一、前言
本文主要分析 ArkUI 中涉及的线程和看门狗机制。
二、ArkUI 中的线程
应用 Ability 首次创建界面的流程大致如下:
说明:
・AceContainer 是一个容器类,由前端、任务执行器、资源管理器、渲染管线、视图等聚合而成,提供了生命周期对接、功能调度接口和 UI 渲染的各项能力。
・Ability 在 FA 模型中实际为 AceAbility,和 AceContainer 容器类搭配管理界面。在 AceAbility 的生命周期函数 AceAbility::OnStart (const Want& want) 中创建 AceContainer 实例。
・对于 Stage 模型,在 UIContentImpl::CommonInitialize () 函数中创建 AceContainer 实例。AceContainer 在构造函数中创建任务执行器,用于执行 ArkUI 相关任务。
void AceContainer::InitializeTask() { auto flutterTaskExecutor = Referenced::MakeRefPtr< FlutterTaskExecutor >(); 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(); } }
任务有如下几种类型,每种类型 (BACKGROUND 任务除外) 的任务会由一个 fml::TaskRunner 去执行。TaskRunner 代码在三方库 third_partyflutterenginefluttercommontask_runners.h 中,实现原理和 EventRunner,EventHandler 机制相似。
enum class TaskType : uint32_t { PLATFORM = 0, UI, IO, GPU, JS, BACKGROUND, UNKNOWN, };
FlutterTaskExecutor 类图如下:
说明:
・任务执行器可以用于执行异步 (PostTask) 和同步 (PostSyncTask) 任务。
・异步任务:把任务丢给指定类型的线程处理,不会阻塞当前线程。
・同步任务:把任务丢给指定类型的线程处理并阻塞当前线程,直到任务执行完后继续当前线程。
・比如触摸事件的处理,会以异步任务的形式被丢到 UI 线程中处理。
auto&& touchEventCallback = [context = pipelineContext_, id = instanceId_]( const TouchEvent& event, const std::function< void() >& markProcess) { ContainerScope scope(id); context->GetTaskExecutor()->PostTask( [context, event, markProcess]() { context->OnTouchEvent(event); CHECK_NULL_VOID_NOLOG(markProcess); markProcess(); }, TaskExecutor::TaskType::UI); };
三、各种类型的 TaskRunner 如何初始化?
platformRunner_
在 InitPlatformThread 函数中初始化。
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); }
对于标准 OHOS,platformRunner_实际为
flutter::PlatformTaskRunner::CurrentTaskRunner(useCurrentEventRunner)
看下具体实现:
fml::RefPtr< fml::TaskRunner > PlatformTaskRunner::CurrentTaskRunner(bool useCurrentEventRunner) { return PlatformTaskRunnerAdapter::CurrentTaskRunner(useCurrentEventRunner); }
fml::RefPtr< fml::TaskRunner > PlatformTaskRunnerAdapter::CurrentTaskRunner(bool useCurrentEventRunner) { if (useCurrentEventRunner) { return fml::MakeRefCounted< PlatformTaskRunnerAdapter >(useCurrentEventRunner); } if (taskRunner_) { return taskRunner_; } taskRunner_ = fml::MakeRefCounted< PlatformTaskRunnerAdapter >(useCurrentEventRunner); return taskRunner_; }
说明:
platformRunner 实际类型为 PlatformTaskRunnerAdapter。
PlatformTaskRunnerAdapter 继承自 fml::TaskRunner,实现了 virtual void PostTask (fml::closure task) 等接口函数。实际是在 EventRunner,EventHandler 机制基础上又做了层封装。代码中 useCurrentEventRunner 实参为 false。意味着 platformRunner 实际是把任务丢给主线程去做的。(MainEventRunner 对应的线程为主线程,MainEventRunner 的初始化在 Ability 框架 MainThread::Start () 函数中)
PlatformTaskRunnerAdapter::PlatformTaskRunnerAdapter(bool useCurrentEventRunner) : fml::TaskRunner(nullptr) { if (useCurrentEventRunner) { eventRunner_ = OHOS::AppExecFwk::EventRunner::Current(); } else { eventRunner_ = OHOS::AppExecFwk::EventRunner::GetMainEventRunner(); } eventHandler_ = std::make_shared< OHOS::AppExecFwk::EventHandler >(eventRunner_); } void PlatformTaskRunnerAdapter::PostTask(fml::closure task) { eventHandler_->PostTask(std::move(task)); }
uiRunner, ioRunner, gpuRunner_
这三种类型的 TaskRunner 初始化都在 FlutterTaskExecutor::InitOtherThreads 函数中。
void FlutterTaskExecutor::InitOtherThreads(const flutter::TaskRunners& taskRunners) { uiRunner_ = taskRunners.GetUITaskRunner(); ioRunner_ = taskRunners.GetIOTaskRunner(); #ifdef NG_BUILD gpuRunner_ = taskRunners.GetRasterTaskRunner(); #else gpuRunner_ = taskRunners.GetGPUTaskRunner(); #endif //...此处省略若干行 }
FlutterTaskExecutor::InitOtherThreads 函数的参数 taskRunners 从哪来?
FlutterAceView::CreateView () 函数中会初始化一些配置项,然后创建 flutter::OhosShellHolder 对象。
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; // ...此处省略若干行 auto shell_holder = std::make_unique< flutter::OhosShellHolder >(settings, false); if (aceSurface != nullptr) { aceSurface->SetShellHolder(std::move(shell_holder)); } return aceSurface; }
OhosShellHolder 构造函数中会根据传入的参数创建 flutter::TaskRunners。
OhosShellHolder::OhosShellHolder( flutter::Settings settings, bool is_background_view) : settings_(std::move(settings)) { // ...此处省略若干行 // The current thread will be used as the platform thread. Ensure that the // message loop is initialized. fml::MessageLoop::EnsureInitializedForCurrentThread(); fml::RefPtr< fml::TaskRunner > gpu_runner; fml::RefPtr< fml::TaskRunner > ui_runner; fml::RefPtr< fml::TaskRunner > io_runner; fml::RefPtr< fml::TaskRunner > 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 );
说明:目前 OHOS 上,配置的参数如下:
对照上面的代码段,实际 gpu_runner,ui_runner,io_runner 是同一个,任务都在 UI 线程执行。另外对于 Stage 模型,ui_runner 和 platform_runner 又是同一个,所以对 Stage 模型来说,TaskType::UI,TaskType::IO,TaskType::GPU,TaskType::PLATFORM 类型的任务实际都是由主线程来执行的。
jsRunner_
初始化在 FlutterTaskExecutor::InitJsThread (bool newThread) 函数中。
void FlutterTaskExecutor::InitJsThread(bool newThread) { if (newThread) { jsThread_ = std::make_unique< fml::Thread >(GenJsThreadName()); jsRunner_ = jsThread_->GetTaskRunner(); } else { jsRunner_ = uiRunner_; } PostTaskToTaskRunner( jsRunner_, [weak = AceType::WeakClaim(this)] { FillTaskTypeTable(weak, TaskType::JS); }, 0); }
说明:对于声明式前端,newThread 参数为 false; JS 前端为 true。所以声明式前端 JS 线程实际为 UI 线程;而对于 JS 前端,会起独立的 JS 线程来处理 JS 相关的任务。
TaskType::BACKGROUND 类型的任务如何执行?
TaskType::BACKGROUND 类型的任务会由单例 BackgroundTaskExecutor 去执行。BackgroundTaskExecutor 中维护了一个 8 个线程的线程池,用来处理后台耗时操作。线程名以 “ace.bg.” 开头。比如 RosenFontLoader 在加载网络字体的时候,下载操作会放到后台任务线程里去做。
void RosenFontLoader::LoadFromNetwork(const OHOS::Ace::RefPtr< OHOS::Ace::PipelineBase >& 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< uint8_t > fontData; if (!DownloadManager::GetInstance().Download(fontLoader->familySrc_, fontData) || fontData.empty()) { return; } //...此处省略若干行 }, TaskExecutor::TaskType::BACKGROUND); }
综上:在 ArkUI 中,会为每个带界面的 Ability 创建一个 AceContainer, 每个 AceContainer 中会创建一个 FlutterTaskExecutor 用于处理该 Ability ArkUI 相关的任务。根据不同的模型,ArkUI 创建出来的线程会有所不同:
・对于 Stage 模型的应用,ui 线程复用了主线程,并且 Stage 模型应用目前都是声明式前端,导致 js 线程又复用了 ui 线程。所以 ArkUI 只需另外创建名字以 “ace.bg.” 开头的八个后台任务线程。
・对于 FA 模型的应用,除了八个后台任务线程,根据 Ability 的数量会创建若干个名字以 “.ui” 结尾的线程。如果是 JS 前端,还会创建若干个名字以 “jsThread-” 开头的线程。
四、ArkUI 中的看门狗
AceEngine 是单例,全局唯一。AceEngine 的构造函数中会创建 WatchDog 实例。对于 FA 模型的应用,AceContainer::AttachView () 函数中通过调用
AceEngine::Get().RegisterToWatchDog(instanceId, taskExecutor_,
GetSettings().useUIAsJSThread);
把持有的 FlutterTaskExecutor 注册到看门狗中看护。
看门狗只看护 FlutterTaskExecutor 中的 UI 线程和 JS 线程。Stage 模型的应用由于 UI 线程和 JS 线程实际是复用的主线程,所以不需要在 ArkUI 中看护。Ability 框架中有看门狗专门看护主线程。如果线程中有任务处理超过了 3s,会上报 RawEventType::WARNING 对应的系统事件给 hiview 插件平台;如果任务处理超过了 5s,会上报 RawEventType::FREEZE 对应的系统事件给 hiview 插件平台,hiview 插件平台会生成 appfreeze 的 dump 文件。
为了防止主线程和 ui 线程卡住引起 appfreeze,做应用开发的时候,不要在 Ability 生命周期函数或者控件点击事件等回调函数中做耗时操作。
审核编辑 黄宇
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