Sendable对象简介

在传统JS引擎中，要优化对象的并发通信开销，唯一的方法是将实现下沉到Native侧，通过Transferable对象的转移或共享来降低开销。然而，开发者仍有大量对象并发通信的需求，这个问题在业界JS引擎中尚未解决。

ArkTS提供了Sendable对象类型，它是一种可在ArkTS并发实例间安全共享和传递的数据类型，它支持引用传递来减少通信成本。

Sendable对象可共享，跨线程前后指向同一个JS对象。如果Sendable对象通过调用Napi接口与一个Native对象绑定，当共享传递Sendable对象时，其绑定的Native对象也会一并共享传递。通信过程如下图所示：

与其它ArkTS数据对象不同，符合Sendable协议的数据对象在运行时应为类型固定的对象。

当多个并发实例尝试同时更新Sendable数据时，会发生数据竞争，例如ArkTS共享容器的多线程操作。因此，ArkTS提供异步锁机制来避免不同并发实例间的数据竞争，并提供了异步等待机制来控制多线程处理数据的时序。同时，还可以通过对象冻结接口将对象冻结为只读，从而避免数据竞争。

Sendable对象提供了并发实例间高效的通信能力，即引用传递，适用于开发者自定义大对象需要线程间通信的场景，例如子线程读取数据库数据并返回给宿主线程，具体代码实现可参考跨并发实例传输大数据场景。

基础概念

Sendable协议

Sendable协议定义了ArkTS的可共享对象体系及其规格约束。符合Sendable协议的数据（以下简称Sendable数据）可以在ArkTS并发实例间传递。

默认情况下，Sendable数据在ArkTS并发实例间（包括UI主线程、TaskPool线程、Worker线程）采用引用传递方式，同时还支持拷贝传递方式。

ISendable

在ArkTS语言基础库@arkts.lang中引入了interface ISendable，没有任何方法或属性。ISendable是所有Sendable类型（除了null和undefined）的父类型。ISendable主要用于开发者自定义Sendable数据结构的场景中。类装饰器@Sendable装饰器是implement ISendable的语法糖。

Sendable class

从API version 11开始，支持使用@Sendable装饰器校验Sendable class。

Sendable class需同时满足以下两个规则：

针对API version 22以前的工程，当且仅当被标注了@Sendable装饰器。从API version 22开始，Sendable class除了必须标注@Sendable装饰器之外，开发者可根据需要在Sendable class上叠加使用其他自定义装饰器，具体操作可参考在Sendable class上叠加其他自定义装饰器。
需满足Sendable约束，详情可查Sendable使用规则。

Sendable function

从API version 12开始，支持使用@Sendable装饰器校验Sendable function。
针对API version 12的工程，开发者使用@Sendable装饰器校验Sendable function时，需在工程中配置"compatibleSdkVersionStage": "beta3"，否则其Sendable特性将不生效。参考build-profile.json5配置文件说明。
针对API version大于12的工程，可直接使用@Sendable装饰器校验Sendable function，无需再进行其他配置。

Sendable function需同时满足以下两个规则：

当且仅当被标注了@Sendable装饰器。
需满足Sendable约束，具体可参考Sendable使用规则。

Sendable interface

Sendable interface需同时满足以下两个规则：

当且仅当是ISendable或者继承了ISendable。
需满足Sendable约束，具体可参考Sendable使用规则。

Sendable支持的数据类型

ArkTS基本数据类型：boolean、number、string、bigint、null、undefined。
ArkTS数据类型：const enum（常量枚举）。
ArkTS语言标准库中定义的容器类型数据（须显式引入@arkts.collections）。
ArkTS语言标准库中定义的异步锁对象（须显式引入@arkts.utils）。
ArkTS语言标准库中定义的异步等待对象（须显式引入@arkts.utils）。
ArkTS语言标准库中定义的SendableLruCache对象（须显式引入@arkts.utils）。
继承了ISendable的interface。
标注了@Sendable装饰器的class。
标注了@Sendable装饰器的function。
接入Sendable的系统对象：
元素均为Sendable类型的union type数据。
开发者自定义的Native Sendable对象。ArkTS支持开发者自定义Native Sendable对象，详情参见自定义Native Sendable对象的多线程操作场景。

JS内置对象在并发实例间传递时遵循结构化克隆算法，跨线程行为是拷贝传递。因此，JS内置对象的实例不是Sendable类型。
对象字面量和数组字面量在并发实例间传递时遵循结构化克隆算法，跨线程行为是拷贝传递。因此，对象字面量和数组字面量不是Sendable类型。

Sendable支持const enum类型使用示例：

// Test.ets
export const enum ModelState {
  ACTIVE,
  INACTIVE
}

// Index.ets
import { taskpool } from "@kit.ArkTS";
import { ModelState } from "./Test";

@Sendable
class Model {
  state: ModelState = ModelState.ACTIVE;

  getState() {
    console.info("model state is " + this.state);
  }

  setState(state: ModelState) {
    this.state = state;
  }
}

@Concurrent
function setModelState(model: Model) {
  model.setState(ModelState.INACTIVE);
  model.getState();
}

@Entry
@Component
struct Index {
  @State message: string = 'Hello World';
  @State num: number = 0;

  build() {
    RelativeContainer() {
      Text(this.message)
        .id('HelloWorld')
        .fontSize(50)
        .fontWeight(FontWeight.Bold)
        .alignRules({
          center: { anchor: '__container__', align: VerticalAlign.Center },
          middle: { anchor: '__container__', align: HorizontalAlign.Center }
        })
        .onClick(async () => {
          let model = new Model();
          model.getState();
          let task = new taskpool.Task(setModelState, model);
          await taskpool.execute(task);
        })
    }
    .height('100%')
    .width('100%')
  }
}

Sendable的实现原理

为了实现Sendable数据在不同并发实例间的引用传递，Sendable共享对象分配在共享堆中，实现跨并发实例的内存共享。

共享堆（SharedHeap）是进程级别的堆空间，与虚拟机本地堆（LocalHeap）不同，LocalHeap仅限单个并发实例访问，而SharedHeap可被所有线程访问。Sendable对象的跨线程行为为引用传递，因此，一个Sendable对象可能被多个并发实例引用。判断该Sendable对象是否存活，取决于所有并发实例是否存在对此Sendable对象的引用。

SharedHeap与LocalHeap关系图

各个并发实例的LocalHeap是隔离的。SharedHeap是进程级别的堆，可以被所有并发实例共享，但SharedHeap不能引用LocalHeap中的对象。

@Sendable装饰器

声明并校验Sendable class和Sendable function。

@Sendable装饰器	说明
装饰器参数	无。
使用场景限制	仅支持在Stage模型的.ets文件中使用。
装饰的函数类型限制	仅支持装饰普通function和Async function类型。
装饰的类继承关系限制	Sendable class只能继承Sendable class，普通Class不可继承Sendable class。
装饰的对象内的属性类型限制	1. 支持string、number、boolean、bigint、null、undefined、const enum、Sendable class、collections容器集、ArkTSUtils.locks.AsyncLock、ArkTSUtils.SendableLruCache、ArkTSUtils.locks.ConditionVariable以及自定义的Sendable函数类型。 2. 禁止使用闭包变量，定义在顶层的Sendable class和Sendable function除外。 3. 不支持通过#定义私有属性，需用private。 4. 不支持计算属性。 5. 不支持类型别名。
装饰的对象内的属性的其他限制	1. 成员属性必须显式初始化，不能使用感叹号。 2. 不支持增加或删除属性，允许修改属性，修改前后属性的类型必须一致，不支持修改方法。
装饰的函数或类对象内的方法参数限制	允许使用local变量、入参和通过import引入的变量。禁止使用闭包变量，但定义在顶层的Sendable class和Sendable function除外。从API version 18开始，支持访问本文件导出的变量。
适用场景	1. 在TaskPool或Worker中使用类方法或Sendable函数。 2. 传输对象数据量较大的场景。序列化耗时会随着数据量增大而增大，使用Sendable对数据进行改造后，传输100KB数据效率提升约20倍，传输1M数据效率提升约100倍。

装饰器修饰Class使用示例：

@Sendable
class SendableTestClass {
  desc: string = "sendable: this is SendableTestClass ";
  num: number = 5;
  printName() {
    console.info("sendable: SendableTestClass desc is: " + this.desc);
  }
  getNum(): number {
    return this.num;
  }
}

装饰器修饰Function使用示例：

@Sendable
type SendableFuncType = () => void;

@Sendable
class TopLevelSendableClass {
  num: number = 1;
  PrintNum() {
    console.info("Top level sendable class");
  }
}

@Sendable
function TopLevelSendableFunction() {
  console.info("Top level sendable function");
}

@Sendable
function SendableTestFunction() {
  const topClass = new TopLevelSendableClass(); // 顶层sendable class
  topClass.PrintNum();
  TopLevelSendableFunction(); // 顶层sendable function
  console.info("Sendable test function");
}

@Sendable
class SendableTestClass {
  constructor(func: SendableFuncType) {
    this.callback = func;
  }
  callback: SendableFuncType; // 顶层sendable function

  CallSendableFunc() {
    SendableTestFunction(); // 顶层sendable function
  }
}

let sendableClass = new SendableTestClass(SendableTestFunction);
sendableClass.callback();
sendableClass.CallSendableFunc();

基础概念​

Sendable协议​

ISendable​

Sendable class​

Sendable function​

Sendable interface​

Sendable支持的数据类型​

Sendable的实现原理​

@Sendable装饰器​