【HarmonyOS NEXT】ArkTS 线程模型解析与使用

1. 前置学习文档

2. 前言

在了解 ArkTS 线程模型之前,先了解几组易混淆的概念。

2.1 名词解释

  • 进程(Process):进程是系统资源分配和调度的单元。一个运行着的程序就对应了一个进程。一个进程包括了运行中的程序和程序所使用到的内存和系统资源。

    • 目前HarmonyOS 当前不支持手动创建进程;应用中(同一Bundle名称)的所有UIAbility、ServiceExtensionAbility和DataShareExtensionAbility 等其它Ability均是运行在同一个独立进程(主进程)中;
    • 关于HarmonyOS中的进程模型,可点击这里阅读:https://developer.huawei.com/consumer/cn/doc/harmonyos-guides-V13/process-model-stage-V13​
      线程(Thread):线程是进程下的执行者,一个进程至少开启一个线程(主线程),也可以开启多个线程。
  • **线程(Thread):**线程是进程下的执行者,一个进程至少开启一个线程(主线程),也可以开启多个线程。

    并行和并发的概念:

    • 并行(Parallelism):指程序的运行状态,在同一时间内有几件事情并行在处理。由于一个线程在同一时间只能处理一件事情,所以并行需要多个线程在同一时间执行多件事情。​
    • 并发(Concurrency):指程序的设计结构,在同一时间内多件事情能被交替地处理。重点是,在某个时间内只有一件事情在执行。比如单核 CPU 能实现多任务运行的过程就是并发。
      阻塞和非阻塞的概念:
    • 阻塞(Blocking):阻塞是指调用在等待的过程中线程被挂起(CPU 资源被分配到其他地方去)
    • 非阻塞(Non-blocking):非阻塞是指等待的过程 handlerCPU 资源还在该线程中,线程还能做其他的事情

    再来区分单线程和多线程的区别:

    • 单线程:从头执行到尾,逐行执行,如果其中一行代码报错,那么剩下代码将不再执行。同时容易代码阻塞。
    • 多线程:代码运行的环境不同,各线程独立,互不影响,避免阻塞。

    同步与异步的概念:

    • 同步(Synchronous):程序发出调用的时候,一直等待直到返回结果,没有结果之前不会返回。也就是,同步时调用者主动等待调用过程,且能立即得到结果的。​
    • 异步(Asynchronous):程序发出调用之后,无法立即得到结果,需要额外的操作才能得到预期的结果是为异步。

2.2 ArkTS 运行环境

  ArkCompiler eTS Runtime,类似于 Java 中的执行引擎 JVM【负责 Java 字节码的解析和执行】,Chrome Webkit 中 JavaScript 的执行引擎 V8 引擎【负责 JavaScript 代码的解析和执行】。

  它的大致流程就是先通过 ArkCompiler 将 ArkTS/TS/JS 程序预先静态编译为方舟字节码,在真机上使用 ets_runtime 运行方舟字节码【负责 ArkTS 字节码的解析和执行】。

3. 线程模型

本文涉及到的线程模型主要是基于官方的应用模型>Stage 模型。更多应用模型可点击这里:
https://developer.huawei.com/consumer/cn/doc/harmonyos-guides-V13/application-models-V13

3.1 概述

Stage 模型下的线程主要有如下三类:

  • 主线程

    • 执行 UI 绘制。
    • 管理主线程的 ArkTS 引擎实例,使多个 UIAbility 组件能够运行在其之上。
    • 管理其他线程的 ArkTS 引擎实例,例如使用 TaskPool(任务池)创建任务或取消任务、启动和终止 Worker 线程。
    • 分发交互事件。
    • 处理应用代码的回调,包括事件处理和生命周期管理。
    • 接收 TaskPool 以及 Worker 线程发送的消息。
  • TaskPool Worker线程

    • 用于执行耗时操作,支持设置调度优先级、负载均衡等功能,推荐使用。
  • Worker线程

    • 用于执行耗时操作,支持线程间通信。
      TaskPool与Worker的运作机制、通信手段和使用方法可以参考TaskPool和Worker的对比。

3.2 Stage 模型>主线程

  从上述资料中,我们不难发现 ArkTS 的线程机制还是依托于 JavaScript 来实现的。而** JavaScript 是一门单线程语言**,所谓单线程,是指在 JS 引擎中负责解释和执行 JavaScript 代码的线程只有一个。不妨叫它主线程

  但是实际上还存在其他的线程。例如:处理 Http 网络请求的线程、处理 UI 事件的线程、定时器线程、读写文件的线程等等。这些线程可能存在于 JS 引擎之内,也可能存在于 JS 引擎之外,在此我们不做区分。不妨叫它们工作线程

3.3 同步与异步

  既然 js 是单线程,那么只要有一个任务耗时很长,后面的任务都必须排队等着,会拖延整个程序的执行,为了解决这个问题,JavaScript 语言将任务的执行模式分为两种:同步和异步。

3.3.1 同步

假设存在一个函数 A:

function A(args...);

  如果在函数 A 返回的时候,调用者就能够得到预期结果(即拿到了预期的返回值或者看到了预期的效果),那么这个函数就是同步的。

例如:

let number=Math.abs(-666)
console.log(number)
### 在HarmonyOS Next环境中使用ArkTS时显示`console.log`的行号 为了在HarmonyOS Next环境中的ArkTS项目里让`console.log`输出包含行号信息,可以考虑重写`console.log`函数来增强其功能。通常情况下,在浏览器或其他JavaScript运行环境下,原生的`console.log`不会自动附带文件名和行号。通过自定义实现可以在日志消息前加上调用栈信息。 下面是一个简单的例子,展示如何修改`console.log`以便打印出更多的上下文信息: ```javascript (function() { const originalConsoleLog = console.log; console.log = function(...args) { const err = new Error(); const stackLines = err.stack.split('\n'); // 获取当前调用位置的信息 let callerInfo = ''; if (stackLines.length >= 3) { // 跳过Error构造器本身以及这个wrapper函数 const matchResult = stackLines[2].match(/at\s+(.+):(\d+):/); if (matchResult && matchResult.length === 4) { callerInfo = `(${matchResult[1]}:${matchResult[2]}) `; } } originalConsoleLog(callerInfo, ...args); // 使用原始的日志记录方式并附加额外信息 }; })(); ``` 这段代码创建了一个闭包,保存了原有的`console.log`行为,并替换了它以加入堆栈跟踪解析逻辑。每当执行新的`console.log`时,都会尝试获取最近一次调用的位置,并将其作为前置字符串添加到实际要打印的消息之前[^1]。 值得注意的是,这种方法依赖于错误对象(`new Error`)提供的堆栈追踪能力,这可能不是最高效的解决方案,但在开发调试阶段非常有用。对于生产部署来说,建议移除此类装饰性的日志处理以免影响性能。
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