使用Node-API接口进行线程安全开发

场景介绍

napi_create_threadsafe_function是Node-API接口之一，用于创建一个线程安全的JavaScript函数。主要用于在多个线程之间共享和调用，而不会出现竞争条件或死锁。例如以下场景：

  • 异步计算：如果需要进行耗时的计算或IO操作，可以创建一个线程安全的函数，将计算或IO操作放在另一个线程中执行，避免阻塞主线程，提高程序的响应速度。

  • 数据共享：如果多个线程需要访问同一份数据，可以创建一个线程安全的函数，确保数据的读写操作不会发生竞争条件或死锁等问题。

  • 多线程编程：如果需要进行多线程编程，可以创建一个线程安全的函数，确保多个线程之间的通信和同步操作正确无误。

使用示例

  1. 在Native入口定义线程安全函数。

    struct CallbackData {
    napi_threadsafe_function tsfn;
    napi_async_work work;
};

static napi_value StartThread(napi_env env, napi_callback_info info)
{
    size_t argc = 1;
    napi_value jsCb = nullptr;
    CallbackData *callbackData = nullptr;
    napi_get_cb_info(env, info, &argc, &jsCb, nullptr, reinterpret_cast<void **>(&callbackData));

    // 创建一个线程安全函数
    napi_value resourceName = nullptr;
    napi_create_string_utf8(env, "Thread-safe Function Demo", NAPI_AUTO_LENGTH, &resourceName);
    napi_create_threadsafe_function(env, jsCb, nullptr, resourceName, 0, 1, callbackData, nullptr, 
        callbackData, CallJs, &callbackData->tsfn);

    // 创建一个异步任务
    napi_create_async_work(env, nullptr, resourceName, ExecuteWork, WorkComplete, callbackData,
        &callbackData->work);

    // 将异步任务加入到异步队列中
    napi_queue_async_work(env, callbackData->work);
    return nullptr;
}

  2. 在工作线程中调用ExecuteWork，并执行线程安全函数。

    static void ExecuteWork(napi_env env, void *data)
{
    CallbackData *callbackData = reinterpret_cast<CallbackData *>(data);
    std::promise<std::string> promise;
    auto future = promise.get_future();
    napi_call_threadsafe_function(callbackData->tsfn, &promise, napi_tsfn_nonblocking);
    try {
        auto result = future.get();
        // OH_LOG_INFO(LOG_APP, "XXX, Result from JS %{public}s", result.c_str());
    } catch (const std::exception &e) {
        // OH_LOG_INFO(LOG_APP, "XXX, Result from JS %{public}s", e.what());
    }
}

  3. 在JS线程执行异步回调函数。

    static napi_value ResolvedCallback(napi_env env, napi_callback_info info)
{
    void *data = nullptr;
    size_t argc = 1;
    napi_value argv[1];
    if (napi_get_cb_info(env, info, &argc, argv, nullptr, &data) != napi_ok) {
        return nullptr;
    }
    size_t result = 0;
    char buf[32] = {0};
    napi_get_value_string_utf8(env, argv[0], buf, 32, &result);
    reinterpret_cast<std::promise<std::string> *>(data)->set_value(std::string(buf));
    return nullptr;
}

static napi_value RejectedCallback(napi_env env, napi_callback_info info)
{
    void *data = nullptr;
    if (napi_get_cb_info(env, info, nullptr, nullptr, nullptr, &data) != napi_ok) {
        return nullptr;
    }
    reinterpret_cast<std::promise<std::string> *>(data)->set_exception(
        std::make_exception_ptr(std::runtime_error("Error in jsCallback")));
    return nullptr;
}

static void CallJs(napi_env env, napi_value jsCb, void *context, void *data)
{
    if (env == nullptr) {
        return;	
    }
    napi_value undefined = nullptr;
    napi_value promise = nullptr;
    napi_get_undefined(env, &undefined);
    napi_call_function(env, undefined, jsCb, 0, nullptr, &promise);
    napi_value thenFunc = nullptr;
    if (napi_get_named_property(env, promise, "then", &thenFunc) != napi_ok) {
        return;
    }
    napi_value resolvedCallback;
    napi_value rejectedCallback;
    napi_create_function(env, "resolvedCallback", NAPI_AUTO_LENGTH, ResolvedCallback, data,
					     &resolvedCallback);
    napi_create_function(env, "rejectedCallback", NAPI_AUTO_LENGTH, RejectedCallback, data,
					     &rejectedCallback);
    napi_value argv[2] = {resolvedCallback, rejectedCallback};
    napi_call_function(env, promise, thenFunc, 2, argv, nullptr);
}

  4. 任务执行完成后，进行资源清理回收。

    static void WorkComplete(napi_env env, napi_status status, void *data)
{
    CallbackData *callbackData = reinterpret_cast<CallbackData *>(data);
    napi_release_threadsafe_function(callbackData->tsfn, napi_tsfn_release);
    napi_delete_async_work(env, callbackData->work);
    callbackData->tsfn = nullptr;
    callbackData->work = nullptr;
}

  5. 模块初始化以及ArkTS侧调用接口。

    // 模块初始化
static napi_value Init(napi_env env, napi_value exports) {
    CallbackData *callbackData = new CallbackData(); // 可在线程退出时释放
    napi_property_descriptor desc[] = {
        {"startThread", nullptr, StartThread, nullptr, nullptr, nullptr, napi_default, callbackData},
    };
    napi_define_properties(env, exports, sizeof(desc) / sizeof(desc[0]), desc);
    return exports;
}

// ArkTS侧调用接口
let callback = (): Promise<string> => {
  return new Promise((resolve) => {
    setTimeout(() => {
        resolve("string from promise");
      }, 5000);
    });
 }
 nativeModule.startThread(callback);