HarmonyOS如何使用異步并發(fā)能力進(jìn)行開(kāi)發(fā)

一、并發(fā)概述

并發(fā)是指在同一時(shí)間段內(nèi)，能夠處理多個(gè)任務(wù)的能力。為了提升應(yīng)用的響應(yīng)速度與幀率，以及防止耗時(shí)任務(wù)對(duì)主線程的干擾，HarmonyOS系統(tǒng)提供了異步并發(fā)和多線程并發(fā)兩種處理策略。

? ● 異步并發(fā)是指異步代碼在執(zhí)行到一定程度后會(huì)被暫停，以便在未來(lái)某個(gè)時(shí)間點(diǎn)繼續(xù)執(zhí)行，這種情況下，同一時(shí)間只有一段代碼在執(zhí)行。

? ● 多線程并發(fā)允許在同一時(shí)間段內(nèi)同時(shí)執(zhí)行多段代碼。在主線程繼續(xù)響應(yīng)用戶操作和更新UI的同時(shí)，后臺(tái)也能執(zhí)行耗時(shí)操作，從而避免應(yīng)用出現(xiàn)卡頓。

并發(fā)能力在多種場(chǎng)景中都有應(yīng)用，其中包括單次I/O任務(wù)、CPU密集型任務(wù)、I/O密集型任務(wù)和同步任務(wù)等。開(kāi)發(fā)者可以根據(jù)不同的場(chǎng)景，選擇相應(yīng)的并發(fā)策略進(jìn)行優(yōu)化和開(kāi)發(fā)。

ArkTS支持異步并發(fā)和多線程并發(fā)。

? ● Promise和async/await提供異步并發(fā)能力，適用于單次I/O任務(wù)的開(kāi)發(fā)場(chǎng)景。詳細(xì)請(qǐng)參見(jiàn)異步并發(fā)概述。

? ● TaskPool和Worker提供多線程并發(fā)能力，適用于CPU密集型任務(wù)、I/O密集型任務(wù)和同步任務(wù)等并發(fā)場(chǎng)景。詳細(xì)請(qǐng)參見(jiàn)多線程并發(fā)概述。

二、 使用異步并發(fā)能力進(jìn)行開(kāi)發(fā)

1、異步并發(fā)概述

Promise和async/await提供異步并發(fā)能力，是標(biāo)準(zhǔn)的JS異步語(yǔ)法。異步代碼會(huì)被掛起并在之后繼續(xù)執(zhí)行，同一時(shí)間只有一段代碼執(zhí)行，適用于單次I/O任務(wù)的場(chǎng)景開(kāi)發(fā)，例如一次網(wǎng)絡(luò)請(qǐng)求、一次文件讀寫等操作。

異步語(yǔ)法是一種編程語(yǔ)言的特性，允許程序在執(zhí)行某些操作時(shí)不必等待其完成，而是可以繼續(xù)執(zhí)行其他操作。

1.1 Promise

Promise是一種用于處理異步操作的對(duì)象，可以將異步操作轉(zhuǎn)換為類似于同步操作的風(fēng)格，以方便代碼編寫和維護(hù)。Promise提供了一個(gè)狀態(tài)機(jī)制來(lái)管理異步操作的不同階段，并提供了一些方法來(lái)注冊(cè)回調(diào)函數(shù)以處理異步操作的成功或失敗的結(jié)果。

Promise有三種狀態(tài)：pending（進(jìn)行中）、fulfilled（已完成）和rejected（已拒絕）。Promise對(duì)象創(chuàng)建后處于pending狀態(tài)，并在異步操作完成后轉(zhuǎn)換為fulfilled或rejected狀態(tài)。

最基本的用法是通過(guò)構(gòu)造函數(shù)實(shí)例化一個(gè)Promise對(duì)象，同時(shí)傳入一個(gè)帶有兩個(gè)參數(shù)的函數(shù)，通常稱為executor函數(shù)。executor函數(shù)接收兩個(gè)參數(shù)：resolve和reject，分別表示異步操作成功和失敗時(shí)的回調(diào)函數(shù)。例如，以下代碼創(chuàng)建了一個(gè)Promise對(duì)象并模擬了一個(gè)異步操作：

const promise = new Promise((resolve, reject) => {
  setTimeout(() => {
    const randomNumber = Math.random();
    if (randomNumber > 0.5) {
      resolve(randomNumber);
    } else {
      reject(new Error('Random number is too small'));
    }
  }, 1000);
});

上述代碼中，setTimeout函數(shù)模擬了一個(gè)異步操作，并在1秒鐘后隨機(jī)生成一個(gè)數(shù)字。如果隨機(jī)數(shù)大于0.5，則執(zhí)行resolve回調(diào)函數(shù)并將隨機(jī)數(shù)作為參數(shù)傳遞；否則執(zhí)行reject回調(diào)函數(shù)并傳遞一個(gè)錯(cuò)誤對(duì)象作為參數(shù)。

Promise對(duì)象創(chuàng)建后，可以使用then方法和catch方法指定fulfilled狀態(tài)和rejected狀態(tài)的回調(diào)函數(shù)。then方法可接受兩個(gè)參數(shù)，一個(gè)處理fulfilled狀態(tài)的函數(shù)，另一個(gè)處理rejected狀態(tài)的函數(shù)。只傳一個(gè)參數(shù)則表示狀態(tài)改變就執(zhí)行，不區(qū)分狀態(tài)結(jié)果。使用catch方法注冊(cè)一個(gè)回調(diào)函數(shù)，用于處理“失敗”的結(jié)果，即捕獲Promise的狀態(tài)改變?yōu)閞ejected狀態(tài)或操作失敗拋出的異常。例如：

promise.then(result => {
  console.info(`Random number is ${result}`);
}).catch(error => {
  console.error(error.message);
});

上述代碼中，then方法的回調(diào)函數(shù)接收Promise對(duì)象的成功結(jié)果作為參數(shù)，并將其輸出到控制臺(tái)上。如果Promise對(duì)象進(jìn)入rejected狀態(tài)，則catch方法的回調(diào)函數(shù)接收錯(cuò)誤對(duì)象作為參數(shù)，并將其輸出到控制臺(tái)上。

1.2 async/await

async/await是一種用于處理異步操作的Promise語(yǔ)法糖，使得編寫異步代碼變得更加簡(jiǎn)單和易讀。通過(guò)使用async關(guān)鍵字聲明一個(gè)函數(shù)為異步函數(shù)，并使用await關(guān)鍵字等待Promise的解析（完成或拒絕），以同步的方式編寫異步操作的代碼。

async函數(shù)是一個(gè)返回Promise對(duì)象的函數(shù)，用于表示一個(gè)異步操作。在async函數(shù)內(nèi)部，可以使用await關(guān)鍵字等待一個(gè)Promise對(duì)象的解析，并返回其解析值。如果一個(gè)async函數(shù)拋出異常，那么該函數(shù)返回的Promise對(duì)象將被拒絕，并且異常信息會(huì)被傳遞給Promise對(duì)象的onRejected()方法。

下面是一個(gè)使用async/await的例子，其中模擬了一個(gè)異步操作，該操作會(huì)在3秒鐘后返回一個(gè)字符串。

async function myAsyncFunction() {
  const result = await new Promise((resolve) => {
    setTimeout(() => {
      resolve('Hello, world!');
    }, 3000);
  });
  console.info(String(result)); // 輸出： Hello, world!
}

myAsyncFunction();

在上述示例代碼中，使用了await關(guān)鍵字來(lái)等待Promise對(duì)象的解析，并將其解析值存儲(chǔ)在result變量中。

需要注意的是，由于要等待異步操作完成，因此需要將整個(gè)操作包在async函數(shù)中。除了在async函數(shù)中使用await外，還可以使用try/catch塊來(lái)捕獲異步操作中的異常。

async function myAsyncFunction() {
  try {
    const result = await new Promise((resolve) => {
      resolve('Hello, world!');
    });
  } catch (e) {
    console.error(`Get exception: ${e}`);
  }
}

myAsyncFunction();

2、 單次I/O任務(wù)開(kāi)發(fā)指導(dǎo)

Promise和async/await提供異步并發(fā)能力，適用于單次I/O任務(wù)的場(chǎng)景開(kāi)發(fā)，本文以使用異步進(jìn)行單次文件寫入為例來(lái)提供指導(dǎo)。

? 1. 實(shí)現(xiàn)單次I/O任務(wù)邏輯。

import fs from '@ohos.file.fs';

async function write(data: string, filePath: string) {
  let file = await fs.open(filePath, fs.OpenMode.READ_WRITE);
  fs.write(file.fd, data).then((writeLen) => {
    fs.close(file);
  }).catch((err) => {
    console.error(`Failed to write data. Code is ${err.code}, message is ${err.message}`);
  })
}

? 2. 采用異步能力調(diào)用單次I/O任務(wù)。示例中的filePath的獲取方式請(qǐng)參見(jiàn)獲取應(yīng)用文件路徑。

let filePath = ...; // 應(yīng)用文件路徑
write('Hello World!', filePath).then(() => {
  console.info('Succeeded in writing data.');
})

審核編輯 黃宇