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(); }}
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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_party\flutter\engine\flutter\common\task_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, };
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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); };
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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);}
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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);}
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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_;}
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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));}
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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}
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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;}
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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 );
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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。
3. 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);}
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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。
4. 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);}
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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。
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