C++子线程与UI主线程通信方案

异步流程介绍

ArkTS是单线程的，其通过事件循环机制来处理异步任务，这一特性，同样也深入影响了Node-API的模块开发。在Native线程中既要保证没有多线程问题，又要保证任务的正确执行。

基于threadsafe的实现

方案概述

针对在HarmonyOS中，Native子线程不能直接访问ArkTS主线程的资源的场景，Node-API提供了napi\_threadsafe\_function这一套线程安全函数接口，用来实现异步通信操作。下面介绍napi\_threadsafe\_function的方式。

实现流程

1. 应用侧传入需要执行的异步任务。
2. Native侧通过napi\_create\_threadsafe\_function创建线程安全函数，将callback注册到线程安全函数中，等待后续其他线程抛异步任务进行回调。
3. 通过napi\_create\_async\_work，将ExecuteWork与WorkComplete添加为异步任务的执行回调与完成回调。
4. 通过ExecuteWork函数进行业务处理，并执行线程安全函数，通过WorkComplete函数进行任务执行完成后的资源清理回收工作。
5. 通过注册给线程安全函数的callback回到主线程，然后通过napi\_call\_function调用ArkTS函数回到ArkTS侧。
6. 在ArkTS线程中解析或拒绝promise的唯一方法。

代码实现

C++：

1. Native侧通过napi\_create\_threadsafe\_function创建线程安全函数，将callback注册到线程安全函数中，等待后续其他线程抛异步任务进行回调。

   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. 通过ExecuteWork函数进行业务处理，并执行线程安全函数，通过WorkComplete函数进行任务执行完成后的资源清理回收工作。

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

3. 通过注册给线程安全函数的callback回到主线程，然后通过napi\_call\_function调用ArkTS 函数回到ArkTS侧。

   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. 在ArkTS线程中解析或拒绝promise。

   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;
   }

TS：

import nativeModule from 'libentry.so';

// 应用侧传入需要执行的异步任务
let callback = (): Promise<string> => {
  return new Promise((resolve) => {
    setTimeout(() => {
      resolve("string from promise");
    }, 5000);
  });
}
nativeModule.startThread(callback);