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ArkUI 中的线程和看门狗机制

王程 来源: jf_75796907 作者: jf_75796907 2024-02-18 17:37 次阅读

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:

wKgaomXRz-KAOIl7AAAUX4GNkUw147.png

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:

wKgZomXRz-OAS5hGAAAx8gzJp7U465.png

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:

wKgaomXRz-OAYohbAAB5eS149Wk451.png

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

wKgZomXRz-SACe6XAABWAdOVFOk676.png

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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