ArkUI中的線程和看門狗機制
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：
説明：
• 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，提供了生命週期對接、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的生命週期函數AceAbility::OnStart(const Want& want)中創建AceContainer實例。
• 對於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，用於執行ArkUI相關任務。
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_party\flutter\engine\flutter\common\task_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：
説明：
• 任務執行器可以用於執行異步(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並阻塞當前線程，直到任務執行完後繼續當前線程。
• 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<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::PlatformTaskRunner::CurrentTaskRunner(useCurrentEventRunner);
#else
fml::MessageLoop::EnsureInitializedForCurrentThread();
platformRunner_ = fml::MessageLoop::GetCurrent().GetTaskRunner();
#endif
FillTaskTypeTable(TaskType::PLATFORM);
}
對於標準OHOS，platformRunner_實際為
flutter::PlatformTaskRunner::CurrentTaskRunner(useCurrentEventRunner)
看下具體實現：
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_;
}
説明：
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。意味着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::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));
}
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，然後創建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::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<flutter::OhosShellHolder>(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::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
);
説明：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。另外對於Stage模型，ui_runner和platform_runner又是同一個，所以對Stage模型來説，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<fml::Thread>(GenJsThreadName());
jsRunner_ = jsThread_->GetTaskRunner();
} else {
jsRunner_ = uiRunner_;
}
PostTaskToTaskRunner(
jsRunner_, [weak = AceType::WeakClaim(this)] { FillTaskTypeTable(weak, TaskType::JS); }, 0);
}
説明：對於聲明式前端，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;而對於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，用來處理後台耗時操作。線程名以"ace.bg."開頭。比如RosenFontLoader在加載網絡字體的時候，下載操作會放到後台任務線程裏去做。
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;
}
//...此處省略若干行
},
TaskExecutor::TaskType::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用於處理該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：
• 對於Stage模型的應用，ui線程複用了主線程，並且Stage模型應用目前都是聲明式前端，導致js線程又複用了ui線程。所以ArkUI只需另外創建名字以“ace.bg.”開頭的八個後台任務線程。
• 對於FA模型的應用，除了八個後台任務線程，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。對於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註冊到看門狗中看護。
看門狗只看護FlutterTaskExecutor中的UI線程和JS線程。Stage模型的應用由於UI線程和JS線程實際是複用的主線程，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插件平台；如果任務處理超過了5s，會上報RawEventType::FREEZE對應的系統事件給hiview插件平台，hiview插件平台會生成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生命週期函數或者控件點擊事件等回調函數中做耗時操作。
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