after delayDispatch task1"，然后執(zhí)行"delayDispatch task1 run"，最后執(zhí)行"actualDelayTime >= delayTime: %{public}b", (actualDelay >= delayTime)，這里 actualDelayTime >= delayTime: true可以看出延時時間參數(shù)僅代表在這段時間以后任務(wù)分發(fā)器會將任務(wù)加入到隊列中，任務(wù)的實際執(zhí)行時間可能晚于這個時間。

4. 任務(wù)組Group

表示一組任務(wù)，且該組任務(wù)之間有一定的聯(lián)系，由TaskDispatcher執(zhí)行createDispatchGroup創(chuàng)建并返回。將任務(wù)加入任務(wù)組，返回一個用于取消任務(wù)的接口。

  1. /** 
  2.    * 任務(wù)組 
  3.    */ 
  4.   private void dispatchGroup() { 
  5.       String dispatcherName = "parallelTaskDispatcher"; 
  6.       TaskDispatcher dispatcher = createParallelTaskDispatcher(dispatcherName, TaskPriority.DEFAULT); 
  7.       // 創(chuàng)建任務(wù)組。 
  8.       Group group = dispatcher.createDispatchGroup(); 
  9.       // 將任務(wù)1加入任務(wù)組，返回一個用于取消任務(wù)的接口。 
  10.       dispatcher.asyncGroupDispatch(group, new Runnable() { 
  11.           @Override 
  12.           public void run() { 
  13.               HiLog.info(LABEL_LOG, "download task1 is running"); 
  14.           } 
  15.       }); 
  16.       // 將與任務(wù)1相關(guān)聯(lián)的任務(wù)2加入任務(wù)組。 
  17.       dispatcher.asyncGroupDispatch(group, new Runnable() { 
  18.           @Override 
  19.           public void run() { 
  20.               HiLog.info(LABEL_LOG, "download task2 is running"); 
  21.           } 
  22.       }); 
  23.       // 在任務(wù)組中的所有任務(wù)執(zhí)行完成后執(zhí)行指定任務(wù)。 
  24.       dispatcher.groupDispatchNotify(group, new Runnable() { 
  25.           @Override 
  26.           public void run() { 
  27.               HiLog.info(LABEL_LOG, "the close task is running after all tasks in the group are completed"); 
  28.           } 
  29.       }); 
  30.   } 

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5. 同步設(shè)置屏障任務(wù)syncDispatchBarrier

在任務(wù)組上設(shè)立任務(wù)執(zhí)行屏障，同步等待任務(wù)組中的所有任務(wù)執(zhí)行完成，再執(zhí)行指定任務(wù)。

  1. /** 
  2.  * 同步設(shè)置屏障任務(wù) 
  3.  */ 
  4. private void syncDispatchBarrier() { 
  5.     String dispatcherName = "parallelTaskDispatcher"; 
  6.     TaskDispatcher dispatcher = createParallelTaskDispatcher(dispatcherName, TaskPriority.DEFAULT); 
  7.     // 創(chuàng)建任務(wù)組。 
  8.     Group group = dispatcher.createDispatchGroup(); 
  9.     // 將任務(wù)加入任務(wù)組，返回一個用于取消任務(wù)的接口。 
  10.     dispatcher.asyncGroupDispatch(group, new Runnable() { 
  11.         @Override 
  12.         public void run() { 
  13.             HiLog.info(LABEL_LOG, "task1 is running");  // 1 
  14.         } 
  15.     }); 
  16.     dispatcher.asyncGroupDispatch(group, new Runnable() { 
  17.         @Override 
  18.         public void run() { 
  19.             HiLog.info(LABEL_LOG, "task2 is running");  // 2 
  20.         } 
  21.     }); 
  22.  
  23.     dispatcher.syncDispatchBarrier(new Runnable() { 
  24.         @Override 
  25.         public void run() { 
  26.             HiLog.info(LABEL_LOG, "barrier");  // 3 
  27.         } 
  28.     }); 
  29.     HiLog.info(LABEL_LOG, "after syncDispatchBarrier");  // 4 
  30. } 

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6. 異步設(shè)置屏障任務(wù)asyncDispatchBarrier

在任務(wù)組上設(shè)立任務(wù)執(zhí)行屏障后直接返回，指定任務(wù)將在任務(wù)組中的所有任務(wù)執(zhí)行完成后再執(zhí)行。

  1. /** 
  2.    * 異步設(shè)置屏障任務(wù) 
  3.    */ 
  4.   private void asyncDispatchBarrier() { 
  5.       TaskDispatcher dispatcher = createParallelTaskDispatcher("dispatcherName", TaskPriority.DEFAULT); 
  6.       // 創(chuàng)建任務(wù)組。 
  7.       Group group = dispatcher.createDispatchGroup(); 
  8.       // 將任務(wù)加入任務(wù)組，返回一個用于取消任務(wù)的接口。 
  9.       dispatcher.asyncGroupDispatch(group, new Runnable() { 
  10.           @Override 
  11.           public void run() { 
  12.               HiLog.info(LABEL_LOG, "task1 is running");  // 1 
  13.           } 
  14.       }); 
  15.       dispatcher.asyncGroupDispatch(group, new Runnable() { 
  16.           @Override 
  17.           public void run() { 
  18.               HiLog.info(LABEL_LOG, "task2 is running");  // 2 
  19.           } 
  20.       }); 
  21.  
  22.       dispatcher.asyncDispatchBarrier(new Runnable() { 
  23.           @Override 
  24.           public void run() { 
  25.               HiLog.info(LABEL_LOG, "barrier");  // 3 
  26.           } 
  27.       }); 
  28.       HiLog.info(LABEL_LOG, "after asyncDispatchBarrier");  // 4 
  29.   } 

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總結(jié)

線程它就像一面雙刃劍，用的好的時候可以給我們帶來事半功倍等效果，用的不好時就會給我們帶來困擾，并且這個困擾還不是一時半會能解決掉的(因為發(fā)現(xiàn)問題的時候，往往是到了需要優(yōu)化期了，各項業(yè)務(wù)相互牽扯)，故在項目初期就需要嚴格考慮考量這些問題了。

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責(zé)任編輯：jianghua 來源： 鴻蒙社區(qū)
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