HarmonyOS鴻蒙多線程併發之TaskPool快速上手詳情 - 開發者,工作線程,併發模型,HTML5,移動開發 Quarkn 博客

助理鴻蒙生態建設，歡迎成為鴻蒙開發者，免費獲取鴻蒙開發者認證，歡迎留言領考試學習資料，免費！免費！

多線程併發

對於剛接觸多線程編程的新手來説，理解進程、線程、併發和並行等基礎概念是至關重要的。在深入探討多線程併發之前，讓我們先統一這些基礎概念的認識，為後續學習打下堅實的基礎。

基本概念

進程

進程是操作系統分配資源（CPU、內存、文件等）和獨立運行程序的基本單位，每個進程擁有隔離的內存空間和系統資源，是正在執行的程序的實例。

線程

線程是操作系統能夠調度的最小執行單元，是進程（Process）中的一個獨立控制流。
多線程 是指一個進程中運行多個線程，共享進程資源（如文件句柄、內存），但各自獨立執行。

併發和並行

併發：多個任務交替執行（單核 CPU 分時調度），看似“同時”運行，實則
並行：多個任務真正同時執行（需多核 CPU 或多台機器）

[!TIP]

學習多線程的核心目的是 通過併發執行任務來提升程序性能與響應能力，充分利用CPU的計算能力。

線程併發模型

線程併發模型是協調多線程執行的編程範式，旨在提升性能但需解決競態與死鎖問題。常見的併發模型有基於內存共享的模型和基於消息通信的模型。

內存共享模型

內存共享併發模型指多線程同時執行任務，這些線程依賴同一內存資源並且都有權限訪問，線程訪問內存前需要搶佔並鎖定內存的使用權，沒有搶佔到內存的線程需要等待其他線程釋放使用權再執行。

HarmonyOS鴻蒙多線程併發之TaskPool快速上手_開發者

助理鴻蒙生態建設，歡迎成為鴻蒙開發者，免費獲取鴻蒙開發者認證，歡迎留言領考試學習資料，免費！免費！

消息通信模型

Actor併發模型是基於消息通信的典型併發模型。它使開發者無需處理鎖帶來的複雜問題，且具備高併發度，因此應用廣泛。

Actor併發模型與內存共享併發模型相比，不同線程間的內存是隔離的，因此不會發生線程競爭同一內存資源的情況。無需處理內存上鎖問題，從而提高開發效率。Actor併發模型中，不同Actor之間不共享內存，需通過消息傳遞機制傳遞任務和結果。

以下示例簡單展示瞭如何使用基於Actor模型的併發能力來解決生產者消費者問題

Actor模型中，不同角色之間並不共享內存，生產者線程和UI線程都有自己的虛擬機實例，兩個虛擬機實例之間擁有獨佔的內存，相互隔離。生產者生產出結果後，通過序列化通信將結果發送給UI線程。UI線程消費結果後，再發送新的生產任務給生產者線程。

HarmonyOS鴻蒙多線程併發之TaskPool快速上手_工作線程_02

助理鴻蒙生態建設，歡迎成為鴻蒙開發者，免費獲取鴻蒙開發者認證，歡迎留言領考試學習資料，免費！免費！

[!Tip]

當前ArkTS提供了TaskPool和Worker兩種併發能力，兩者均基於Actor併發模型實現。

助理鴻蒙生態建設，歡迎成為鴻蒙開發者，免費獲取鴻蒙開發者認證，歡迎留言領考試學習資料，免費！免費！

TaskPool

任務池（taskpool）的作用是為應用程序提供多線程運行環境，降低資源消耗並提升系統性能，且您無需關心線程實例的生命週期。您可以使用任務池API創建後台任務（Task），並進行如執行任務或取消任務等操作。理論上，任務池API允許創建的任務數量不受限制，但由於內存限制，不建議這樣做。此外，不建議在任務中執行阻塞操作，尤其是無限期阻塞操作，因為長時間的阻塞操作會佔用工作線程，可能阻塞其他任務的調度，影響應用性能。

您所創建的同一優先級任務的執行順序可以由您決定，任務真實執行的順序與您調用任務池API提供的任務執行接口順序一致。任務默認優先級是MEDIUM。

當同一時間待執行的任務數量大於任務池工作線程數量，任務池會根據負載均衡機制進行擴容，增加工作線程數量，減少整體等待時長。同樣，當執行的任務數量減少，工作線程數量大於執行任務數量，部分工作線程處於空閒狀態，任務池會根據負載均衡機制進行縮容，減少工作線程數量。

TaskPool運作機制

TaskPool支持在宿主線程提交任務到任務隊列，系統選擇合適的工作線程執行任務，並將結果返回給宿主線程。接口易用，支持任務執行、取消和指定優先級。通過系統統一線程管理，結合動態調度和負載均衡算法，可以節約系統資源。系統默認啓動一個任務工作線程，任務多時會自動擴容。工作線程數量上限由設備的物理核數決定，內部管理具體數量，確保調度和執行效率最優。長時間無任務分發時會縮容，減少工作線程數量。

TaskPool運作機制示意圖

HarmonyOS鴻蒙多線程併發之TaskPool快速上手_併發模型_03

@Concurrent裝飾器

@Concurrent用於裝飾一個函數為併發函數，使用Taskpool時，執行的併發函數必須用該裝飾器修飾，否則無法通過校驗。

@Concurrent允許裝飾普通函數和async函數，禁止標註箭頭函數、類方法。不支持類成員函數或者匿名函數。

示例1：普通併發函數

import { taskpool } from '@kit.ArkTS'

//示例：併發函數為一個計算兩數之和的普通函數，`taskpool`執行該函數並返回結果。
@Concurrent
function concurrentFunc(num1: number, num2: number): number {
  return num1 + num2;
}

//執行併發函數，方式一
taskpool.execute<[number, number], number>(concurrentFunc, 1, 1).then((result)=>{
  console.log(`task1 resut is ${result}`)  //輸出：taskpool resut is 2
})

//執行併發函數，方式二
let task = new taskpool.Task(concurrentFunc, 2, 2)
taskpool.execute<[number, number], number>(task).then((result)=>{
  console.log(`task1 resut is ${result}`)  //輸出：taskpool resut is 4
})

//值併發函數，方式3
async function executeConcurrentFunc(){
  try {
    let result = await taskpool.execute(concurrentFunc, 3, 3)
    console.log(`task1 resut is ${result}`) //輸出：taskpool resut is 6
  } catch (e) {
    console.log(`task1 error is ${e}`)  //如果併發函數執行錯誤，會拋出異常，被catch捕獲
  }
}

executeConcurrentFunc()

輸出結果如下

task1 resut is 2
task1 resut is 4
task1 resut is 6

示例2：async併發函數

import { taskpool } from '@kit.ArkTS'

//示例：async併發函數
@Concurrent
async function asyncConcurrentFunc(array: number[]): Promise<number> {
  console.log(`task2...start`)
  let sum = 0
  for (let i = 1; i <= array.length; i++) {
    console.log(`task2...${i}`)
    sum += i
  }
  console.log(`task2...end`)
  return await Promise.resolve(sum) //await作用：等待執行完後再返回結果. 此處不能直接返回 Promise，否則會出異常
}

//執行async併發函數
taskpool.execute<[number[]], number>(asyncConcurrentFunc,[1,2,3,4,5,6]).then((result) => {
  console.log(`task2 resut is ${result}`) //輸出：task2 resut is 7
})
.catch((error: Error) => {
  console.log(`task2 error is ${error}`) //
})

輸出結果如下

task2...start
task2...1
task2...2
...
task2...100
task2...end
task2 resut is 21

對鴻蒙感興趣的同學，免費考取鴻蒙開發者認證

Quarkn 博客

Quarkn 博客

博客 / 詳情