ArkUI 中的線程和看門狗機(jī)制

一、前言

本文主要分析 ArkUI 中涉及的線程和看門狗機(jī)制。

二、ArkUI 中的線程

應(yīng)用 Ability 首次創(chuàng)建界面的流程大致如下：

說(shuō)明：

?AceContainer 是一個(gè)容器類，由前端、任務(wù)執(zhí)行器、資源管理器、渲染管線、視圖等聚合而成，提供了生命周期對(duì)接、功能調(diào)度接口和 UI 渲染的各項(xiàng)能力。

?Ability 在 FA 模型中實(shí)際為 AceAbility，和 AceContainer 容器類搭配管理界面。在 AceAbility 的生命周期函數(shù) AceAbility::OnStart (const Want& want) 中創(chuàng)建 AceContainer 實(shí)例。

?對(duì)于 Stage 模型，在 UIContentImpl::CommonInitialize () 函數(shù)中創(chuàng)建 AceContainer 實(shí)例。AceContainer 在構(gòu)造函數(shù)中創(chuàng)建任務(wù)執(zhí)行器，用于執(zhí)行 ArkUI 相關(guān)任務(wù)。

void AceContainer::InitializeTask()
{
 auto flutterTaskExecutor = Referenced::MakeRefPtr();
 flutterTaskExecutor->InitPlatformThread(useCurrentEventRunner_);
 taskExecutor_ = flutterTaskExecutor;
 // No need to create JS Thread for DECLARATIVE_JS
 if (type_ == FrontendType::DECLARATIVE_JS) {
 GetSettings().useUIAsJSThread = true;
 } else {
 flutterTaskExecutor->InitJsThread();
 }
}

任務(wù)有如下幾種類型，每種類型 (BACKGROUND 任務(wù)除外) 的任務(wù)會(huì)由一個(gè) fml::TaskRunner 去執(zhí)行。TaskRunner 代碼在三方庫(kù) third_partyflutterenginefluttercommontask_runners.h 中，實(shí)現(xiàn)原理和 EventRunner，EventHandler 機(jī)制相似。

 enum class TaskType : uint32_t {
 PLATFORM = 0,
 UI,
 IO,
 GPU,
 JS,
 BACKGROUND,
 UNKNOWN,
 };

FlutterTaskExecutor 類圖如下：

說(shuō)明：

?任務(wù)執(zhí)行器可以用于執(zhí)行異步 (PostTask) 和同步 (PostSyncTask) 任務(wù)。

?異步任務(wù)：把任務(wù)丟給指定類型的線程處理，不會(huì)阻塞當(dāng)前線程。

?同步任務(wù)：把任務(wù)丟給指定類型的線程處理并阻塞當(dāng)前線程，直到任務(wù)執(zhí)行完后繼續(xù)當(dāng)前線程。

?比如觸摸事件的處理，會(huì)以異步任務(wù)的形式被丟到 UI 線程中處理。

 auto&& touchEventCallback = [context = pipelineContext_, id = instanceId_](
 const TouchEvent& event, const std::function& markProcess) {
 ContainerScope scope(id);
 context->GetTaskExecutor()->PostTask(
 [context, event, markProcess]() {
 context->OnTouchEvent(event);
 CHECK_NULL_VOID_NOLOG(markProcess);
 markProcess();
 },
 TaskExecutor::TaskType::UI);
 };

三、各種類型的 TaskRunner 如何初始化？

platformRunner_

在 InitPlatformThread 函數(shù)中初始化。

void FlutterTaskExecutor::InitPlatformThread(bool useCurrentEventRunner)
{
#ifdef OHOS_STANDARD_SYSTEM
 platformRunner_ = flutter::PlatformTaskRunner::CurrentTaskRunner(useCurrentEventRunner);
#else
 fml::MessageLoop::EnsureInitializedForCurrentThread();
 platformRunner_ = fml::MessageLoop::GetCurrent().GetTaskRunner();
#endif

 FillTaskTypeTable(TaskType::PLATFORM);
}

對(duì)于標(biāo)準(zhǔn) OHOS，platformRunner_實(shí)際為

flutter::PlatformTaskRunner::CurrentTaskRunner(useCurrentEventRunner)

看下具體實(shí)現(xiàn)：

fml::RefPtr PlatformTaskRunner::CurrentTaskRunner(bool useCurrentEventRunner)
{
 return PlatformTaskRunnerAdapter::CurrentTaskRunner(useCurrentEventRunner);
}

fml::RefPtr PlatformTaskRunnerAdapter::CurrentTaskRunner(bool useCurrentEventRunner)
{
 if (useCurrentEventRunner) {
 return fml::MakeRefCounted(useCurrentEventRunner);
 }
 if (taskRunner_) {
 return taskRunner_;
 }
 taskRunner_ = fml::MakeRefCounted(useCurrentEventRunner);
 return taskRunner_;
}

說(shuō)明：

platformRunner 實(shí)際類型為 PlatformTaskRunnerAdapter。

PlatformTaskRunnerAdapter 繼承自 fml::TaskRunner，實(shí)現(xiàn)了 virtual void PostTask (fml::closure task) 等接口函數(shù)。實(shí)際是在 EventRunner，EventHandler 機(jī)制基礎(chǔ)上又做了層封裝。代碼中 useCurrentEventRunner 實(shí)參為 false。意味著 platformRunner 實(shí)際是把任務(wù)丟給主線程去做的。(MainEventRunner 對(duì)應(yīng)的線程為主線程，MainEventRunner 的初始化在 Ability 框架 MainThread::Start () 函數(shù)中)

PlatformTaskRunnerAdapter::PlatformTaskRunnerAdapter(bool useCurrentEventRunner)
 : fml::TaskRunner(nullptr)
{
 if (useCurrentEventRunner) {
 eventRunner_ = OHOS::AppExecFwk::EventRunner::Current();
 } else {
 eventRunner_ = OHOS::AppExecFwk::EventRunner::GetMainEventRunner();
 }
 eventHandler_ = std::make_shared(eventRunner_);
}

void PlatformTaskRunnerAdapter::PostTask(fml::closure task)
{
 eventHandler_->PostTask(std::move(task));
}
 

uiRunner, ioRunner, gpuRunner_

這三種類型的 TaskRunner 初始化都在 FlutterTaskExecutor::InitOtherThreads 函數(shù)中。

void FlutterTaskExecutor::InitOtherThreads(const flutter::TaskRunners& taskRunners)
{
 uiRunner_ = taskRunners.GetUITaskRunner();
 ioRunner_ = taskRunners.GetIOTaskRunner();
#ifdef NG_BUILD
 gpuRunner_ = taskRunners.GetRasterTaskRunner();
#else
 gpuRunner_ = taskRunners.GetGPUTaskRunner();
#endif

 //...此處省略若干行
}

FlutterTaskExecutor::InitOtherThreads 函數(shù)的參數(shù) taskRunners 從哪來(lái)？

FlutterAceView::CreateView () 函數(shù)中會(huì)初始化一些配置項(xiàng)，然后創(chuàng)建 flutter::OhosShellHolder 對(duì)象。

FlutterAceView* FlutterAceView::CreateView(int32_t instanceId, bool useCurrentEventRunner, bool usePlatformThread)
{
 FlutterAceView* aceSurface = new Platform::FlutterAceView(instanceId);
 if (aceSurface != nullptr) {
 aceSurface->IncRefCount();
 }
 flutter::Settings settings;
 settings.instanceId = instanceId;
 settings.platform = flutter::AcePlatform::ACE_PLATFORM_OHOS;
#ifndef GPU_DISABLED
 settings.enable_software_rendering = false;
#else
 settings.enable_software_rendering = true;
#endif
#ifdef ENABLE_ROSEN_BACKEND
 settings.use_system_render_thread = SystemProperties::GetRosenBackendEnabled();
#endif
 settings.platform_as_ui_thread = usePlatformThread;
 settings.use_current_event_runner = useCurrentEventRunner;
 // ...此處省略若干行
 auto shell_holder = std::make_unique(settings, false);
 if (aceSurface != nullptr) {
 aceSurface->SetShellHolder(std::move(shell_holder));
 }
 return aceSurface;
}

OhosShellHolder 構(gòu)造函數(shù)中會(huì)根據(jù)傳入的參數(shù)創(chuàng)建 flutter::TaskRunners。

OhosShellHolder::OhosShellHolder(
 flutter::Settings settings,
 bool is_background_view)
 : settings_(std::move(settings))
{
 // ...此處省略若干行
 // The current thread will be used as the platform thread. Ensure that the
 // message loop is initialized.
 fml::MessageLoop::EnsureInitializedForCurrentThread();
 fml::RefPtr gpu_runner;
 fml::RefPtr ui_runner;
 fml::RefPtr io_runner;
 fml::RefPtr platform_runner =
 PlatformTaskRunnerAdapter::CurrentTaskRunner(settings_.use_current_event_runner);
 if (is_background_view) {
 auto single_task_runner = thread_host_.ui_thread->GetTaskRunner();
 gpu_runner = single_task_runner;
 ui_runner = single_task_runner;
 io_runner = single_task_runner;
 } else {
 if (settings_.platform_as_ui_thread) {
 ui_runner = platform_runner;
 } else {
 ui_runner = thread_host_.ui_thread->GetTaskRunner();
 }
 if (!settings_.use_system_render_thread) {
 gpu_runner = thread_host_.gpu_thread->GetTaskRunner();
 } else {
 gpu_runner = ui_runner;
 }
 if (settings_.use_io_thread) {
 io_runner = thread_host_.io_thread->GetTaskRunner();
 } else {
 io_runner = ui_runner;
 }
 }
 flutter::TaskRunners task_runners(thread_label, // label
 platform_runner, // platform
 gpu_runner, // gpu
 ui_runner, // ui
 io_runner // io
 );
 

說(shuō)明：目前 OHOS 上，配置的參數(shù)如下：

對(duì)照上面的代碼段，實(shí)際 gpu_runner，ui_runner，io_runner 是同一個(gè)，任務(wù)都在 UI 線程執(zhí)行。另外對(duì)于 Stage 模型，ui_runner 和 platform_runner 又是同一個(gè)，所以對(duì) Stage 模型來(lái)說(shuō)，TaskType::UI，TaskType::IO，TaskType::GPU，TaskType::PLATFORM 類型的任務(wù)實(shí)際都是由主線程來(lái)執(zhí)行的。

jsRunner_

初始化在 FlutterTaskExecutor::InitJsThread (bool newThread) 函數(shù)中。

void FlutterTaskExecutor::InitJsThread(bool newThread)
{
 if (newThread) {
 jsThread_ = std::make_unique(GenJsThreadName());
 jsRunner_ = jsThread_->GetTaskRunner();
 } else {
 jsRunner_ = uiRunner_;
 }

 PostTaskToTaskRunner(
 jsRunner_, [weak = AceType::WeakClaim(this)] { FillTaskTypeTable(weak, TaskType::JS); }, 0);
}

說(shuō)明：對(duì)于聲明式前端，newThread 參數(shù)為 false; JS 前端為 true。所以聲明式前端 JS 線程實(shí)際為 UI 線程；而對(duì)于 JS 前端，會(huì)起獨(dú)立的 JS 線程來(lái)處理 JS 相關(guān)的任務(wù)。

TaskType::BACKGROUND 類型的任務(wù)如何執(zhí)行？

TaskType::BACKGROUND 類型的任務(wù)會(huì)由單例 BackgroundTaskExecutor 去執(zhí)行。BackgroundTaskExecutor 中維護(hù)了一個(gè) 8 個(gè)線程的線程池，用來(lái)處理后臺(tái)耗時(shí)操作。線程名以 “ace.bg.” 開(kāi)頭。比如 RosenFontLoader 在加載網(wǎng)絡(luò)字體的時(shí)候，下載操作會(huì)放到后臺(tái)任務(wù)線程里去做。

void RosenFontLoader::LoadFromNetwork(const OHOS::Ace::RefPtr& context)
{
 auto weakContext = AceType::WeakClaim(AceType::RawPtr(context));
 context->GetTaskExecutor()->PostTask(
 [weak = AceType::WeakClaim(this), weakContext] {
 auto fontLoader = weak.Upgrade();
 auto context = weakContext.Upgrade();
 if (!fontLoader || !context) {
 return;
 }
 std::vector fontData;
 if (!DownloadManager::GetInstance().Download(fontLoader->familySrc_, fontData) || fontData.empty()) {
 return;
 }
 //...此處省略若干行
 },
 TaskExecutor::TaskType::BACKGROUND);
}

綜上：在 ArkUI 中，會(huì)為每個(gè)帶界面的 Ability 創(chuàng)建一個(gè) AceContainer, 每個(gè) AceContainer 中會(huì)創(chuàng)建一個(gè) FlutterTaskExecutor 用于處理該 Ability ArkUI 相關(guān)的任務(wù)。根據(jù)不同的模型，ArkUI 創(chuàng)建出來(lái)的線程會(huì)有所不同：

?對(duì)于 Stage 模型的應(yīng)用，ui 線程復(fù)用了主線程，并且 Stage 模型應(yīng)用目前都是聲明式前端，導(dǎo)致 js 線程又復(fù)用了 ui 線程。所以 ArkUI 只需另外創(chuàng)建名字以 “ace.bg.” 開(kāi)頭的八個(gè)后臺(tái)任務(wù)線程。

?對(duì)于 FA 模型的應(yīng)用，除了八個(gè)后臺(tái)任務(wù)線程，根據(jù) Ability 的數(shù)量會(huì)創(chuàng)建若干個(gè)名字以 “.ui” 結(jié)尾的線程。如果是 JS 前端，還會(huì)創(chuàng)建若干個(gè)名字以 “jsThread-” 開(kāi)頭的線程。

四、ArkUI 中的看門狗

AceEngine 是單例，全局唯一。AceEngine 的構(gòu)造函數(shù)中會(huì)創(chuàng)建 WatchDog 實(shí)例。對(duì)于 FA 模型的應(yīng)用，AceContainer::AttachView () 函數(shù)中通過(guò)調(diào)用

AceEngine::Get().RegisterToWatchDog(instanceId, taskExecutor_,

GetSettings().useUIAsJSThread);

把持有的 FlutterTaskExecutor 注冊(cè)到看門狗中看護(hù)。

看門狗只看護(hù) FlutterTaskExecutor 中的 UI 線程和 JS 線程。Stage 模型的應(yīng)用由于 UI 線程和 JS 線程實(shí)際是復(fù)用的主線程，所以不需要在 ArkUI 中看護(hù)。Ability 框架中有看門狗專門看護(hù)主線程。如果線程中有任務(wù)處理超過(guò)了 3s，會(huì)上報(bào) RawEventType::WARNING 對(duì)應(yīng)的系統(tǒng)事件給 hiview 插件平臺(tái)；如果任務(wù)處理超過(guò)了 5s，會(huì)上報(bào) RawEventType::FREEZE 對(duì)應(yīng)的系統(tǒng)事件給 hiview 插件平臺(tái)，hiview 插件平臺(tái)會(huì)生成 appfreeze 的 dump 文件。

為了防止主線程和 ui 線程卡住引起 appfreeze，做應(yīng)用開(kāi)發(fā)的時(shí)候，不要在 Ability 生命周期函數(shù)或者控件點(diǎn)擊事件等回調(diào)函數(shù)中做耗時(shí)操作。

審核編輯 黃宇