鸿蒙编程江湖：并发编程基础与鸿蒙中的任务并发原创

SameX

发布于 2024-10-25 11:04

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本文旨在深入探讨华为鸿蒙HarmonyOS Next系统（截止目前API12）的技术细节，基于实际开发实践进行总结。主要作为技术分享与交流载体，难免错漏，欢迎各位同仁提出宝贵意见和问题，以便共同进步。本文为原创内容，任何形式的转载必须注明出处及原作者。

并发编程是指在同一时间段内处理多个任务的能力。并发编程可以提高应用程序的响应速度和效率，并避免耗时任务阻塞主线程，导致应用程序卡顿。
鸿蒙系统提供了多种并发模型，其中 TaskPool 和 Worker 是两种常用的并发能力。

TaskPool：TaskPool 是一个多线程运行环境，它提供了任务的执行、取消、优先级设置等功能。TaskPool 适用于独立任务，例如计算密集型任务、I/O 密集型任务等。
Worker：Worker 是一个可以长时间运行的后台线程，它支持与宿主线程之间的消息传递。Worker 适用于长时间运行的任务，例如后台数据处理、模型训练等。

@Concurrent 装饰器的用途与用法

在鸿蒙系统中，@Concurrent 装饰器用于声明并校验并发函数。从 API version 9 开始，支持使用 @Concurrent 装饰器声明并校验并发函数。
装饰器用法：

@Concurrent
function myConcurrentFunction() {
  // 并发函数的代码
}

装饰器参数：无。
使用场景：仅支持在 Stage 模型的工程中使用。仅支持在 .ets 文件中使用。
装饰的函数类型：允许标注 async 函数或普通函数。禁止标注 generator、箭头函数、method。不支持类成员函数或者匿名函数。
装饰的函数内的变量类型：允许使用 local 变量、入参和通过 import 引入的变量。禁止使用闭包变量。
装饰的函数内的返回值类型：支持的类型请查序列化支持类型。

并发函数的声明与校验

并发函数是指可以在 TaskPool 中执行的函数。声明并发函数需要使用 @Concurrent 装饰器进行修饰，并进行必要的校验。
示例：

import { taskpool } from '@kit.ArkTS';
@Concurrent
function add(num1: number, num2: number): number {
  return num1 + num2;
}

并发函数注意事项：

并发函数必须使用 @Concurrent 装饰器进行修饰。
并发函数的入参和返回值类型必须支持序列化。
并发函数内不允许使用闭包变量。
并发函数执行时间不能超过 3 分钟。

Actor 并发模型与内存共享模型的对比

Actor 并发模型：

每个 Actor 都拥有独立的内存空间。
Actor 之间通过消息传递机制进行通信。
Actor 并发模型避免了内存竞争问题。
内存共享模型：
多个线程共享同一块内存空间。
线程访问内存需要抢占锁。
内存共享模型容易出现数据竞争问题。
对比：
Actor 并发模型更适合并发编程，因为它避免了内存竞争问题。
内存共享模型更适合共享内存的场景，例如多线程计算。

TaskPool 中执行并发函数的基本示例

以下是一个简单的示例，演示如何在 TaskPool 中执行并发函数：

import { taskpool } from '@kit.ArkTS';
@Concurrent
function add(num1: number, num2: number): number {
  return num1 + num2;
}
async function concurrentFunc() {
  try {
    let task: taskpool.Task = new taskpool.Task(add, 1, 2);
    console.info("taskpool res is: " + await taskpool.execute(task));
  } catch (e) {
    console.error("taskpool execute error is: " + e);
  }
}
@Entry
@Component
struct Index {
  @State message: string = 'Hello World';
  build() {
    Row() {
      Column() {
        Text(this.message)
          .fontSize(50)
          .fontWeight(FontWeight.Bold)
          .onClick(() => {
            concurrentFunc();
          })
          .width('100%');
      }
    }
    .height('100%');
  }
}

这段代码定义了一个名为 Index 的组件，并在组件中显示了一条文本消息 “Hello World”。点击按钮会执行 concurrentFunc 函数，该函数创建一个并发任务并执行它。任务完成后，会在控制台输出结果。