HarmonyOS学习路之开发篇——线程管理

什么是线程管理

不同应用在各自独立的进程中运行。当应用以任何形式启动时，系统为其创建进程，该进程将持续运行。当进程完成当前任务处于等待状态，且系统资源不足时，系统自动回收。

在启动应用时，系统会为该应用创建一个称为“主线程”的执行线程。该线程随着应用创建或消失，是应用的核心线程。UI界面的显示和更新等操作，都是在主线程上进行。主线程又称UI线程，默认情况下，所有的操作都是在主线程上执行。如果需要执行比较耗时的任务（如下载文件、查询数据库），可创建其他线程来处理。

适用场景

如果应用的业务逻辑比较复杂，可能需要创建多个线程来执行多个任务。这种情况下，代码复杂难以维护，任务与线程的交互也会更加繁杂。要解决此问题，开发者可以使用“TaskDispatcher”来分发不同的任务。

接口说明

TaskDispatcher是一个任务分发器，它是Ability分发任务的基本接口，隐藏任务所在线程的实现细节。
在UI线程上运行的任务默认以高优先级运行，如果某个任务无需等待结果，则可以用低优先级。
表1 线程优先级介绍

优先级	详细描述
HIGH	最高任务优先级，比默认优先级、低优先级的任务有更高的几率得到执行。
DEFAULT	默认任务优先级， 比低优先级的任务有更高的几率得到执行。
LOW	低任务优先级，比高优先级、默认优先级的任务有更低的几率得到执行。

系统提供的任务分发器有GlobalTaskDispatcher、ParallelTaskDispatcher、SerialTaskDispatcher 、SpecTaskDispatcher。

• GlobalTaskDispatcher
  全局并发任务分发器，由Ability执行getGlobalTaskDispatcher()获取。适用于任务之间没有联系的情况。一个应用只有一个GlobalTaskDispatcher，它在程序结束时才被销毁。
• ParallelTaskDispatcher
  并发任务分发器，由Ability执行createParallelTaskDispatcher()创建并返回。与GlobalTaskDispatcher不同的是，ParallelTaskDispatcher不具有全局唯一性，可以创建多个。开发者在创建或销毁dispatcher时，需要持有对应的对象引用 。
• SerialTaskDispatcher
  串行任务分发器，由Ability执行createSerialTaskDispatcher()创建并返回。由该分发器分发的所有的任务都是按顺序执行，但是执行这些任务的线程并不是固定的。如果要执行并行任务，应使用ParallelTaskDispatcher或者GlobalTaskDispatcher，而不是创建多个SerialTaskDispatcher。如果任务之间没有依赖，应使用GlobalTaskDispatcher来实现。
• SpecTaskDispatcher
  专有任务分发器，绑定到专有线程上的任务分发器。目前已有的专有线程为UI线程，通过UITaskDispatcher进行任务分发。
  UITaskDispatcher：绑定到应用主线程的专有任务分发器， 由Ability执行getUITaskDispatcher()创建并返回。 由该分发器分发的所有的任务都是在主线程上按顺序执行，它在应用程序结束时被销毁。

开发使用

• syncDispatch
  同步派发任务：派发任务并在当前线程等待任务执行完成。在返回前，当前线程会被阻塞。

        TaskDispatcher globalTaskDispatcher = getGlobalTaskDispatcher(TaskPriority.DEFAULT);
        globalTaskDispatcher.syncDispatch(() -> HiLog.info(LABEL_LOG,"Sync task1 run" + System.lineSeparator()));
        HiLog.info(LABEL_LOG,"After sync task1" + System.lineSeparator());
        globalTaskDispatcher.syncDispatch(() -> HiLog.info(LABEL_LOG,"Sync task2 run" + System.lineSeparator()));
        HiLog.info(LABEL_LOG,"After sync task2" + System.lineSeparator());

执行结果：

• **asyncDispatch
  异步派发任务：派发任务，并立即返回，返回值是一个可用于取消任务的接口。

TaskDispatcher globalTaskDispatcher = getGlobalTaskDispatcher(TaskPriority.DEFAULT);
        globalTaskDispatcher.asyncDispatch(() -> {
            try {
                Thread.sleep(500);
            } catch (InterruptedException e) {
                HiLog.error(LABEL_LOG, "%{public}s", "AsyncDispatch InterruptedException");
            }
            HiLog.info(LABEL_LOG,"Async task1 run" + System.lineSeparator());
        });
        HiLog.info(LABEL_LOG,"After async task1" + System.lineSeparator());
        globalTaskDispatcher.asyncDispatch(() -> {
            try {
                Thread.sleep(200);
            } catch (InterruptedException e) {
                HiLog.error(LABEL_LOG, "%{public}s", "AsyncDispatch InterruptedException");
            }
            HiLog.info(LABEL_LOG,"Async task2 run" + System.lineSeparator());
        });
        HiLog.info(LABEL_LOG,"After async task2" + System.lineSeparator());

执行结果：在两个异步执行中添加延时，更加体现效果

• delayDispatch
  异步延迟派发任务：异步执行，函数立即返回，内部会在延时指定时间后将任务派发到相应队列中。延时时间参数仅代表在这段时间以后任务分发器会将任务加入到队列中，任务的实际执行时间可能晚于这个时间。具体比这个数值晚多久，取决于队列及内部线程池的繁忙情况。

TaskDispatcher globalTaskDispatcher = getGlobalTaskDispatcher(TaskPriority.DEFAULT);
        final long callTime = System.currentTimeMillis();
        globalTaskDispatcher.delayDispatch(() -> {
            HiLog.info(LABEL_LOG,"DelayDispatch task1 run" + System.lineSeparator());
            final long actualDelayMs = System.currentTimeMillis() - callTime;
            HiLog.info(LABEL_LOG,"ActualDelayTime >= delayTime : " + (actualDelayMs >= DELAY_TIME));
        }, DELAY_TIME);
        HiLog.info(LABEL_LOG,"After delayDispatch task1" + System.lineSeparator());

执行结果：

• Group
  任务组：表示一组任务，且该组任务之间有一定的联系，由TaskDispatcher执行createDispatchGroup创建并返回。将任务加入任务组，返回一个用于取消任务的接口。

TaskDispatcher dispatcher = createParallelTaskDispatcher("", TaskPriority.DEFAULT);
        Group group = dispatcher.createDispatchGroup();
        dispatcher.asyncGroupDispatch(group, () -> {
            HiLog.info(LABEL_LOG,"GroupTask1 is running" + System.lineSeparator());
        });
        dispatcher.asyncGroupDispatch(group, () -> {
            HiLog.info(LABEL_LOG,"GroupTask2 is running" + System.lineSeparator());
        });
        dispatcher.groupDispatchNotify(group, () -> HiLog.info(LABEL_LOG,
            "此任务在组中的所有任务完成后运行" + System.lineSeparator()));

运行结果：结果性不确定、没有执行顺序可言

• Revocable
  取消任务：Revocable是取消一个异步任务的接口。异步任务包括通过 asyncDispatch、delayDispatch、asyncGroupDispatch 派发的任务。如果任务已经在执行中或执行完成，则会返回取消失败。

TaskDispatcher dispatcher = getUITaskDispatcher();
        Revocable revocable = dispatcher.delayDispatch(() -> {
            HiLog.info(LABEL_LOG,"Delay dispatch" + System.lineSeparator());
        }, 50);
        boolean revoked = revocable.revoke();
        HiLog.info(LABEL_LOG,"Revoke result :" + revoked);

运行结果：

• syncDispatchBarrier
  同步设置屏障任务：在任务组上设立任务执行屏障，同步等待任务组中的所有任务执行完成，再执行指定任务

TaskDispatcher dispatcher = createParallelTaskDispatcher("SyncBarrierDispatcher", TaskPriority.DEFAULT);
        Group group = dispatcher.createDispatchGroup();
        dispatcher.asyncGroupDispatch(group, () -> {
            HiLog.info(LABEL_LOG,"Task1 is running" + System.lineSeparator());
        });
        dispatcher.asyncGroupDispatch(group, () -> {
            HiLog.info(LABEL_LOG,"Task2 is running" + System.lineSeparator());
        });
        dispatcher.syncDispatchBarrier(() -> {
            HiLog.info(LABEL_LOG,"Barrier" + System.lineSeparator());
        });
        HiLog.info(LABEL_LOG,"After syncDispatchBarrier" + System.lineSeparator());

执行结果：

执行20次后结果：

• asyncDispatchBarrier
  异步设置屏障任务：在任务组上设立任务执行屏障后直接返回，指定任务将在任务组中的所有任务执行完成后再执行。

TaskDispatcher dispatcher = createParallelTaskDispatcher("AsyncBarrierDispatcher", TaskPriority.DEFAULT);
        Group group = dispatcher.createDispatchGroup();
        dispatcher.asyncGroupDispatch(group, () -> {
            HiLog.info(LABEL_LOG,"Task1 is running" + System.lineSeparator());
        });
        dispatcher.asyncGroupDispatch(group, () -> {
            HiLog.info(LABEL_LOG,"Task2 is running" + System.lineSeparator());
        });
        dispatcher.asyncDispatchBarrier(() -> {
            HiLog.info(LABEL_LOG,"Barrier" + System.lineSeparator());
        });
        HiLog.info(LABEL_LOG,"After asyncDispatchBarrier" + System.lineSeparator());

执行结果：1和2的执行顺序不定，但总在3之前执行；4不需要等待1、2、3执行完成。

• applyDispatch
  执行多次任务：对指定任务执行多次。

final CountDownLatch latch = new CountDownLatch(10);
        final ArrayList<Long> indexList = new ArrayList<>(10);
        TaskDispatcher globalTaskDispatcher = getGlobalTaskDispatcher(TaskPriority.DEFAULT);
        //执行10次
        globalTaskDispatcher.applyDispatch(index -> {
            indexList.add(index);
            latch.countDown();
        }, 10);
        //超时出错
        try {
            latch.await();
        } catch (InterruptedException exception) {
            HiLog.error(LABEL_LOG, "%{public}s", "applyDispatchTask InterruptedException");
        }
        HiLog.info(LABEL_LOG,"List size matches :" + (indexList.size() == TASK_TOTAL));

执行结果：