Dart 异步

Dart是基于事件循环机制单线程模型

一条执行线上,同时且只能执行一个任务(事件),其他任务都必须在后面排队等待被执行。也就是说,在一条执行线上,为了不阻碍代码的执行,每遇到的耗时任务都会被挂起放入任务队列,待执行结束后再按放入顺序依次执行队列上的任务,从而达到异步效果。

单线程模型按照代码编写的顺序,自上而下运行,这是我们所认知的,但是当遇到耗时操作(IO/网络请求)等,会给UI造成卡顿阻塞,那么在Flutter中是怎么解决这个问题的呢?接下来我们来仔细分析:

1. ioslate

Dart是基于单线程模型的语言。在Dart中也有自己的进程机制 – isolate。APP的启动入口main函数就是一个 ioslate,Dart中的ioslate之间无法直接共享内存,不同ioslate之间只能通过ioslate api进行通信。

在Dart中实现并发可以用Isolate,它是类似于线程(thread)但不共享内存的独立运行的worker,是一个独立的Dart程序执行环境。其实默认环境就是一个main isolate。

在Dart语言中,所有的Dart代码都运行在某个isolate中,代码只能使用所属isolate的类和值。不同的isolate可以通过port发送message进行交流。(首字母大写的Isolate代表Isolate对象,小写的isolate代表一个独立的Dart代码执行环境)

一个Isolate对象就是一个isolate(执行环境)的引用,通常不是当前代码所在的isolate,也就是说,当你使用Isolate对象时,你的目的应该是控制其他isolate,而不是当前的isolate。

import 'dart:isolate';

void main() {
  ReceivePort port = ReceivePort();
  Isolate.spawn(fun, port.sendPort);///固定写法
  port.listen((t) {///这里是设置当前receivePort 监听
    print("接收到其他isolate发过来的消息!");///这里接收了其他isolate发送的消息
    print(t);///接收到的为fun方法里面发送的消息
  });
}
void fun(SendPort sendPort) {
  var receivePort = new ReceivePort();
  var port = receivePort.sendPort;
  port.send("a");///发送消息
  sendPort.send("---");///发送消息
  receivePort.listen((t) {///这里是设置当前receivePort 监听
    print("接收到当前isolate发过来的消息!");///这里接收了当前发送的消息
    print(t);
  });
}

2. Dart消息机制

Dart线程中有一个消息循环机制(event looper)和两个队列(event queue事件队列和microtask queue微服务队列)

  • event queue 事件队列 包含所有外来的事件:IO操作,按钮点击,绘图等消息。任意ioslate中新增的event都会放入消息队列中排队等待
  • microtask queue 微任务队列 值在当前ioslate的任务队列中排队,优先级高于event queue

2.1 Event Looper

Dart代码的运行是从main函数开始的,main函数执行完毕后,Event Looper开始工作,MQ微服务队列优先级高于EQ事件队列,所以Event Looper优先执行MQ中的event事件,当全部执行完毕后,再去执行EQ事件队列中的event。

2.2 Microtask Queue 微服务队列

  • MQ 微服务队列的优先级要高于EQ事件队列,Event Looper优先执行MQ队列中的事件,其次执行EQ事件队列中的事件
  • MQ 微服务队列中一般来自于Dart内部,并且微任务非常少。因为如果微任务很多的话,就会造成事件队列排不上对,会阻塞任务队列的执行

创建微服务

可以通过async下的schedlueMicrotask来创建一个微任务:

import "dart:async";

main(List<String> args) {
  scheduleMicrotask(() {
    print("我是一个微任务");
  });
}

2.3 Event Queue 事件队列

  • 事件队列一般来自于外部事件任务,例如IO操作、计时器、点击、绘图等等
  • 上面说过 如果微任务很多的话就有可能造成事件队列中的事件排不上对,可能会造成点击一个按钮没有反应造成阻塞,所以微服务不宜过多

另外一部分来源于Future(自定义EQ事件)

2.4 await、async

  • 它们是Dart中的关键字,可以让我们用同步的代码格式来做异步的任务
  • async 描述一个执行异步操作的方法
  • await 表示一直等待异步方法返回结果,才继续往后执行
  • 一般一个async的函数会返回一个Future
  //HTTP的get请求返回值为Future<String>类型,即其返回值未来是一个String类型的值
  getData() async {    //async关键字声明该函数内部有代码需要延迟执行
    return await http.get(Uri.encodeFull(url), headers: {"Accept": "application/json"}); //await关键字声明运算为延迟执行,然后return运算结果
  }

⚠️注意:这里retrun的并不是我们想要的数据结构类型,他的返回类型时一个await延迟执行的结果。在Dart中,有await标记的运算,其返回结构都是一个Future对象,所以我们可以这样写:

String data;
getData() async {
  data = await http.get(Uri.encodeFull(url), headers: {"Accept": "application/json"});     //延迟执行后赋值给data
}

⚠️:

  • await关键字必须在async函数内部使用
  • 调用async函数必须使用await关键字

3. Future

Future对象表示异步操作的结果,进程或者IO会延迟完成;我们可以通过它在某个时间点获得异步任务中返回的值,每一个Future都是一个Event,例如我们常用的RefreshIndicator下拉刷新组件中的onRefresh()方法就是一个event,每一个被await标记的句柄也是一个event,没创建一个Future都会把这个Future放进EQ队列中进行排队。

3.1 Future常用函数

  • then() 函数 任务执行完成后会进入then函数,能够获取返回的结果
  • **catchError()**函数 任务失败时,可以在此捕获异常
  • **whenComplete()**函数 任务结束完成后,进入这里
  • **wait()**函数 等待多个异步任务执行完成后,再调用then()
  • **delayed()**函数 延迟任务执行

⚠️:

  • Future没有执行完成(有任务需要执行),那么then会直接被添加到Future的函数执行体后;
  • 如果Future执行完后就then,该then的函数体被放到如微任务队列,当前Future执行完后执行微任务队列
  • 如果Future世链式调用,意味着then未执行完,下一个then不会执行
// future_1加入到eventqueue中,紧随其后then_1被加入到eventqueue中
Future(() => print("future_1")).then((_) => print("then_1"));

// Future没有函数执行体,then_2被加入到microtaskqueue中
Future(() => null).then((_) => print("then_2"));

// future_3、then_3_a、then_3_b依次加入到eventqueue中
Future(() => print("future_3")).then((_) => print("then_3_a")).then((_) => print("then_3_b"));

3.2 Future使用

Future<bool> createFile(String path) async {
  final tempDic = new Directory(path);
  var exits = await tempDic.exists();
  if (exits) {
    return Future(() => false);
  }
  tempDic.createSync(recursive: true);
  return Future(() => true);
}

4. Stream

StreamFuture一样都是Dart中用来做异步操作的,官方对其定义为:

Widgets + Stream = Reactive Flutter APP

Stream的作用类似于Android开发中RxJava或者LiveData。它是一个异步流,我们可以在代码中任何地方定义 Stream,然后在其他地方添加数据,Stream会监听到数据变化,并将改变后的数据传递给监听者。

4.1 Stream分类

  • 单订阅流(Single Subscription)
  • 多订阅流(BroadCast)

4.2 Stream使用

创建一个Stream返回Future:

Stream<String>.fromFuture(xxxx)

创建一个Stream返回集合对象:



Stream<String>.fromIterable(['x','x','x'])

创建一个Stream返回Futures集合对象:

Stream<String>.fromFutures([xxx]);

创建一个Stream返回Duration对象:

Duration interval = Duration(seconds: 1);
Stream<int> stream = Stream<int>.periodic(interval);

详细可见:

https://segmentfault.com/a/1190000019974515

里面有详细的操作符介绍

4.3 StreamController

StreamController类似一个管道,在这个管道中封装了Stream,并向我们提供了两个接口来操作Stream:

  • sink 从Stream中的一端插入数据
  • stream 从Stream的另一端弹出数据

具体使用:

创建StreamController

StreamController<String> controller = new StreamController<String>();

向Stream中添加数据

controller.sink.add("Item1");
controller.sink.add("Item2");
controller.sink.add("Item3");

创建Stream监听器

通过StreamController中的stream.listen(),设置监听Stream弹出的数据:

controller.stream.listen((item) => print(item));
// 向Stream中添加error
controller.sink.addError('there is a problem!');
controller.sink.close(); // 调用close方法,结束Stream中的逻辑处理

以上部分是单订阅流,也就是单监听器的Stream,下面来看下多订阅流的使用:

构建多订阅流的方式有两种

  • 直接创建多订阅Stream StreamController<String> streamController = StreamController.broadcast(); streamController.stream.listen((data){ print(data); },onError: (error){ print(error.toString()); }); streamController.stream.listen((data) => print(data)); streamController.add("bbb");
  • 将单订阅流转成多订阅流 StreamController<String> streamController = StreamController(); Stream stream =streamController.stream.asBroadcastStream(); stream.listen((data) => print(data)); stream.listen((data) => print(data)); streamController.sink.add("aaa"); streamController.close();

4.4 StreamBuilder使用

StreamBuilder是Flutter中的一个Widget,记录着流中最新的数据,当数据流发生变化时,会自动调用Builder进行重建

const StreamBuilder({
    Key key,
    this.initialData,
    Stream<T> stream,
    @required this.builder,
  }) : assert(builder != null),
       super(key: key, stream: stream);

可以看到StreamBuilder需要接受一个Stream

使用StreamController 结合 StreamBuider对官方的计数器进行改进,取代setState刷新页面,代码如下

class MyHomePage extends StatefulWidget {
  @override
  _MyHomePageState createState() => _MyHomePageState();
}

class _MyHomePageState extends State<MyHomePage> {
  int _count = 0;
  final StreamController<int> _streamController = StreamController();

  @override
  Widget build(BuildContext context) {
    return Scaffold(
      body: Container(
        child: Center(
          child: StreamBuilder<int>(
              stream: _streamController.stream,
              builder: (BuildContext context, AsyncSnapshot snapshot) {
                return snapshot.data == null
                    ? Text("0")
                    : Text("${snapshot.data}");
              }),
        ),
      ),
      floatingActionButton: FloatingActionButton(
          child: const Icon(Icons.add),
          onPressed: () {
            _streamController.sink.add(++_count);
          }),
    );
  }

  @override
  void dispose() {
    _streamController.close();
    super.dispose();
  }
}

参考:

https://www.cnblogs.com/lxlx1798/p/11126564.html

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