多线程并发概述

2024-02-16 13:43 更新

简介

并发模型是用来实现不同应用场景中并发任务的编程模型，常见的并发模型分为基于内存共享的并发模型和基于消息通信的并发模型。

Actor并发模型作为基于消息通信并发模型的典型代表，不需要开发者去面对锁带来的一系列复杂偶发的问题，同时并发度也相对较高，因此得到了广泛的支持和使用，也是当前ArkTS语言选择的并发模型。

由于Actor模型的内存隔离特性，所以需要进行跨线程的数据序列化传输。

目前支持传输的数据对象可以分为普通对象、可转移对象、可共享对象、Native绑定对象四种。

普通对象传输采用标准的结构化克隆算法（Structured Clone）进行序列化，此算法可以通过递归的方式拷贝传输对象，相较于其他序列化的算法，支持的对象类型更加丰富。

序列化支持的类型包括：除Symbol之外的基础类型、Date、String、RegExp、Array、Map、Set、Object（仅限简单对象，比如通过“{}”或者“new Object”创建，普通对象仅支持传递属性，不支持传递其原型及方法）、ArrayBuffer、TypedArray。

可转移对象（Transferable object）传输采用地址转移进行序列化，不需要内容拷贝，会将ArrayBuffer的所有权转移给接收该ArrayBuffer的线程，转移后该ArrayBuffer在发送它的线程中变为不可用，不允许再访问。


// 定义可转移对象
let buffer = new ArrayBuffer(100);

共享对象SharedArrayBuffer，拥有固定长度，可以存储任何类型的数据，包括数字、字符串等。

共享对象传输指SharedArrayBuffer支持在多线程之间传递，传递之后的SharedArrayBuffer对象和原始的SharedArrayBuffer对象可以指向同一块内存，进而达到内存共享的目的。

SharedArrayBuffer对象存储的数据在同时被修改时，需要通过原子操作保证其同步性，即下个操作开始之前务必需要等到上个操作已经结束。


// 定义可共享对象，可以使用Atomics进行操作
let sharedBuffer = new SharedArrayBuffer(1024);

Native绑定对象（Native Binding Object）是系统所提供的对象，该对象与底层系统功能进行绑定，提供直接访问底层系统功能的能力。

当前支持序列化传输的Native绑定对象主要包含：Context和RemoteObject。

Context对象包含应用程序组件的上下文信息，它提供了一种访问系统服务和资源的方式，使得应用程序组件可以与系统进行交互。获取Context信息的方法可以参考获取上下文信息。

RemoteObject对象的主要作用是实现远程通信的功能，它允许在不同的进程间传递对象的引用，使得不同进程之间可以共享对象的状态和方法，服务提供者必须继承此类，RemoteObject对象的创建可以参考RemoteObject的实现。

ArkTS提供了TaskPool和Worker两种并发能力供开发者选择，其具体的实现特点和各自的适用场景存在差异，详细请参见TaskPool和Worker的对比。

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