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ArkUI中的線程和看門狗機制

OpenAtom OpenHarmony ? 來源:未知 ? 2023-03-15 04:05 ? 次閱讀

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開源項目 OpenHarmony
是每個人的 OpenHarmony

吳文璐

深圳開鴻數字產業發展有限公司

OS框架開發工程師

一、前言

本文主要分析ArkUI中涉及的線程和看門狗機制。

二、ArkUI中的線程

應用Ability首次創建界面的流程大致如下:


說明:
?AceContainer是一個容器類,由前端、任務執行器、資源管理器、渲染管線、視圖等聚合而成,提供了生命周期對接、功能調度接口和UI渲染的各項能力。
?Ability在FA模型中實際為AceAbility,和AceContainer容器類搭配管理界面。在AceAbility的生命周期函數AceAbility::OnStart(const Want& want)中創建AceContainer實例。
?對于Stage模型,在UIContentImpl::CommonInitialize()函數中創建AceContainer實例。
AceContainer在構造函數中創建任務執行器,用于執行ArkUI相關任務。
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();
}
}
任務有如下幾種類型,每種類型(BACKGROUND任務除外)的任務會由一個fml::TaskRunner去執行。TaskRunner代碼在三方庫third_partyflutterenginefluttercommon ask_runners.h中,實現原理和EventRunner,EventHandler機制相似。
 enum class TaskType : uint32_t {
PLATFORM = 0,
UI,
IO,
GPU,
JS,
BACKGROUND,
UNKNOWN,
};
FlutterTaskExecutor類圖如下:


說明:
?任務執行器可以用于執行異步(PostTask)和同步(PostSyncTask)任務。
?異步任務:把任務丟給指定類型的線程處理,不會阻塞當前線程。
?同步任務:把任務丟給指定類型的線程處理并阻塞當前線程,直到任務執行完后繼續當前線程。
?比如觸摸事件的處理,會以異步任務的形式被丟到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::UI);
};

三、各種類型的TaskRunner如何初始化?

1. platformRunner_
在InitPlatformThread函數中初始化。
void FlutterTaskExecutor::InitPlatformThread(bool useCurrentEventRunner)
{
#ifdef OHOS_STANDARD_SYSTEM
platformRunner_ = flutter::CurrentTaskRunner(useCurrentEventRunner);
#else
fml::EnsureInitializedForCurrentThread();
platformRunner_ = fml::GetCurrent().GetTaskRunner();
#endif


FillTaskTypeTable(TaskType::PLATFORM);
}
對于標準OHOS,platformRunner_實際為
flutter::CurrentTaskRunner(useCurrentEventRunner)
看下具體實現:
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_;
}

說明:
platformRunner實際類型為PlatformTaskRunnerAdapter。
PlatformTaskRunnerAdapter繼承自fml::TaskRunner,實現了virtual void PostTask(fml::closure task)等接口函數。實際是在EventRunner,EventHandler機制基礎上又做了層封裝。代碼中useCurrentEventRunner實參為false。意味著platformRunner實際是把任務丟給主線程去做的。(MainEventRunner對應的線程為主線程,MainEventRunner的初始化在Ability框架MainThread::Start()函數中)
PlatformTaskRunnerAdapter::PlatformTaskRunnerAdapter(bool useCurrentEventRunner)
: fml::TaskRunner(nullptr)
{
if (useCurrentEventRunner) {
eventRunner_ = OHOS::Current();
} else {
eventRunner_ = OHOS::GetMainEventRunner();
}
eventHandler_ = std::make_shared(eventRunner_);
}


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

2. uiRunner, ioRunner, gpuRunner_
這三種類型的TaskRunner初始化都在FlutterTaskExecutor::InitOtherThreads函數中。
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函數的參數 taskRunners從哪來?
FlutterAceView::CreateView()函數中會初始化一些配置項,然后創建flutter::OhosShellHolder對象。
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::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構造函數中會根據傳入的參數創建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::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
);

說明:
目前OHOS上,配置的參數如下:


對照上面的代碼段,實際gpu_runner,ui_runner,io_runner是同一個,任務都在UI線程執行。
另外對于Stage模型,ui_runner和platform_runner又是同一個,所以對Stage模型來說,TaskType::UI,TaskType::IO,TaskType::GPU,TaskType::PLATFORM類型的任務實際都是由主線程來執行的。

3. jsRunner_
初始化在FlutterTaskExecutor::InitJsThread(bool newThread)函數中。
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);
}

說明:
對于聲明式前端,newThread參數為false; JS前端為true。所以聲明式前端JS線程實際為UI線程;而對于JS前端,會起獨立的JS線程來處理JS相關的任務。

4. TaskType::BACKGROUND類型的任務如何執行?
TaskType::BACKGROUND類型的任務會由單例BackgroundTaskExecutor去執行。
BackgroundTaskExecutor中維護了一個8個線程的線程池,用來處理后臺耗時操作。線程名以"ace.bg."開頭。比如RosenFontLoader在加載網絡字體的時候,下載操作會放到后臺任務線程里去做。
void RosenFontLoader::LoadFromNetwork(const OHOS::RefPtr& context)
{
auto weakContext = 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::BACKGROUND);
}

綜上:
在ArkUI中,會為每個帶界面的Ability創建一個AceContainer,每個AceContainer中會創建一個FlutterTaskExecutor用于處理該Ability ArkUI相關的任務。根據不同的模型,ArkUI創建出來的線程會有所不同:
?對于Stage模型的應用,ui線程復用了主線程,并且Stage模型應用目前都是聲明式前端,導致js線程又復用了ui線程。所以ArkUI只需另外創建名字以“ace.bg.”開頭的八個后臺任務線程。
?對于FA模型的應用,除了八個后臺任務線程,根據Ability的數量會創建若干個名字以“.ui”結尾的線程。如果是JS前端,還會創建若干個名字以“jsThread-”開頭的線程。

四、ArkUI中的看門狗


AceEngine是單例,全局唯一。AceEngine的構造函數中會創建WatchDog實例。對于FA模型的應用,AceContainer::AttachView()函數中通過調用
AceEngine::Get().RegisterToWatchDog(instanceId, taskExecutor_, GetSettings().useUIAsJSThread);

把持有的FlutterTaskExecutor注冊到看門狗中看護。
看門狗只看護FlutterTaskExecutor中的UI線程和JS線程。Stage模型的應用由于UI線程和JS線程實際是復用的主線程,所以不需要在ArkUI中看護。Ability框架中有看門狗專門看護主線程。如果線程中有任務處理超過了3s,會上報RawEventType::WARNING對應的系統事件給hiview插件平臺;如果任務處理超過了5s,會上報RawEventType::FREEZE對應的系統事件給hiview插件平臺,hiview插件平臺會生成appfreeze的dump文件。
為了防止主線程和ui線程卡住引起appfreeze,做應用開發的時候,不要在Ability生命周期函數或者控件點擊事件等回調函數中做耗時操作。



原文標題:ArkUI中的線程和看門狗機制

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