鸿蒙HarmonyOS实战-Stage模型（线程模型）

前言

线程是计算机中的一种执行单元，是操作系统进行调度的最小单位。它是进程中的实际运行单位，每个进程可以包含多个线程。线程可以理解为进程中的一个执行流，它独立运行，拥有独立的栈和寄存器，但共享进程的资源，如内存空间、文件等。线程通过并发执行，将一个进程的任务划分成多个子任务并行处理，以提高程序的性能和响应速度。

线程分为用户线程和内核线程。用户线程是由用户级线程库实现和调度的，操作系统并不直接支持用户线程，因此线程的创建、销毁、调度等都是由应用程序自己完成。内核线程则由操作系统内核管理，操作系统负责线程的创建、销毁和调度。内核线程相对于用户线程更加稳定和可靠，但创建和销毁线程的开销较大。

线程具有以下特点：

1. 轻量级：线程创建和销毁的开销较小，所需的资源较少。
2. 并发执行：多个线程可以同时执行，通过在不同的CPU核心上运行，充分利用多核处理器的性能。
3. 共享资源：线程可以访问和共享进程的资源，如堆内存、全局变量、文件等。
4. 通信简单：线程之间可以通过共享内存进行通信，也可以使用同步机制如互斥锁、信号量等进行协调和同步。
5. 上下文切换：线程之间需要进行切换执行，由于线程的切换开销较小，因此可以快速响应和处理任务。

线程的使用可以有效地提高程序的性能和资源利用率，特别适用于多任务并发处理的场景，如网络服务器、图形界面应用、多媒体处理等。但线程编程也存在一些挑战和风险，如线程安全、共享资源竞争等问题，需要合理地设计和管理线程使用，以保证程序的正确性和稳定性。

一、线程模型

1.概述

HarmonyOS应用中，每个进程都有一个主线程，主线程具有以下职责：

1. 执行UI绘制：主线程负责处理应用界面的绘制操作，包括布局、绘制和刷新等。

2. 管理主线程的ArkTS引擎实例：主线程通过管理ArkTS引擎实例，使得多个UIAbility组件能够在主线程上运行，实现界面的展示和交互。

3. 管理其他线程的ArkTS引擎实例：主线程还负责管理其他线程（例如Worker线程）的ArkTS引擎实例，包括启动和终止其他线程。

4. 分发交互事件：主线程接收用户的交互事件，如点击、滑动等，并将这些事件分发给相应的UIAbility进行处理。

5. 处理应用代码的回调：主线程负责处理应用代码的回调函数，包括事件处理和生命周期管理。例如，当用户触发某个事件时，主线程会调用相应的回调函数进行处理。

6. 接收Worker线程发送的消息：主线程与Worker线程之间通过消息机制进行通信，主线程接收并处理Worker线程发送的消息。

除了主线程之外，还有一类与主线程并行的独立线程，称为Worker线程。Worker线程主要用于执行耗时操作，但不可以直接操作UI。Worker线程在主线程中创建，与主线程相互独立。一个进程最多可以创建8个Worker线程。

目前，HarmonyOS提供了两种线程间通信的方式，分别是Emitter和Worker。

1. Emitter（发射器）：Emitter主要适用于线程间的事件同步。它可以在不同的线程之间传递事件，并确保事件的顺序和同步性。通过Emitter，一个线程可以触发一个事件，然后其他线程可以监听并处理这个事件。这有助于不同线程之间的数据共享和协调。

2. Worker（工作者）：Worker主要用于新开一个线程执行耗时任务。当需要执行一些耗时操作时，为了不阻塞主任务的执行，可以使用Worker线程。Worker线程是在主线程的上下文中创建的独立线程，它可以执行一些耗时任务，如网络访问、文件读写等。工作线程可以与主线程并行执行，以提高应用的响应性和性能。

2.Emitter

2.1 订阅事件

import emitter from "@ohos.events.emitter";

// 定义一个eventId为1的事件
let event = {
    eventId: 1
};

// 收到eventId为1的事件后执行该回调
let callback = (eventData) => {
    console.info('event callback');
};

// 订阅eventId为1的事件
emitter.on(event, callback);

2.2 发送事件

import emitter from "@ohos.events.emitter";

// 定义一个eventId为1的事件，事件优先级为Low
let event = {
    eventId: 1,
    priority: emitter.EventPriority.LOW
};

let eventData = {
    data: {
        "content": "c",
        "id": 1,
        "isEmpty": false,
    }
};

// 发送eventId为1的事件，事件内容为eventData
emitter.emit(event, eventData);

3.Worker

3.1 配置文件

以下配置文件都是在build-profile.json5中的

"buildOption": {
  "sourceOption": {
    "workers": [
      "./src/main/ets/workers/worker.ts"
    ]
  }
}

3.2 创建文件

worker.ts文件

import worker from '@ohos.worker';

let parent = worker.workerPort;

// 处理来自主线程的消息
parent.onmessage = function(message) {
    console.info("onmessage: " + message)
    // 发送消息到主线程
    parent.postMessage("message from worker thread.")
}

3.3 使用线程模型

import worker from '@ohos.worker';

let wk = new worker.ThreadWorker("entry/ets/workers/worker.ts");

// 发送消息到worker线程
wk.postMessage("message from main thread.")

// 处理来自worker线程的消息
wk.onmessage = function(message) {
    console.info("message from worker: " + message)

    // 根据业务按需停止worker线程
    wk.terminate()
}

注意：build-profile.json5中配置的worker.ts的相对路径都为./src/main/ets/workers/worker.ts时，在Stage模型下创建worker需要传入路径entry/ets/workers/worker.ts；

写在最后

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