armonyOS 2提供了两种应用开发语言：Java和JS。Java线程特性能够让多任务并行，充分利用硬件资源开发出高性能的应用。而JS却是一个单线程语言，无法像Java一样创建新的Thread，用JS语言开发是否会导致硬件资源无法充分利用的情况呢？

本文给大家介绍“ACE JS的单线程异步机制”就是解决这个问题的。然而，说到 “单线程”与“异步”，大家可能会比较疑惑，因为单线程和异步在概念上是冲突的，单线程无法做到多任务并发，也就不会存在异步这种通信机制。

确实，JS语言本身是无法实现异步的，但是ACE JS框架却提供了多线程的宿主环境，通过消息通信机制让JS语言有了异步的属性，下面我们来详细描述其原理。

ACE开发框架

使用JS开发HarmonyOS应用，使用的开发框架名为ACE（Ability Cross-Platform Environment），该框架适用于手机、平板、智慧屏、智慧表、车机等设备，具备“一次开发，多端部署”的能力。

ACE框架包括应用层（Application）、前端框架层（Framework）、引擎层（Engine）和平台适配层（Porting Layer），如下图所示：

​● Application

应用层表示开发者使用JS UI框架开发的FA应用，这里的FA应用特指JS FA应用。

● Framework

前端框架层主要完成前端页面解析，以及提供MVVM（Model-View-ViewModel）开发模式、页面路由机制和自定义组件等能力。

● Engine

引擎层主要提供动画解析、DOM（Document Object Model）树构建、布局计算、渲染命令构建与绘制、事件管理等能力。

● Porting Layer

适配层主要完成对平台层进行抽象，提供抽象接口，可以对接到系统平台。比如：事件对接、渲染管线对接和系统生命周期对接等。

ACE开发框架的线程模型

​

​

每个HarmonyOS JS应用，都是通过上图所示的ACE开发框架进行加载渲染的。ACE开发框架包含了JS线程、UI线程、GPU线程、IO线程，并且在ACE框架外还会存在一类后台任务线程。

其中GPU线程与IO线程主要是ACE框架初始化与页面加载渲染的过程需要的，为ACE框架内部的专有线程，不会被应用直接操作到，应用不需要特别关注；UI线程、JS线程和后台任务线程会与应用开发代码相关，后面着重分析这三个线程的作用和关系。

● UI线程：负责应用界面的绘制刷新，与应用的进程号相同，又叫主线程。如果开发JS+JAVA的混合编程，JAVA PA（Particle Ability）的onStart/onConnect等Ability生命周期回调便是运行在主线程，若在这些生命周期回调上执行耗时操作则会导致JS UI的绘制刷新卡住。

● JS线程：应用的JS代码会被JS引擎解析执行，并运行在JS线程上，而JS又是单线程语言，所以目前我们工程中看到的所有的JS代码都会执行在这个进程下唯一的JS线程上。

● 后台任务线程：这里是对ACE框架外部的后台线程的一个统称，并不单指一个线程，也并不唯一。后台任务线程包含了Java PA线程、文件操作API、网络访问API内部实现等相关线程。

下面我们结合测试代码来看一下这3个线程之间的关系。

JS线程与UI线程的关系

为了验证JS线程与UI线程的关系，我们准备了一个实验性质的Demo，主要代码以及运行过程的Log如下：

首先我们在IDE建立一个Empty Ablity(JS)模板的HelloWorld工程，在生命周期、按钮响应回调方法里增加Log以观察线程情况。刚创建的app.js中Application生命周期默认已经有Log，无需额外添加。

我们只需要在主界面index.js文件中onInit增加日志：

console.info(<span class="hljs-string">'page.default onInit'</span>);复制

然后在index.hml中增加一个button以及会一直进行动画的progress组件：

<button id='button1' onclick="onButtonClick">I'm a button</button>
<progress type="circular"/>复制

最后在index.js中增加按钮点击响应事件以及Log，并且尝试sleep阻塞js线程：

function sleep(delay) {
        for (var t = Date.now(); Date.now() - t <= delay; );
}
onButtonClick() {
        console.info('onButtonClick begin');
        sleep(1000);
        console.info('onButtonClick end');
}复制

将应用运行起来，点击两次按钮，得到如下Log：

​

​

从输出的Log中，我们可以看到这个JS FA进程号为22592，也就是说UI线程是22592；生命周期回调以及按钮响应均在24077线程，这个就是JS线程，所以JS线程与UI线程不是同一个线程。

并且我们尝试通过sleep方法阻塞JS线程，想观察JS线程阻塞是否会影响到UI线程的刷新。最终得出的结论是无论JS线程sleep多长时间，UI界面上的progress组件动画一直会不断刷新，按钮也会有按压效果变化，所以我们可以推测JS线程与UI线程的相互调用应该是通过某种消息机制完成的，而不是阻塞式的调用。

JS线程与后台任务线程的关系

ACE JS框架提供了JS FA（Feature Ability）调用Java PA（Particle Ability）的机制，该机制提供了一种通道来传递方法调用、处理数据返回以及订阅事件上报。我们同样制作一个Demo来验证JS线程与Java PA线程的关系：

在JS中，我们通过FeatureAbility.callAbility拉起并调用了名为一个类名为ServiceAbility的Java PA，并拿到返回结果：

var action = {};
action.bundleName = <span class="hljs-string">'com.blancwu.test'</span>;
action.abilityName = <span class="hljs-string">'com.blancwu.test.ServiceAbility'</span>;
action.messageCode = <span class="hljs-number">1001</span>;
action.abilityType = <span class="hljs-number">0</span>;
action.syncOption = <span class="hljs-number">0</span>;

console.info(<span class="hljs-string">'FeatureAbility.callAbility begin'</span> + JSON.stringify(action));
FeatureAbility.callAbility(action).then(function (value) {
    console.info(<span class="hljs-string">'FeatureAbility.callAbility async result '</span> + JSON.stringify(value));
})
console.info(<span class="hljs-string">'FeatureAbility.callAbility end'</span> + JSON.stringify(action));复制

在ServiceAbility的onRemoteRequest中增加Log输出，并sleep 1秒钟，以便观察线程情况与之间关系：

@Override
public boolean onRemoteRequest(int code, MessageParcel data, MessageParcel reply, MessageOption option) throws RemoteException {
    HiLog.info(LABEL_LOG, "onRemoteRequest begin " + code);
    if (code == 1001) {
        try {
            Thread.sleep(1000);
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        Map<String, Object> result = new HashMap<String, Object>();
        result.put("result", 1);
        reply.writeString(ZSONObject.toZSONString(result));
    }
    HiLog.info(LABEL_LOG, "onRemoteRequest end " + code);
    return super.onRemoteRequest(code, data, reply, option);
}复制

以上代码完成后，我们进行执行，得到的Log如下：

​

​

我们观察到本次运行主进程（UI线程）号为4133，JS代码执行在JS线程5887，Java PA响应onRemoteRequest执行在另一个后台任务线程5837。通过Log我们看到onRemoteRequst即使阻塞了后台任务线程1s也不会影响JS线程的并行执行以及主线程（UI线程）上动画的刷新，做到了JS线程与后台任务线程异步地执行事务。

JS线程的异步机制

上面从代码实验角度观察到了JS线程与其他线程的异步关系，那么JS线程是怎么处理来自其他多个线程的调用的呢？我们先来看一下传统的浏览器环境下的机制：

​

​

上图中，JS线程中的函数调用会存在于栈（stack）中，栈中的函数可以调用浏览器环境提供的WebAPIs，包含了DOM、ajax、timeout等API，这些API会在浏览器环境提供的另外一个外部线程执行，执行完成后会在任务队列（callback queue）中加入对应的回调事件（如onClick、onLoad、onDone）。当栈中的代码执行完毕，即栈清空后，JS线程又会通过event loop取出任务队列中的下一个任务进行执行，以此类推完成整个的程序执行。更具体的机制可以去看阮一峰老师介绍JS EventLoop的文章：

● JS EventLoop介绍

http://www.ruanyifeng.com/blog/2014/10/event-loop.html

HarmonyOS ACE开发框架同样遵循上述最基本的EventLoop调度机制，并且提供了更多的机制和API，让业务逻辑可以在外部线程执行，包含了上面提到的Java PA以及异步回调的系统能力API。其中，异步回调的系统能力API包含如文件系统操作和网络操作等，具体大家可以按照我们实验Demo的方法去尝试一下。

● 参考

https://developer.harmonyos.com/cn/docs/documentation/doc-references/js-apis-file-storage-0000000000629445

未来发展的展望

目前ACE JS应用内实现多线程的最佳方式是通过混合编程调用Java PA方式，但未来纯JS应用一定会越来越多，那么，只支持单线程的JS ACE框架的异步API能解决各种复杂场景的问题吗？

单线程的JS加上异步API能够很好解决单个I/O阻塞的问题，但是如果遇到大量的I/O事件，比如批删除大量文件，通过for循环发起了大量异步任务，也会降低执行效率，甚至阻塞其他异步任务的执行。并且如果要使用JS语言开发计算密集型的任务，也无法在唯一的JS线程上进行。

这时就需要一个真正的JS多线程处理机制了，虽然目前HarmonyOS 2还未支持，但未来HarmonyOS会考虑规划出与HTML5类似提供支持WebWorker机制，支持开发出多线程的JS代码，提供给应用开发者更多的发挥空间。

帖子（转载）描述了一些C/C++中的开源库，供平时工作中参考。

如果各位小伙伴有用的方便且好用的库也请分享上来吧！

1 综合性的库

Boost

Home：http://boost.org/

Boost 大概是最重要的第三方 C++ 库。其作者有很多是 C++ 标准委员会的成员。Boost 的很多子库后来都成为 C++ 的标准库。

本页面的其它章节还会继续提及 Boost 在各种领域的应用。

wxWidgets

Home：https://wxwidgets.org/

这是一个非常老牌的 C++ 开源 GUI 框架，诞生于1992年。原先叫做 wxWindows，后来因为微软的法律纠纷，改为现名。

它支持的操作系统平台很多（包括嵌入式系统）。

很多开源项目用到它，比如：BitTorrent、aMule、FileZilla、Code::Blocks、Dolphin......

虽然它以 GUI 为主，但是也提供了其它一些辅助功能（比如：进程间通讯、网络、数据库、多媒体......）

Qt

Home：http://www.qt-project.org/

这是一个非常老牌的 C++ 开源 GUI 框架，于1995年发布 1.0 版本。原先由 Trolltech 公司维护，后来该公司被 Nokia 收购。

它支持的操作系统平台很多（包括嵌入式系统）。

虽然它以 GUI 为主，但是也提供了其它一些辅助功能（比如：网络、数据库、多媒体、3D引擎......）

APR（Apache Portable Runtime）

Home：https://apr.apache.org/

这是由 Apache 社区维护的 C 开源库，主要提供操作系统相关的功能（文件系统、进程、线程、用户、IPC）。此外还提供了一些网络相关的功能。

APR 原先是 Apache Web 服务器的一个组成部分，后来独立出来，成为一个单独的开源项目。

ACE（Adaptive Communication Environment）

Home：http://www.cse.wustl.edu/~schmidt/ACE.html

这是一个跨平台的 C++ 库，提供了一套网络通讯的框架；另外还支持线程、进程和 IPC。

POCO

Home：http://pocoproject.org/

它的名称源自“POrtable COmponents”，是一个基于 C++ 的开源库。

它的功能以网络通讯为主，同时也提供一些其它功能（比如：多线程、进程间通讯、数据库、XML、JSON......）

Dlib

Home：http://dlib.net/

诞生于2002年的 C++ 开源库，提供了非常多的功能（网络、多线程、GUI、数值计算、图像处理、数据挖掘......）。

它还有一个特色是：同时提供了 Python API :)

Crypto++

Home：http://www.cryptopp.com/

它也叫“CryptoPP”或“libcrypto++”，是非常著名的开源加密库，诞生于1995年。基于 C++ 开发，大量用到模板语法。

虽然它以加密为主，但是也提供了其它一些辅助功能（比如：数据压缩、编码解码、计时器...）

2 数据结构 & 算法

2.1 容器

2.1.1 标准容器

std

C++ 98 标准内置的 STL 提供了如下容器：

数组：vector（动态数组）、valarray（针对数值类型特化的 vector）、bitset（储存比特的【固定】数组）

链表：list（双向）

队列：queue、deque（双端队列）

栈：stack

映射：map（键值无重复）、multimap（键值可重复）

集合：set（元素无重复）、multiset（元素可重复）

C++ 11 标准新增了如下容器：

数组：array（相比 vector，它的 size 是编译时【固定】的）

链表：forward_list（相比 list，它是【单向】的）

映射：unordered_map、unordered_multimap（相比 map 和 multimap，这俩采用 hash 实现）

集合：unordered_set、unordered_multiset（相比 set 和 multiset，这俩采用 hash 实现）

下面几个容器，C++ 标准【没有】包含，但包含在某些知名的 STL 第三方库中（比如 SGI 的 STL）：

映射：hash_map、hash_multimap（与 unordered_map、unordered_multimap 相同）

集合：hash_set、hash_multiset（与 unordered_set、unordered_multiset 相同）

2.1.2 Lockfree 的容器

Boost.Lockfree

Docs：http://boost.org/libs/lockfree

Boost 前面已经介绍过。这是 Boost 的其中一个子库，提供了三种 lock-free 的容器（queue、stack、spsc_queue）。最后这种是“环形缓冲”。

libcds（Concurrent Data Structures）

Home：http://libcds.sourceforge.net/

这是一个跨平台的 C++ 开源库，提供了若干 lock-free 的容器。它的 2.0.0 版本，代码重写以支持 C++ 11 标准。

2.1.3 环形缓冲

Boost.CircularBuffer

Docs：http://boost.org/libs/circular_buffer

Boost 前面已经介绍过。这是 Boost 的其中一个子库，提供了“环形缓冲区”的模板。

“环形缓冲区”可以降低内存分配的开销。

代码示例

2.1.4 多维数组

Boost.MultiArray

Docs：http://boost.org/libs/multi_array

Boost 前面已经介绍过。这是 Boost 的其中一个子库，提供了任意维的数组。

代码示例——3维数组

2.1.5 图

Boost.Graph

Docs：http://boost.org/libs/graph

Boost 前面已经介绍过。这是 Boost 的其中一个子库，简称 BGL（Boost Graph Library），封装了“图”这种数据结构。

它提供了与 STL 类似的泛型编程风格。

Dlib

Docs：http://dlib.net/graph_tools.html

Dlib 前面已经介绍过。它提供了2个类（graph & directed_graph）封装“图”。

2.2 对容器的操作

（STL 标准库里面已经实现了很多算法用来操作容器，考虑到本页面已经很长，这里只列举第三方库实现的算法）

Boost.Foreach

Docs：http://boost.org/libs/foreach

Boost 前面已经介绍过。这是 Boost 的其中一个子库，提供了通用的遍历，其效果类似于 Python 的 for 循环语法。

有了它，你在遍历时无需声明迭代器变量，也无需关心遍历的容器是何种类型。

代码示例——遍历字符串

2.3 字符串处理

2.3.1 字符集

Boost.Locale

Docs：http://boost.org/libs/locale

Boost 前面已经介绍过。这是 Boost 的其中一个子库，提供了各种“本地化”的功能。其中就包括字符集编码转换。

代码示例

POCO.Text

Docs：http://pocoproject.org/docs/package-Foundation.Text.html

POCO 前面已经介绍过。它提供了 UTF8/UTF16/UTF32 的转换。

2.3.2 字符串格式化

Boost.Format

Docs：http://boost.org/libs/format

Boost 前面已经介绍过。这是 Boost 的其中一个子库，提供了“格式化字符串”的功能。相比 ANSI C 的 sprintf() 和 snprintf()，它的格式化功能更强并且更安全。

代码示例

fmt

Home：https://github.com/fmtlib/fmt

这是一个轻量级、类型安全、高性能的字符串格式化库。它也可以用来替代 C++ 标准库中的 IOStreams。

代码示例

2.3.3 正则表达式

PCRE（Perl Compatible Regular Expressions）

Home：http://www.pcre.org/

这是一个很老牌的正则表达式的库，诞生于1997年。很多知名的开源项目（Apache、PHP、KDE）用到了它。

Boost.Regex

Docs：http://boost.org/libs/regex

Boost 前面已经介绍过。这是 Boost 的其中一个子库，提供了“正则式”的功能。

注：Boost 的这个子库已经进入 C++ 11 标准。

代码示例——基于正则式进行匹配和替换

re2

Home：https://github.com/google/re2

这是 Google 提供的正则式库，基于 C++。其 API 使用起来很简洁。

有多种脚本语言（Python、Ruby、Perl、Node.js、Erlang、OCaml）提供了对它的封装。

代码示例——基于正则式进行匹配

Oniguruma（鬼车）

Home：http://www.geocities.jp/kosako3/oniguruma/

来自日本的正则式库，基于 C 语言。据说性能很高。

它被用在 Ruby、TextMate、Sublime Text、SubEthaEdit 等软件上。

POCO.RegExp

Docs：http://pocoproject.org/docs/package-Foundation.RegExp.html

POCO 前面已经介绍过。它提供了正则表达式的封装类。

Qt.QRegExp

Docs：http://doc.qt.io/qt-4.8/qregexp.html

Qt 前面已经介绍过。这是 Qt 中的一个类，提供了“正则式”的功能。

2.3.4 （其它）

Boost.StringAlgorithms

Docs：http://boost.org/libs/algorithm/string

Boost 前面已经介绍过。这是 Boost 的其中一个子库，提供了各种字符串的算法（替换、合并、拆分、大小写转换、trim......）。

代码示例——字符串合并

Boost.Lexical_Cast

Docs：http://boost.org/libs/lexical_cast

Boost 前面已经介绍过。这是 Boost 的其中一个子库，提供了各种字符串与其它类型的转换。

注：Boost 的这个子库已经进入 C++ 11 标准。

代码示例

2.4 内存相关

2.4.1 智能指针

Boost.SmartPointers

Docs：http://boost.org/libs/smart_ptr

Boost 前面已经介绍过。这是 Boost 的其中一个子库，提供了几种智能指针。最常用的是“shared_ptr”。

有了智能指针，你就无需操心 new 之后的 delete 了。

注：Boost 的这个子库已经进入 C++ 11 标准。

2.4.2 内存池

Boost.Pool

Docs：http://boost.org/libs/pool

Boost 前面已经介绍过。这是 Boost 的其中一个子库，提供了“内存池”的功能。

Dlib

Docs：http://dlib.net/other.html

Dlib 前面已经介绍过。它提供了内存池（参见文档中以“memory_manager”开头的类）。

APR

Docs：https://apr.apache.org/docs/apr/trunk/modules.html

APR 前面已经介绍过。它提供了内存池的功能。

2.5 时间 & 日期

Boost.Date_Time

Docs：http://boost.org/libs/date_time

Boost 前面已经介绍过。这是 Boost 的其中一个子库，提供了针对“日期 和 时间”的各种处理。

POCO.DateTime

Docs：http://pocoproject.org/docs/package-Foundation.DateTime.html

POCO 前面已经介绍过。它提供了若干个日期和时间的封装类（时区转换、格式化字符串、解析时间字符串）。

2.6 编码 & 解码

2.6.1 序列化

Boost.Serialization

Docs：http://boost.org/libs/serialization

Boost 前面已经介绍过。这是 Boost 的其中一个子库，提供了【可定制的】“序列化”功能。

2.6.2 Base64

Base64 是一组编码算法的总称。用于把二进制数据编码为文本。

Boost.Serialization

Docs：http://boost.org/libs/serialization

Boost 前面已经介绍过。使用前面提到的“Boost.Serialization”，你可以定制采用 Base64 方式进行编码和解码。

Crypto++

Docs：http://www.cryptopp.com/docs/ref/annotated.html

Crypto++ 前面已经介绍过。它提供了6个类，分别用于 Base64、Base32、Base16 的编码/解码。

POCO.Streams

Docs：http://pocoproject.org/docs/package-Foundation.Streams.html

POCO 前面已经介绍过。它提供了 Base64 和 Base32 的编码/解码。

2.7 （其它）

2.7.1 随机数

std

ANSI C 在 stdlib.h 中提供了随机数生成函数 rand()。使用前记得先用 srand() 函数播种，否则就傻了。

Boost.Random

Docs：http://boost.org/libs/random

Boost 前面已经介绍过。这是 Boost 的其中一个子库，提供了“随机数生成”的功能。

相比 ANSI C 的随机数函数，它提供的功能更丰富。

代码示例

Crypto++

Docs：http://www.cryptopp.com/docs/ref/class_random_number_generator.html

Crypto++ 前面已经介绍过。它提供了好几个类，用于随机数生成。

2.7.2 UUID

Boost.UUID

Docs：http://boost.org/libs/uuid

Boost 前面已经介绍过。这是 Boost 的其中一个子库，提供了 UUID 的生成。

代码示例——生成 UUID

APR

Docs：https://apr.apache.org/docs/apr/trunk/modules.html

APR 前面已经介绍过。它提供了 UUID 的生成、格式化成字符串、解析 UUID 字符串。

POCO.UUID

Docs：http://pocoproject.org/docs/package-Foundation.UUID.html

POCO 前面已经介绍过。它提供了 UUID 的生成、格式转换。

<dependency>
 <groupId>org.projectlombok</groupId>
 <artifactId>lombok</artifactId>
</dependency>
@Setter
@Getter
@ToString
@EqualsAndHashCode
public class People {
 private String name;
 private int age;
 private String male;
}