flutter實戰5：異步async、await和Future的使用技巧

因爲前面的HTTP請求用到了異步操做，很多小夥伴都被這個問題折了下腰，今天總結分享下實戰成果。Dart是一個單線程的語言，遇到有延遲的運算（好比IO操做、延時執行）時，線程中按順序執行的運算就會阻塞，用戶就會感受到卡頓，因而一般用異步處理來解決這個問題。當遇到有須要延遲的運算（async）時，將其放入到延遲運算的隊列（await）中去，把不須要延遲運算的部分先執行掉，最後再來處理延遲運算的部分。

async和await

首先看一個案例：

//HTTP的get請求返回值爲Future<String>類型，即其返回值將來是一個String類型的值
  getData() async {    //async關鍵字聲明該函數內部有代碼須要延遲執行
    return await http.get(Uri.encodeFull(url), headers: {"Accept": "application/json"}); //await關鍵字聲明運算爲延遲執行，而後return運算結果
  }

而後咱們調用這個函數，想獲取其結果：

String data = getData();

在書寫時，在IDE中這個代碼是沒有問題的，可是當咱們運行這段代碼時，就報錯了：

爲何呢？由於data是String類型，而函數getData()是一個異步操做函數，其返回值是一個await延遲執行的結果。在Dart中，有await標記的運算，其結果值都是一個Future對象，Future不是String類型，因此就報錯了。

那若是這樣的話，咱們就無法獲取到延遲執行的結果了？固然能夠，Dart規定有async標記的函數，只能由await來調用，好比這樣：

String data = await getData();

可是要使用await，必須在有async標記的函數中運行，不然這個await會報錯：

因而，咱們要爲這個給data賦值的語句加一個async函數的包裝：

String data;
setData() async {
  data = await getData();    //getData()延遲執行後賦值給data
}

上面這種方法通常用於調用封裝好的異步接口，好比 getData()被封裝到了其餘dart文件，經過使用 async函數對其調取使用

再或者，咱們去掉async函數的包裝，在getData()中直接完成data變量的賦值：

String data;
getData() async {
  data = await http.get(Uri.encodeFull(url), headers: {"Accept": "application/json"});     //延遲執行後賦值給data
}

這樣，data就獲取到HTTP請求的數據了。就這樣就完了？是滴，只要記住兩點：

• await關鍵字必須在async函數內部使用
• 調用async函數必須使用await關鍵字

PS： await關鍵字真的很形象，等一等的意思，就是說，既然你運行的時候都要等一等，那我調用的時候也等一等吧

Future簡單科普

前面個講到過，直接return await ...的時候，實際上返回的是一個延遲計算的Future對象，這個Future對象是Dart內置的，有本身的隊列策略，咱們就來聊聊這個Future。

先囉嗦一些關於Dart在線程方面的知識。

Dart是基於單線程模型的語言。在Dart也有本身的進程（或者叫線程）機制，名叫isolate。APP的啓動入口main函數就是一個isolate。玩家也能夠經過引入import 'dart:isolate'建立本身的isolate，對多核CPU的特性來講，多個isolate能夠顯著提升運算效率，固然也要適當控制isolate的數量，不該濫用，不然走火入魔自廢武功。有一個很重要的點，Dart中isolate之間沒法直接共享內存，不一樣的isolate之間只能經過isolate API進行通訊，固然本篇的重點在於Future，不展開講isolate，心急的小夥伴能夠參考官方閱讀理解或者參考大神tain335的人肉翻譯。

Dart線程中有一個消息循環機制（event loop）和兩個隊列（event queue和microtask queue）。

• event queue包含全部外來的事件：I/O，mouse events，drawing events，timers，isolate之間的message等。任意isolate中新增的event（I/O，mouse events，drawing events，timers，isolate的message）都會放入event queue中排隊等待執行，比如機場的公共排隊大廳。
• microtask queue只在當前isolate的任務隊列中排隊，優先級高於event queue，比如機場裏的某個VIP候機室，老是VIP用戶先登機了，纔開放公共排隊入口。

若是在event中插入microtask，當前event執行完畢便可插隊執行microtask。若是沒有microtask，就沒辦法插隊了，也就是說，microtask queue的存在爲Dart提供了給任務隊列插隊的解決方案。

當main方法執行完畢退出後，event loop就會以FIFO(先進先出)的順序執行microtask，當全部microtask執行完後它會從event queue中取事件並執行。如此反覆，直到兩個隊列都爲空，以下流程圖：

注意：當事件循環正在處理 microtask的時候， event queue會被堵塞。這時候app就沒法進行UI繪製，響應鼠標事件和I/O等事件。胡亂插隊也是有代價的~

雖然你能夠預測任務執行的順序，但你沒法準確的預測到事件循環什麼時候會處理你指望的任務。例如當你建立一個延時1s的任務，但在排在你以前的任務結束前事件循環是不會處理這個延時任務的，也就是或任務執行多是大於1s的。

OK，瞭解以上信息以後，再來回到Future，小夥伴可能已經被繞暈了。

Future就是event，不少Flutter內置的組件好比前幾篇用到的Http（http請求控件）的get函數、RefreshIndicator（下拉手勢刷新控件）的onRefresh函數都是event。每個被await標記的句柄也是一個event，每建立一個Future就會把這個Future扔進event queue中排隊等候安檢~

什麼？那microtask呢？固然不會忘了這個，scheduleMicrotask，用法和Future基本同樣。

爲何要用Future？

前面講到，用async和await組合，便可向event queue中插入event實現異步操做，好像Future的存在有些多餘的感受，剛開始我本人也有這樣的疑惑，且往下看。

當定義Flutter函數時，還能夠指定其運行結果返回值的類型，以提升代碼的可讀性：

//定義了返回結果值爲String類型
Future<String> getDatas(String category) async {
    var request = await _httpClient.getUrl(Uri.parse(url));  
    var response = await request.close();
    return await response.transform(utf8.decoder).join();
}

run() async{
    int data = await getDatas('keji');    //由於類型不匹配，IDE會報錯
}

Future最主要的功能就是提供了鏈式調用。熟悉ES6語法的小夥伴樂開了花，鏈式調用解決兩大問題：明確代碼執行的依賴關係和實現異常捕獲。WTF?還不明白？且看下面這些案例：

//案例1
funA() async{
  ...set an important variable...
}

funB() async{
  await funA();
  ...use the important variable...
}

main() async {
  funB();   
}
//若是要想先執行funA再執行funB，必須在funB中await funA();
//funB的代碼與funA耦合，未來若是funA廢掉或者改動，funB中還須要通過修改以適配變動。

//案例2
funA() async{
  try{
     ...set an important variable...
  }catch(e){
    do sth...
  }finally{
    do sth. else...
  }
}

funB() async{
  try{
     ...use the important variable...
  }catch(e){
    do sth...
  }finally{
    do sth. else...
  }
}

main() async {
  await funA();
  await funB();
}
//沒有明確體現出設置變量和使用變量之間的依賴關係，其餘開發者難以理解你的代碼邏輯，代碼維護困難
//而且若是爲了防止funA()或者funB()因發生異常致使程序崩潰
//要到funA()或者funB()中分別加入`try`、`catch`、`finally`

爲了解決上面的問題，Future提供了一套很是簡潔的解決方案：

//案例3
 funA(){
  ...set an important variable...    //設置變量
}

funB(){
  ...use the important variable...   //使用變量
}
main(){
  new Future.then(funA()).then(funB());   // 明確表現出了後者依賴前者設置的變量值
 
  new Future.then(funA()).then((_) {new Future(funB())});    //還能夠這樣用

  //鏈式調用，捕獲異常
  new Future.then(funA(),onError: (e) { handleError(e); }).then(funB(),onError: (e) { handleError(e); })  
}

案例3的玩法是async和await沒法企及的，所以掌握Future仍是頗有必要滴。固然了，Future的玩法不只僅侷限於案例3，還有不少有趣的玩法，包括和microtask對象scheduleMicrotask配合使用，我這裏就不一一介紹了，你們參考大神tain335的人肉翻譯或者官網閱讀理解吧。

總結

Dart的isolate中加入了event queue和microtask queue後，有了一點協程的感受，或許這就是Flutter爲啥在性能上敢和原生開發叫板的緣由之一吧。本篇的內容比較抽象，若是仍是有不明白的小夥伴，歡迎留言提問，我儘可能回答，哈哈哈，就醬，歡迎加入到Flutter圈子或flutter 中文社區（官方QQ羣：338252156），羣裏有先後端及全棧各路大神鎮場子，加入進來沒事就寫寫APP掙點外快（這個真的有），順便翻譯翻譯官方英文原稿拉一票粉絲，一舉多得何樂而不爲呢。