HarmonyOS开发实战( Beta5版)线程间通信场景最佳实践

简介

在应用开发中,经常会需要处理一些耗时的任务,如果全部放在主线程中执行就会导致阻塞,从而引起卡顿或者掉帧现象,降低用户体验,此时就可以将这些耗时操作放到子线程中处理。通常情况下,子线程可以独立完成自己的任务,但是很多时候需要将数据从主线程传递到子线程,或者将子线程的执行结果返回给主线程。本篇文章将通过以下几种场景和示例,呈现如何在OpenHarmony应用开发中实现主线程和子线程的数据通信。

独立的耗时任务

如果耗时任务是可以独立执行的,只需要在任务执行完毕后将结果返回给主线程,可以通过以下方式实现。

首先,引入TaskPool模块。

import { taskpool } from '@kit.ArkTS';

然后,实现子线程需要执行的任务。

@Concurrent // 在Task中执行的方法,需要添加@Concurrent注解,否则无法正常调用。
export function loadPicture(count: number): IconItemSource[] {let iconItemSourceList: IconItemSource[] = [];// 遍历添加6*count个IconItem的数据for (let index = 0; index < count; index++) {const numStart: number = index * 6;// 此处循环使用6张图片资源iconItemSourceList.push(new IconItemSource($r('app.media.nearby'), `item${numStart + 1}`));iconItemSourceList.push(new IconItemSource($r('app.media.scan'), `item${numStart + 2}`));iconItemSourceList.push(new IconItemSource($r('app.media.shop'), `item${numStart + 3}`));iconItemSourceList.push(new IconItemSource($r('app.media.cards'), `item${numStart + 4}`));iconItemSourceList.push(new IconItemSource($r('app.media.album'), `item${numStart + 5}`));iconItemSourceList.push(new IconItemSource($r('app.media.applet'), `item${numStart + 6}`));}return iconItemSourceList;
}

最后,通过TaskPool中的execute方法执行Task。

// ...
// 创建Task
let lodePictureTask: taskpool.Task = new taskpool.Task(loadPicture, 30);
// 执行Task,并返回结果
taskpool.execute(lodePictureTask).then((res: IconItemSource[]) => {// loadPicture方法的执行结果this.iconItemSourceList = res; 
})
// ...

多个任务同时执行

如果有多个任务同时执行,由于任务的复杂度不同,执行时间会不一样,返回数据的时间也是不可控的。如果主线程需要所有任务执行完毕的数据,可以通过下面这种方式实现。

// ...
let taskGroup: taskpool.TaskGroup = new taskpool.TaskGroup();
taskGroup.addTask(new taskpool.Task(loadPicture, 30));
taskGroup.addTask(new taskpool.Task(loadPicture, 20));
taskGroup.addTask(new taskpool.Task(loadPicture, 10));
taskpool.execute(taskGroup).then((ret: IconItemSource[][]) => {for (let i = 0; i < ret.length; i++) {for (let j = 0; j < ret[i].length; j++) {this.iconItemSourceList.push(ret[i][j]);}}
})
// ...

在该场景中,将需要执行的Task放到了一个TaskGroup里面,当TaskGroup中所有的Task都执行完毕后,会把每个Task运行的结果都放在一个数组中返回到主线程,而不是每执行完一个Task就返回一次,这样就可以在返回的数据里拿到所有的Task执行结果,方便主线程使用。

除此以外,如果Task需要处理的数据量较大(比如一个列表中有10000条数据),把这些数据都放在一个Task中处理也是比较耗时的。那么就可以将原始数据拆分成多个列表,并将每个子列表分配给一个独立的Task进行执行,并且等待全部执行完毕后拼成完整的数据,这样可以节省处理时间,提升用户体验。

Task任务与主线程通信

如果一个Task,不仅需要返回最后的执行结果,而且需要定时通知主线程状态、数据的变化,或者需要分段返回数量级较大的数据(比如从数据库中读取大量数据),可以通过下面这种方式实现。

首先,实现一个方法,用来接收Task发送的消息。

function notice(data: number): void {console.info("子线程任务已执行完,共加载图片: ", data);
}

然后,在需要执行的Task任务中,添加sendData()接口将消息发送给主线程。

// 通过Task的sendData方法,即时通知主线程信息
@Concurrent
export function loadPictureSendData(count: number): IconItemSource[] {let iconItemSourceList: IconItemSource[] = [];// 遍历添加6*count个IconItem的数据for (let index = 0; index < count; index++) {const numStart: number = index * 6;// 此处循环使用6张图片资源iconItemSourceList.push(new IconItemSource($r('app.media.nearby'), `item${numStart + 1}`));iconItemSourceList.push(new IconItemSource($r('app.media.scan'), `item${numStart + 2}`));iconItemSourceList.push(new IconItemSource($r('app.media.shop'), `item${numStart + 3}`));iconItemSourceList.push(new IconItemSource($r('app.media.cards'), `item${numStart + 4}`));iconItemSourceList.push(new IconItemSource($r('app.media.album'), `item${numStart + 5}`));iconItemSourceList.push(new IconItemSource($r('app.media.applet'), `item${numStart + 6}`));taskpool.Task.sendData(iconItemSourceList.length);}return iconItemSourceList;
}

最后,在主线程通过onReceiveData()接口接收消息。

// ...
let lodePictureTask: taskpool.Task = new taskpool.Task(loadPictureSendData, 30);
// 设置notice方法接收Task发送的消息
lodePictureTask.onReceiveData(notice);
taskpool.execute(lodePictureTask).then((res: IconItemSource[]) => {this.iconItemSourceList = res;
})
// ...

这样主线程就可以通过notice()接口接收到Task发送的数据。

Worker和主线程的即时消息通信

在ArkTS中,Worker相对于TaskPool存在一定的差异性,有数量限制但是可以长时间存在。一个Worker中可能会执行多个不同的任务,每个任务执行的时长或者返回的结果可能都不相同,主线程需要根据情况调用Worker中的不同方法,Worker则需要及时地将结果返回给主线程,此时可以通过下面的方法实现。

首先,创建一个Worker,可以根据参数执行不同的任务。

import { worker, MessageEvents, ThreadWorkerGlobalScope } from '@kit.ArkTS';const workerPort: ThreadWorkerGlobalScope = worker.workerPort;
// Worker接收主线程的消息,根据数据类型调用对应的方法
workerPort.onmessage = (e: MessageEvents): void => {if (typeof e.data === "string") {try {// 调用方法无入参let res: string = workerPort.callGlobalCallObjectMethod("picData", "setUp", 0) as string;console.info("worker: ", res);} catch (error) {// 异常处理console.error("worker: error code is " + error.code + " error message is " + error.message);}} else if (e.data instanceof Array) {// 将数据的前4条返回回去workerPort.postMessage(e.data.slice(0, 4));}
}

然后在主线程中创建这个Worker的对象,在点击Button的时候调用postMessage向Worker发送消息,通过Worker的onmessage方法接收Worker返回的数据。

import { worker, MessageEvents } from '@kit.ArkTS';
// ...
@State iconItemSourceList: IconItemSource[] = [];
// 创建Worker对象
workerInstance: worker.ThreadWorker = new worker.ThreadWorker("entry/ets/pages/workers/Worker.ts");
aboutToAppear() {// 初始化Workerthis.initWorker();for (let index = 0; index < 20; index++) {const numStart: number = index * 6;// 此处循环使用6张图片资源this.iconItemSourceList.push(new IconItemSource($r('app.media.nearby'), `item${numStart + 1}`));this.iconItemSourceList.push(new IconItemSource($r('app.media.scan'), `item${numStart + 2}`));this.iconItemSourceList.push(new IconItemSource($r('app.media.shop'), `item${numStart + 3}`));this.iconItemSourceList.push(new IconItemSource($r('app.media.cards'), `item${numStart + 4}`));this.iconItemSourceList.push(new IconItemSource($r('app.media.album'), `item${numStart + 5}`));this.iconItemSourceList.push(new IconItemSource($r('app.media.applet'), `item${numStart + 6}`));}
}
initWorker(){// 通过onmessage方法接收Worker返回的数据this.workerInstance.onmessage = (e: MessageEvents): void => {if (e.data instanceof Array) {this.iconItemSourceList = e.data;}}
}
// ...
Button('将图片变成5个', { type: ButtonType.Normal, stateEffect: true }).fontSize(14).borderRadius(8).backgroundColor('# 317aff').width(250).height(60).margin({top: 30}).onClick(() => {// 将数据传到Worker中this.workerInstance.postMessage(this.iconItemSourceList);})
// ...

在这段示例代码中,Worker做了2种不同的处理:当传入的数据是个string类型时,调用callGlobalCallObjectMethod同步调用主线程中的接口;当传入Array类型的时候,将Array的前4条数据返回给主线程。这样就可以实现主线程和Worker间的即时通信,方便主线程使用Worker的运行结果。

Worker子线程同步调用主线程的接口

如果一个接口在主线程中已经实现了,Worker需要调用该接口,那么可以使用下面这种方式实现。

首先,在主线程实现需要调用的接口,并且创建Worker对象,在Worker上注册需要调用的接口。

import { worker } from '@kit.ArkTS';
// 创建Worker对象
const workerInstance: worker.ThreadWorker = new worker.ThreadWorker("entry/ets/pages/workers/Worker.ts");class PicData {public iconItemSourceList: IconItemSource[] = [];public setUp(): string {for (let index = 0; index < 20; index++) {const numStart: number = index * 6;// 此处循环使用6张图片资源this.iconItemSourceList.push(new IconItemSource($r('app.media.nearby'), `item${numStart + 1}`));this.iconItemSourceList.push(new IconItemSource($r('app.media.scan'), `item${numStart + 2}`));this.iconItemSourceList.push(new IconItemSource($r('app.media.shop'), `item${numStart + 3}`));this.iconItemSourceList.push(new IconItemSource($r('app.media.cards'), `item${numStart + 4}`));this.iconItemSourceList.push(new IconItemSource($r('app.media.album'), `item${numStart + 5}`));this.iconItemSourceList.push(new IconItemSource($r('app.media.applet'), `item${numStart + 6}`));}return "setUpIconItemSourceList success!";}
}let picData = new PicData();
// 在Worker上注册需要调用的对象
workerInstance.registerGlobalCallObject("picData", picData);
workerInstance.postMessage("run setUp in picData");

然后,在Worker中通过callGlobalCallObjectMethod接口就可以调用主线程中的setUp()方法了。

// ...
try {// 调用方法无入参let res: string = workerPort.callGlobalCallObjectMethod("picData", "setUp", 0) as string;console.info("worker: ", res);
} catch (error) {// 异常处理console.error("worker: error code is " + error.code + " error message is " + error.message);
}
// ...

最后

小编在之前的鸿蒙系统扫盲中,有很多朋友给我留言,不同的角度的问了一些问题,我明显感觉到一点,那就是许多人参与鸿蒙开发,但是又不知道从哪里下手,因为资料太多,太杂,教授的人也多,无从选择。有很多小伙伴不知道学习哪些鸿蒙开发技术?不知道需要重点掌握哪些鸿蒙应用开发知识点?而且学习时频繁踩坑,最终浪费大量时间。所以有一份实用的鸿蒙(HarmonyOS NEXT)文档用来跟着学习是非常有必要的。 

为了确保高效学习,建议规划清晰的学习路线,涵盖以下关键阶段:

希望这一份鸿蒙学习文档能够给大家带来帮助~


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IT开发人员:想要拓展职业边界
零基础小白:鸿蒙爱好者,希望从0到1学习,增加一项技能。
技术提升/进阶跳槽:发展瓶颈期,提升职场竞争力,快速掌握鸿蒙技术

2.视频教程+学习PDF文档

(鸿蒙语法ArkTS、TypeScript、ArkUI教程……)

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鸿蒙APP开发必备

​​

总结

参与鸿蒙开发,你要先认清适合你的方向,如果是想从事鸿蒙应用开发方向的话,可以参考本文的学习路径,简单来说就是:为了确保高效学习,建议规划清晰的学习路线

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