【UE4 C++ 基础知识】<14> 多线程——AsyncTask

概念

AsyncTask

• AsyncTask 系统是一套基于线程池的异步任务处理系统。每创建一个AsyncTas，都会被加入到线程池中进行执行
• AsyncTask 泛指 FAsyncTask 和 FAutoDeleteAsyncTask，一般声明为友元函数，FNonAbandonableTask 派生类作为模板
• FNonAbandonableTask 是要继承的基类，不可被终止的任务，可以看作是任务执行体的抽象

FAsyncTask

• 模板类
• DoWork() 实现具体任务，自定义类作为模板参数
• FAsyncTask 初始化后，默认添加到线程池FQueuedThreadPool。可以指定其他线程池
  • StartBackgroundTask() 将任务扔到线程池中去执行
  • StartSynchronousTask() 直接在当前线程执行
• EnsureCompletion() 可以等待任务完成
• 执行结束需要手动停止或删除任务

FAutoDeleteAsyncTask

• 与 FAsyncTask 类似
• 执行结束自动删除伍。执行完成后，会通过线程池的 Destroy 函数删除，或者 DoWork 完成后删除

FQueuedThreadPool线程池

• FQueuedThreadPool: 虚基类，定义线程池常用的接口。FQueueThreadPoolBase 继承FQueuedThreadPool，实现具体的方法。
• FQueueThreadPoolBase 维护了多个线程FQueuedThread与多个任务队列IQueuedWork
  • TArray<IQueuedWork*> QueuedWork(要被执行的任务)
  • TArray<FQueuedThread*> QueuedThreads（空闲的线程）
  • TArray<FQueuedThread*> AllThreads（所有的线程）。
• 线程池里的线程都是FQueuedThread类型，FQueuedThread是继承自FRunnable的线程执行体
• FRunnableThread 表示线程本身，该类会派生出平台相关的子类

FEvent

• FEvent: 虚基类，提供了事件操作的接口，用于线程的挂起/唤醒（Wait()/Trigger()）

使用方式

简单使用方式 Lambda

• 可指定线程
• 可根据指定线程用于多线程调用主线程里的东西

  AsyncTask(ENamedThreads::GameThread, [=]()
  {
      // Do Something
  });
  

手动销毁方式：FNonAbandonableTask 与 FAsyncTask

• SimpleAsyncTask 类

  class  SimpleAsyncTask :FNonAbandonableTask
  {
  	FString m_TaskName;
  	int32 m_MaxNumber;
  	friend class FAsyncTask<SimpleAsyncTask>;
  public:
  	// 构造函数
  	SimpleAsyncTask(const FString& TaskName, int32 MaxNumber)
  		: m_TaskName(TaskName), m_MaxNumber(MaxNumber) {}
  	// 析构函数
  	~SimpleAsyncTask() 
  	{
  		UE_LOG(LogTemp, Warning, TEXT("Task[%s] End"), *m_TaskName);
  	}
  
  	// 具体任务逻辑执行
  	void DoWork()
  	{
  		UE_LOG(LogTemp, Warning, TEXT("Task[%s] Start"), *m_TaskName);
  		int CurrentNum = 0;
  		while (CurrentNum < m_MaxNumber)
  		{
  			CurrentNum++;
  			UE_LOG(LogTemp, Warning, TEXT("Task[%s] CurrentNum:%d"), *m_TaskName, CurrentNum);
  		}
  	}
  
  	// 固定写法，本类将作为函数参数
  	FORCEINLINE TStatId GetStatId() const
  	{
  		RETURN_QUICK_DECLARE_CYCLE_STAT(SimpleAsyncTask, STATGROUP_ThreadPoolAsyncTasks);
  	}
  };
  

• 调用任务的Actor——AAsyncTaskActor

  UFUNCTION(BlueprintCallable)
  	void CreateAsyncTask(const FString& TaskName, int32 MaxNumber);
  

  void AAsyncTaskActor::CreateAsyncTask(const FString& TaskName, int32 MaxNumber)
  {
  	UE_LOG(LogTemp, Warning, TEXT("Task[%s] Created"), *TaskName);
  	FAsyncTask<SimpleAsyncTask>* MyTask = new FAsyncTask<SimpleAsyncTask>(TaskName, MaxNumber);
  	MyTask->StartBackgroundTask();
  	
  	// MyTask->StartSynchronousTask; 在当前线程执行，可能会导致主线程阻塞
  	// MyTask->IsDone()  可以配合定时器检测是否完成任务
  
  	//等待任务完成后，进行手动删除
  	MyTask->EnsureCompletion();
  	delete MyTask;
  	MyTask = nullptr;	
  }
  

自动销毁方式：FNonAbandonableTask 与 FAutoDeleteAsyncTask

• AutoDeleteSimpleAsyncTask 类

  class  AutoDeleteSimpleAsyncTask :FNonAbandonableTask
  {
  	FString m_TaskName;
  	int32 m_MaxNumber;
  	friend class FAutoDeleteAsyncTask<AutoDeleteSimpleAsyncTask>;
  public:
  	// 构造函数
  	AutoDeleteSimpleAsyncTask(const FString& TaskName, int32 MaxNumber)
  		: m_TaskName(TaskName), m_MaxNumber(MaxNumber) {}
  	// 析构函数
  	~AutoDeleteSimpleAsyncTask()
  	{
  		UE_LOG(LogTemp, Warning, TEXT("Task[%s] End"), *m_TaskName);
  	}
  
  	// 具体任务逻辑执行
  	void DoWork()
  	{
  		UE_LOG(LogTemp, Warning, TEXT("Task[%s] Start"), *m_TaskName);
  		int CurrentNum = 0;
  		while (CurrentNum < m_MaxNumber)
  		{
  			CurrentNum++;
  			UE_LOG(LogTemp, Warning, TEXT("AutoDeleteTask[%s] CurrentNum:%d"), *m_TaskName, CurrentNum);
  		}
  	}
  
  	// 固定写法，本类将作为函数参数
  	FORCEINLINE TStatId GetStatId() const
  	{
  		RETURN_QUICK_DECLARE_CYCLE_STAT(SimpleAsyncTask, STATGROUP_ThreadPoolAsyncTasks);
  	}
  };
  

• 调用任务的Actor——AAsyncTaskActor

  UFUNCTION(BlueprintCallable)
  	void CreateAutoDeleteAsyncTask(const FString& TaskName, int32 MaxNumber);
  

  void AAsyncTaskActor::CreateAutoDeleteAsyncTask(const FString& TaskName, int32 MaxNumber)
  {
  	UE_LOG(LogTemp, Warning, TEXT("AutoDeleteTask[%s] Created"), *TaskName);
  	// 任务完成后，自动删除
  	(new FAutoDeleteAsyncTask<AutoDeleteSimpleAsyncTask>(TaskName, MaxNumber))->StartSynchronousTask();
  }
  

参考

• FAsyncTask
• FAutoDeleteAsyncTask
• FNonAbandonableTask
• Legacy/Using AsyncTasks
• 《Exploring in UE4》多线程机制详解[原理分析]
• \EpicGames\UE_4.26\Engine\Source\Runtime\Core\Public\Async\AsyncWork.h