ArkUI中的執行緒和看門狗機制

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一、前言

本文主要分析ArkUI中涉及的執行緒和看門狗機制。

 

二、ArkUI中的執行緒

應用Ability首次建立介面的流程大致如下:

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、檢視等聚合而成,提供了生命週期對接、功能排程介面和UI渲染的各項能力。

• Ability在FA模型中實際為AceAbility,和AceContainer容器類搭配管理介面。在AceAbility的生命週期函式AceAbility::OnStart(const Want& want)中建立AceContainer例項。

• 對於Stage模型,在UIContentImpl::CommonInitialize()函式中建立AceContainer例項。AceContainer在建構函式中建立任務執行器,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();
 }
}

 

任務有如下幾種型別,每種型別(BACKGROUND任務除外)的任務會由一個fml::TaskRunner去執行。TaskRunner程式碼在三方庫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:

說明:

• 任務執行器可以用於執行非同步(PostTask)和同步(PostSyncTask)任務。

• 非同步任務:把任務丟給指定型別的執行緒處理,不會阻塞當前執行緒。

• 同步任務:把任務丟給指定型別的執行緒處理並阻塞當前執行緒,直到任務執行完後繼續當前執行緒。

• 比如觸控事件的處理,會以非同步任務的形式被丟到UI執行緒中處理。

 

 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、各種型別的TaskRunner如何初始化?

1. platformRunner_

在InitPlatformThread函式中初始化。

 

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_;
}

 

說明:

platformRunner實際型別為PlatformTaskRunnerAdapter。

PlatformTaskRunnerAdapter繼承自fml::TaskRunner,實現了virtual void PostTask(fml::closure task)等介面函式。實際是在EventRunner,EventHandler機制基礎上又做了層封裝。程式碼中useCurrentEventRunner實參為false。意味著platformRunner實際是把任務丟給主執行緒去做的。(MainEventRunner對應的執行緒為主執行緒,MainEventRunner的初始化在Ability框架MainThread::Start()函式中)

 

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函式中。

 

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函式的引數 taskRunners從哪來?

FlutterAceView::CreateView()函式中會初始化一些配置項,然後建立flutter::OhosShellHolder物件。

 

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建構函式中會根據傳入的引數建立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
 );

 

說明:目前OHOS上,配置的引數如下:

對照上面的程式碼段,實際gpu_runner,ui_runner,io_runner是同一個,任務都在UI執行緒執行。另外對於Stage模型,ui_runner和platform_runner又是同一個,所以對Stage模型來說,TaskType::UI,TaskType::IO,TaskType::GPU,TaskType::PLATFORM型別的任務實際都是由主執行緒來執行的。

3. jsRunner_

初始化在FlutterTaskExecutor::InitJsThread(bool newThread)函式中。

 

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);
}

 

說明:對於宣告式前端,newThread引數為false; JS前端為true。所以宣告式前端JS執行緒實際為UI執行緒;而對於JS前端,會起獨立的JS執行緒來處理JS相關的任務。

4. TaskType::BACKGROUND型別的任務如何執行?

TaskType::BACKGROUND型別的任務會由單例BackgroundTaskExecutor去執行。BackgroundTaskExecutor中維護了一個8個執行緒的執行緒池,用來處理後臺耗時操作。執行緒名以"ace.bg."開頭。比如RosenFontLoader在載入網路字型的時候,下載操作會放到後臺任務執行緒裡去做。

 

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,會為每個帶介面的Ability建立一個AceContainer,每個AceContainer中會建立一個FlutterTaskExecutor用於處理該Ability ArkUI相關的任務。根據不同的模型,ArkUI創建出來的執行緒會有所不同:

• 對於Stage模型的應用,ui執行緒複用了主執行緒,並且Stage模型應用目前都是宣告式前端,導致js執行緒又複用了ui執行緒。所以ArkUI只需另外建立名字以“ace.bg.”開頭的八個後臺任務執行緒。

• 對於FA模型的應用,除了八個後臺任務執行緒,根據Ability的數量會建立若干個名字以“.ui”結尾的執行緒。如果是JS前端,還會建立若干個名字以“jsThread-”開頭的執行緒。

 

四、ArkUI中的看門狗

AceEngine是單例,全域性唯一。AceEngine的建構函式中會建立WatchDog例項。對於FA模型的應用,AceContainer::AttachView()函式中通過呼叫

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執行緒和JS執行緒。Stage模型的應用由於UI執行緒和JS執行緒實際是複用的主執行緒,所以不需要在ArkUI中看護。Ability框架中有看門狗專門看護主執行緒。如果執行緒中有任務處理超過了3s,會上報RawEventType::WARNING對應的系統事件給hiview外掛平臺;如果任務處理超過了5s,會上報RawEventType::FREEZE對應的系統事件給hiview外掛平臺,hiview外掛平臺會生成appfreeze的dump檔案。

為了防止主執行緒和ui執行緒卡住引起appfreeze,做應用開發的時候,不要在Ability生命週期函式或者控制元件點選事件等回撥函式中做耗時操作。