【鸿蒙南向实战开发实例】OpenHarmony多线程能力场景化示例

最新推荐文章于 2025-06-27 01:50:32 发布

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#harmonyos #华为 #Openharmony #南向开发 #鸿蒙

前言

2024年可谓至关重要，而生态建设的前提，就是要有足够的开发人才。与之对应的，今年春招市场上与鸿蒙相关岗位和人才旺盛的热度，一方面反应了鸿蒙生态的逐渐壮大，另一方面也让人们对鸿蒙下一阶段的发展更具信心。

随着鸿蒙市场份额的不断提升，相应的岗位也会迎来一个爆发式的增长。这对于想要换赛道的程序员来说是一个非常好的消息，话说大家最近有想法转型鸿蒙开发吗？

简介

在OpenHarmony应用中，每个进程都会有一个主线程，主线程主要承担执行UI绘制操作、管理ArkTS引擎实例的创建和销毁、分发和处理事件、管理Ability生命周期等职责，具体可参见线程模型概述。因此，开发应用时应当尽量避免将耗时的操作放在主线程中执行。ArkTS提供了Worker和TaskPool两种多线程并发能力，多线程并发允许在同一时间段内同时执行多段代码，这两个并发的基本能力可参见 TaskPool和Worker的对比。

在介绍Worker和TaskPool的详细使用方法前，我们先简单介绍并发模型的相关概念，以便于大家的理解。

并发模型概述

并发的意思是多个任务同时执行。并发模型分为两大类：基于内存共享的并发模型和基于消息传递的并发模型。

在基于内存共享的并发模型中，并发线程通过读写内存中的共享对象来进行交互。基于共享内存的并发编程需要满足三条性质：

●原子性：指一个操作是不可中断的，要么全部执行成功要么全部执行失败。
●有序性：指程序执行的顺序必须符合预期，不能出现乱序的情况。
●可见性：指当一个线程修改了共享变量后，其他线程能够立即得知这个修改。

现代程序语言一般通过锁、内存屏障、原子指令来满足这三条性质。基于内存共享的并发模型与底层硬件接近，在能正确撰写并发代码的情况下，可以最大发挥底层硬件性能，实现性能优秀的多线程程序。但是这种并发模型难以掌握，即使资深的程序员也非常容易犯错。典型的基于内存共享并发模型的程序语言有C++ 、Swift和Java等。

在基于消息传递的并发模型中，并发线程的内存相互隔离，需要通过通信通道相互发送消息来进行交互。典型的基于消息传递的并发模型一般有两种：CSP和Actor。

CSP（Communicating Sequential Processes，通信顺序进程）中的计算单元并不能直接互相发送信息。需要通过通道（Channel）作为媒介进行消息传递：发送方需要将消息发送到Channel，而接收方需要从Channel读取消息。与CSP不同，在Actor模型中，每个Actor可以看做一个独立的计算单元，并且相互之间内存隔离，每个Actor中存在信箱（Mail Box），Actor之间可以直接进行消息传递，如下图所示：
图1 Actor消息传递示意图
在这里插入图片描述

CSP与Actor之间的主要区别：

●Actor需要明确指定消息接收方，而CSP中处理单元不用关心这些，只需要把消息发送给Channel，而接收方只需要从Channel读取消息。
●由于在默认情况下Channel是没有缓存的，因此对Channel的发送（Send）动作是同步阻塞的，直到另外一个持有该Channel引用的执行块取出消息，而Actor模型中信箱本质是队列，因此消息的发送和接收可以是异步的。

典型的基于消息传递的并发模型的程序语言有：Dart、JS和ArkTS。OpenHarmony中Worker和TaskPool都是基于Actor并发模型实现的并发能力。

Worker

基本概念和运作原理

OpenHarmony中的Worker是一个独立的线程，基本概念可参见 TaskPool和Worker的对比。Worker拥有独立的运行环境，每个Worker线程和主线程一样拥有自己的内存空间、消息队列（MessageQueue）、事件轮询机制（EventLoop）、调用栈（CallStack）等。线程之间通过消息（Massage）进行交互，如下图所示：

图2 线程交互示意图
在这里插入图片描述