浅谈鸿蒙多线程

simple_lau
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大家好，我是simple。我的理想是利用科技手段来解决生活中遇到的各种问题。

今天跟大家一起探讨一下鸿蒙开发的多线程。ArkTS提供了TaskPool和Worker两种并发能力供开发者选择。

先说个人理解：在轻量、频繁性地需要使用多线程场景使用taskpool，在计算量大、耗时资源大需要使用多线程时使用worker。

概念

  • TaskPool 的主要作用是为应用程序提供一个多线程的运行环境，它支持开发者在宿主线程提交任务到任务队列，系统选择合适的工作线程执行任务，再将结果返回给宿主线程。无需管理线程生命周期。

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  • Worker 的主要作用也是为应用程序提供一个多线程的运行环境，满足应用程序在执行过程中与宿主线程分离，在后台线程中运行脚本进行耗时操作，避免计算密集型或高延迟的任务阻塞宿主线程。用完的时候需要手动进行销毁，否则会一直消耗内存。

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2. 适用场景

  • Worker：适用于需要长时间运行且相对独立的任务，例如大量数据的处理、复杂的算法计算等。由于 Worker 创建的是独立线程，它可以在不影响主线程的情况下，持续进行复杂的计算任务。

  • TaskPool：更适合执行多个短时间的任务，尤其是那些可以并行执行的任务。比如在应用启动时，需要同时初始化多个模块的任务，使用 TaskPool 可以将这些任务分配到不同的线程中并行执行，从而提高应用的启动速度。

3. 使用方式

  • Worker：创建 Worker 需要指定一个脚本文件，在该脚本文件中编写要执行的任务逻辑。主线程和 Worker 线程之间通过 postMessage 方法进行通信。以下是一个简单示例：

在模块级entry/build-profile.json5配置文件添加如下配置:

  "buildOption": {
      "sourceOption": {
          "workers": [
              "./src/main/ets/workers/Worker.ets"
          ]
      }
  }

// 宿主线程中创建Worker对象
const workerInstance = new worker.ThreadWorker("entry/ets/workers/Worker.ets");
// 宿主线程向worker线程传递信息
workerInstance.postMessage({ data: 'test' });
// 宿主线程接收worker线程信息
workerInstance.onmessage = (e: MessageEvents): void => {
  // data：worker线程发送的信息
  console.info("main thread data is  " + e.data);
  // 销毁Worker对象
  workerInstance.terminate();
}
// 在调用terminate后，执行onexit
workerInstance.onexit = (code) => {
  console.log("main thread terminate");
}

workerInstance.onerror = (err: ErrorEvent) => {
  console.log("main error message " + err.message);
}

// Worker.ets
import { worker, MessageEvents, ErrorEvent } from '@kit.ArkTS';

// 创建worker线程中与宿主线程通信的对象
const workerPort = worker.workerPort

// worker线程接收宿主线程信息
workerPort.onmessage = (e: MessageEvents): void => {
  // data：宿主线程发送的信息
  console.info("main thread data is  " + e.data);
  // worker线程向宿主线程发送信息
  workerPort.postMessage('result');
}

// worker线程发生error的回调
workerPort.onerror = (err: ErrorEvent) => {
  console.log("worker.ets onerror" + err.message);
}
  • TaskPool：使用 TaskPool 时，开发者只需定义任务函数，然后将任务提交到 TaskPool 中即可。TaskPool 会自动选择合适的线程来执行任务。以下是一个使用 TaskPool 的示例：
import { taskpool } from '@kit.ArkTS';

@Concurrent
function add(num1: number, num2: number): number {
  return num1 + num2;
}

async function ConcurrentFunc(): Promise<void> {
    let task: taskpool.Task = new taskpool.Task(add, 1, 2);
    console.info("taskpool.execute(task) result: " + await taskpool.execute(task));
}

4. 资源管理

  • Worker：每个 Worker 都会创建一个独立的线程，因此会占用相对较多的系统资源。当 Worker 任务完成后，如果不手动终止，它会一直占用系统资源。在同一个进程中，理论上最多仅能够配置64个Worker(实际数量根据内存剩余空间所决定)

  • TaskPool：TaskPool 通过线程池的方式管理线程，避免了频繁创建和销毁线程所带来的资源开销。线程池中的线程可以被多个任务复用，从而提高了资源的利用率。但是TaskPool最多只能够执行3分钟（通常来说这个时间已足够，因为这个时长并不包括异步等待的耗时）。

总结

Worker 通过创建独立线程运行指定脚本，适合长时间且独立的任务，需手动管理线程资源并通过消息通信，而 TaskPool 作为线程池管理工具，自动管理线程的创建、复用和销毁，支持多种任务类型，适合多个短时间并行任务。

文章及代码使用版本为：HarmonyOS 5.0.1 Release SDK。

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