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@TryLoveCatch 2020-05-08T19:25:07.000000Z 字数 7625 阅读 1003

Flutter之异步

flutter

https://www.jianshu.com/p/54da18ed1a9e

isolate

在Dart中线程叫做isolate。应用程序启动后，开始执行main函数并运行main isolate。
每个isolate包含一个事件循环以及两个事件队列，event loop事件循环，以及event queue和microtask queue事件队列。
但和普通Thread不同的是，isolate拥有独立的内存，isolate由线程和独立内存构成。正是由于isolate线程之间的内存不共享，所以isolate线程之间并不存在资源抢夺的问题，所以也不需要锁。
�又由于内存是各自独立的，相互之间并不能进行访问。但isolate提供了基于port的消息机制，通过建立通信双方的sendPort和receiveport，进行相互的消息传递，在Dart中叫做消息传递。
isolate看起来其实和进程比较相似，isolate的整体模型其实更像进程，而async、await更像是线程。

消息循环

  • Dart应用程序仅有一个消息循环，以及两个队列：event事件队列和microtask微任务队列。
  • 在Main Isolate执行main函数之后，当main函数执行完毕退出后，Main Isolate的线程开始一个个的处理队列中的内容。所以，当main函数exit后，消息循环开始工作。
  • 事件队列负责处理I/O事件、绘制事件、手势事件、接收其他isolate消息等外部事件
  • 微任务队列则包含有Dart内部的微任务，主要是通过scheduleMicrotask来调度。

如下图所示：

Dart的事件循环的运行遵循以下规则：

注意第一步里的所有，也就是说在处理事件队列之前，Dart要先把所有的微任务处理完。如果某一时刻微任务队列里有8个微任务，事件队列有2个事件，Dart也会先把这8个微任务全部处理完再从事件队列中取出1个事件处理，之后又会回到微任务队列去看有没有未执行的微任务。

总而言之，就是对微任务队列是一次性全部处理，对于事件队列是一次只处理一个。

根据上面的规则，我们可以预测任务执行的顺序，但是我们无法预测事件循环什么时候会从队列中提取任务。
例如，当你创建一个延迟任务的时候，事件会在你指定的时间插入到队列末尾，但是并不会立即执行，需要排队等待之前的事件都执行完毕，微任务队列同样如此。

需要注意的是，当执行微任务事件时，会阻塞事件t队列的事件执行，这样就会导致渲染、手势响应等事件事件响应延时。为了保证渲染和手势响应，应该尽量将耗时操作放在事件队列中。

原始方法

调用scheduleMicrotask来让代码以微任务的方式异步执行

  1. scheduleMicrotask((){
  2.     print('a microtask');
  3. });

调用Timer.run来让代码以Event的方式异步执行

  1. Timer.run((){
  2.    print('a event');
  3. });

仅仅使用回调函数来做异步的话很容易陷入“回调地狱（Callback hell）”，为了避免这样的问题，JS引入了Promise。同样的, Dart引入了Future。

Future

Future就是延时操作的一个封装，可以将异步任务封装为Future对象。

要使用Future的话需要引入dart.async

  1. import 'dart:async';
  1. Future(() => print('立刻在Event queue中运行的Future'));
  1. Future.delayed(const Duration(seconds:1), () => print('1秒后在Event queue中运行的Future'));
  1. Future.microtask(() => print('在Microtask queue里运行的Future'));
  1. Future.sync(() => print('同步运行的Future'));

这里要注意一下:

  • Future.sync()的同步运行指的是回调函数是同步运行的，会立马执行
  • Future.sync()通过then串进来的回调函数是调度到微任务队列异步执行的。

我们看一个例子吧：

https://dartpad.cn/

  1. Future f1 = new Future((){
  2.   print("f1");
  3. });
  4. Future f2 = Future.sync(() {
  5.   print("f2");
  6. });
  8. print("f1.then()");
  9. f1.then((_) {
  10.   print("f1 then");
  11. });
  13. print("f2.then()");
  14. f2.then((_) {
  15.   print("f2 then");
  16. });

结果：

  1. f2
  2. f1.then()
  3. f2.then()
  4. f2 then
  5. f1
  6. f1 then

结果：

Future.sync()的回调函数同步执行，并且then之后的会调度到微任务队列中去

  1. Future(()=> throw 'we have a problem')
  2.     .then((_)=> print('callback1'))
  3.     .then((_)=> print('callback2'))
  4.     .catchError((error)=>print('$error'))
  5.     .whenComplete(()=> print('whenComplete'));

这里也需要注意一下：

  • then串起来的回调函数会按照链接的顺序依次执行
  • then串起来的回调函数有可能同步也有可能异步
  • catchError可以捕获task和then的异常
  • whenComplete一定会被执行，无论Future是正常执行完毕还是抛出异常

针对上买呢的第二条，我们看下面的注意事项

注意事项

1、当Future里面的函数执行完成后，then()注册的回调函数会立即执行。需注意的是，then()注册的函数并不会添加到事件队列中，回调函数只是在事件循环中任务完成后被调用。也就是说它们是同步执行，而不是被调度异步执行。
2、如果Future在调用then()（仅仅是调用到then()方法，并没有执行then里面的函数）之前已经完成，那么这些回调函数会被调度到微任务队列异步执行
3、Future()和Future.delayed()构造函数并不会立即完成计算。
4、Future.value()构造函数在微任务中完成计算，其他类似第2条。
5、Future.sync()构造函数会立即执行函数，并在微任务中完成计算，其他类似第2条。

为了方便理解1和2，我们先看一个 简单例子：

  1. Future f1 = new Future((){
  2.   print("f1");
  3. });
  4. Future f2 = new Future(() {
  5.   print("f2");
  6. });
  7. Future f3 = new Future(() {
  8.   print("f3");
  9. });
  11. print("f3.then()");
  12. f3.then((_) {
  13.   print("f3 then");
  14. });
  16. print("f2.then()");
  17. f2.then((_) {
  18.   print("f2 then");
  19. });
  21. print("f1.then()");
  22. f1.then((_) {
  23.   print("f1 then");
  24. });

结果：

  1. f3.then()
  2. f2.then()
  3. f1.then()
  4. f1
  5. f1 then
  6. f2
  7. f2 then
  8. f3
  9. f3 then

解析：

0、添加f1、f2、f3依次到事件队列
1、f3.then()、f2.then()、f1.then()先执行了，表明then()函数先执行，当然里面的回调函数是没有执行的
2、f1执行，因为不符合注意事项2，符合注意事项1，所以f1.then回调函数直接执行
3、f2执行，因为不符合注意事项2，符合注意事项1，所以f2.then回调函数直接执行
4、f3执行，因为不符合注意事项2，符合注意事项1，所以f3.then回调函数直接执行

这里你可能有一个疑问：f3.then()在前面，为啥f1先执行的呢？
因为，最开始

  1. Future f1 = new Future((){
  2.   print("f1");
  3. });
  4. Future f2 = new Future(() {
  5.   print("f2");
  6. });
  7. Future f3 = new Future(() {
  8.   print("f3");
  9. });

这里会按顺序，把f1，f2，f3依次添加到事件队列里面，所以肯定是f1先执行的。

我们再看一个复杂的例子：

  1. Future f1 = new Future((){
  2.   print("f1");
  3. });
  4. Future f2 = new Future(() {
  5.   print("f2");
  6. });
  7. Future f3 = new Future(() {
  8.   print("f3");
  9. });
  11. print("f3.then()");
  12. f3.then((_) {
  13.   print("f3 then");
  14. });
  16. print("f2.then()");
  17. f2.then((_) {
  18.   print("f2 then");
  19.   new Future(() => print("new Future befor f1 then"));
  20.   print("f1.then()");
  21.   f1.then((_) {
  22.     print("f1 then");
  23.   });
  24.   new Future.microtask((){
  25.     print("Future.microtask");
  26.   }).then((_){
  27.     print("Future.microtask then");
  28.   });
  29.   print("f2 then end");
  30. });

结果：

  1. f3.then()
  2. f2.then()
  3. f1
  4. f2
  5. f2 then
  6. f1.then()
  7. f2 then end
  8. f1 then
  9. Future.microtask
  10. Future.microtask then
  11. f3
  12. f3 then
  13. new Future befor f1 then

解析：

0、f3.then()和f2.then()执行
1、事件队列里面是f1，f2，f3
2、遍历微任务队列，为空，遍历事件队列，f1执行
3、遍历微任务队列，为空，遍历事件队列，f2执行，然后f2.then，因为f2.then()之前已经执行了，所以立即执行f2.then
4、执行f2.then
    4.1、new Future()添加到事件队列尾部
    4.2、f1.then()执行，因为f1先执行了，所以f1.then添加到微任务队列尾部
    4.3、new Future.microtask()添加到微任务队列尾部
    4.4、打印f2 then end
5、遍历微任务队列，执行f1.then
6、因为微任务队列里面还有任务，所以执行new Future.microtask()的任务，然后直接执行new Future.microtask().then
7、微任务队列为空，遍历事件队列，f3执行，f3.then因为是在之前就执行了，所以直接执行，不用添加到微任务队列
8、遍历微任务队列，为空，遍历事件队列，new Future()执行

异常处理

Dart学习笔记（31）：Future和异常处理

一般来说，我们使用try-catch代码块捕获异常：

  1. try {
  2.   throw new Exception("Oh, error!");
  3. } catch (e) {
  4.   logger.log(e); 
  5. }

但是，Future会将任务添加到事件队列，因此计算过程中产生的异常并不在当前代码块中，以致try-catch并不能捕获Future中的异常。

  1. try {
  2.   /**
  3.   * 抛出异常，程序崩溃
  4.   * try-catch不能捕获Future异常
  5.   */
  6.   new Future.error("Oh, error!"); 
  7. } catch (e) {
  8.   logger.log(e); 
  9. }

catchError

在Futrue里面，我们通过catchError来捕获异常。

实例一
  1. new Future((){
  2.   throw Exception("futrue");
  3.   print("f1");
  4. }).then((_) {
  5.   print("f1 then");
  6.   throw Exception("futrue then");
  7. })
  8. .catchError((error) {
  9.   print(error);
  10. });

结果：

  1. Exception: futrue

结论：

  • Future()回调函数里面的异常可以被catchError捕获
  • then并不会执行
实例二
  1. new Future((){
  2.   print("f1");
  3. }).then((_) {
  4.   print("f1 then");
  5.   throw Exception("futrue then");
  6. })
  7. .catchError((error) {
  8.   print(error);
  9. });

结果：

  1. f1
  2. f1 then
  3. Exception: futrue then

结论：

  • then回调函数里面的异常可以被catchError捕获

总结

  • catchError可以捕获Future()和then()回调函数里面的异常
  • Future()回调函数发生异常后，then不会被执行

区分异常

如果我们想要区分是Future()的异常还是then()的异常，应该怎么处理呢？
有两种方法：

方法一
  1. new Future((){
  2.   // 这一行
  3.   throw Exception("futrue");
  4.   print("f1");
  5. }).then((_) {
  6.   print("f1 then");
  7.   throw Exception("futrue then");
  8. }, onError: (error) {
  9.   print("onError");
  10.   print(error);
  11. })
  12. .catchError((error) {
  13.   print("catchError");
  14.   print(error);
  15. });

then()增加了onError参数
结果：

  1. onError
  2. Exception: futrue

我们把throw Exception("futrue");给注释了，那么结果如下：

  1. f1
  2. f1 then
  3. catchError
  4. Exception: futrue then

结论：

  • Future()回调函数发生异常，被then的onError捕获了
  • 而then回调函数发生的异常，被catchError捕获了

这个结论，跟参考的那篇文章正好相反。。。

方法二
  1. new Future((){
  2.   // 这一行
  3.   throw FormatException("futrue");
  4.   print("f1");
  5. }).then((_) {
  6.   print("f1 then");
  7.   throw IntegerDivisionByZeroException();
  8. })
  9. .catchError((error) {
  10.   print("catchError1");
  11.   print(error);
  12. }, test: (e) => e is FormatException)
  13.     .catchError((error) {
  14.   print("catchError2");
  15.   print(error);
  16. }, test: (e) => e is IntegerDivisionByZeroException);

结果：

  1. catchError1
  2. Exception: futrue then

我们把throw Exception("futrue");给注释了，那么结果如下：

  1. f1
  2. f1 then
  3. catchError2
  4. IntegerDivisionByZeroException

whenComplete

catchError()相当于try-catch的镜像函数的话，那么whenComplete()则等同于finally。
无论是正常返回值还是出现异常，都会执行注册的回调函数
我们以上面的例子为例：

  1. new Future((){
  2.   throw Exception("futrue");
  3.   print("f1");
  4. }).then((_) {
  5.   print("f1 then");
  6.   throw Exception();
  7. })
  8. .catchError((error) {
  9.   print("catchError");
  10.   print(error);
  11. })
  12. .whenComplete((){
  13.   print("whenComplete");
  14. });

结果：

  1. catchError
  2. Exception: futrue
  3. whenComplete

async/await

async和await是什么？它们是Dart语言的关键字，可以让你用同步代码的形式写出异步代码。

看一个例子：

  1. foo() async {
  2.   print('foo E');
  3.   String value = await bar();
  4.   print('foo X $value');
  5. }
  7. bar() async {
  8.   print("bar E");
  9.   return "hello";
  10. }
  12. main() {
  13.   print('main E');
  14.   foo();
  15.   print("main X");
  16. }

执行结果：

  1. main E 
  2. foo E 
  3. bar E
  4. main X 
  5. foo X hello

我们主要来看这个：

  1. foo() async {
  2.   print('foo E');
  3.   String value = await bar();
  4.   print('foo X $value');
  5. }

这个会被分成两部分：

  1. foo() async {
  2.   print('foo E');
  3.   Future future = bar()
  4.   ---------------------------
  5.   String value = await future;
  6.   print('foo X $value');
  7. }

分割线上面的会先执行，await后面的必须是一个Future，然后，分割线下面的就会以then的方式链入这个Future被异步调度执行。

相当于：

  1. foo() {
  2.   print('foo E');
  3.   return Future.sync(bar).then((value) => print('foo X $value'));
  4. }
  • async标注的函数其返回值类型是Future
  • await后面必须是Future对象
  • await并不像字面意义上程序运行到这里就停下来啥也不干等待Future完成。而是立刻结束当前函数的执行并返回一个Future。函数内剩余代码通过调度异步执行。
  • await只能在async函数中出现。
  • async函数中可以出现多个await,每遇见一个就返回一个Future, 实际结果类似于用then串起来的回调。
  • async函数也可以没有await, 在函数体同步执行完毕以后返回一个Future，相当于第一条

另外，使用async和await还有一个好处是我们可以用和同步代码相同的try/catch机制来做异常处理。

  1. foo() async {
  2.   try {
  3.     print('foo E');
  4.     var value = await bar();
  5.     print('foo X $value');
  6.   } catch (e) {
  7.     // 同步执行代码中的异常和异步执行代码的异常都会被捕获
  8.   } finally {
  10.   }
  11. }

参考

Flutter/Dart中的异步
Dart学习笔记（30）：Event Loop事件循环

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