dart基礎之異步編程

在java中，有Thread來表明一個線程，可是在dart中是沒有線程概念的，只有相似於多線程的isolate。除此以外，還針對讀文件、數組操做專門制定了一個異步Stream類，使用起來很方便。本次主要分享一下dart中是如何進行異步操做的，這裏跟java差異仍是蠻大的。

1、isolate

Dart是基於單線程模型的語言。可是在開發當中咱們常常會進行耗時操做好比網絡請求，這種耗時操做會堵塞咱們的代碼，因此在Dart也有併發機制，名叫isolate。APP的啓動入口main函數就是一個相似Android主線程的一個主isolate。和Java的Thread不一樣的是，Dart中的isolate沒法共享內存，相似於Android中的多進程。

多說無益，直接上代碼。以下圖，咱們首先在主isolate中定義一個receivePort，而後將該receivePort中的sendPort對象以及新的isolate入口方法isolateMain傳給了Isolate，至關於告訴新的isolate，你接下來執行這個isolateMain方法吧，和個人通訊方式是receivePort.sendPort。接下來再看看isolateMain方法，isolateMain方法中也new了一個receivePort對象傳給了主isolate，也是告訴了主線程和它的通訊方式是經過這個sendPort來發送信息。具體的發送方式很簡單，就是sendPort.send(msg)便可。接收消息是經過剛剛new出來的receivePort.listen()的方式，listen方法的回調參數是一個匿名方法，返回值就是其餘isolate傳過來的數據。

須要注意的是，因爲在不一樣的isolate中是不共享內存的，這個和Android中的進程有點相似，因此當前isolate中的變量在其餘isolate中是不可見的。在本例中，咱們在子isolate的入口函數中打印出子isolate中的i變量的值，結果爲null，是由於i只在主isolate中賦值爲10了，可是子isolate中並無賦值，也就是null了。那麼應該如何讓主isolate中的改動讓子isolate可見呢，只須要在主isolate中發送一條消息讓子isolate修改便可。另外，若是在全局範圍內改也是對全部isolate生效的。

2、event-loop

咱們首先看一個例子，在單個isolate中因爲是在單線程中，因此順序只能有一個並不能並行。以下例，咱們在主isolate中首先註冊了監聽，而後睡眠了2秒，重點來了，就算在2秒內收到了消息，可是仍是會等到那2秒睡眠時間過了之後纔會執行收到的消息。最後的結果是首先輸出null，而後2秒後再輸入休眠完成，而後立刻跟上了那2條消息。

同Android Handler相似，在Dart運行環境中也是靠事件驅動的，經過event loop不停的從隊列中獲取消息或者事件來驅動整個應用的運行，isolate發過來的消息就是經過loop處理。可是不一樣的是在Android中每一個線程只有一個Looper所對應的MessageQueue，而Dart中有兩個隊列，一個叫作event queue(事件隊列)，另外一個叫作microtask queue(微任務隊列)。其中上面的例子中使用的是事件隊列，事件隊列的優先級不如微任務隊列。

Dart在執行完main函數後，纔會由Loop開始執行兩個任務隊列中的Event，這就是main方法內sleep會影響回調執行的緣由。首先Loop檢查微服務隊列，依次執行Event，當微服務隊列執行完後，就檢查Event queue隊列依次執行，在執行Event queue的過程當中，每執行完一個Event就再檢查一次微服務隊列。因此微服務隊列優先級高，能夠利用微服務進行插隊。對於這個特性，咱們能夠再看一個例子。在該例子中，主isolate中有一個死循環，因此致使loop並不會去檢查事件隊列，因此這個輸出永遠都出不來，將一直卡在main()中。

咱們再來驗證一下微服務的插隊功能，以下例，首先調用then方法將讀文件加入到事件隊列，而後開啓了一個微服務。在這裏執行的順序是main->微服務->事件隊列，因此結果是先輸出future:excute microtask，而後輸出被讀文件中的內容。

3、future

在 Dart 庫中隨處可見 Future 對象，一般異步函數返回的對象就是一個 Future。 當一個 future 執行完後，他裏面的值 就可使用了，可使用 then() 來在 future 完成的時候執行其餘代碼。Future對象其實就表明了在事件隊列中的一個事件的結果。

可能看這個說明有點暈乎，咱們看一下上面讀文件那個例子中的then方法返回值吧，看到沒返回值就是Future對象。也就是說事件隊列的結果就是一個future，這裏之因此拿出來說是由於dart中使用到的地方實在太多了。接下來一塊兒看看future類中都提供了哪些功能吧。

1.異常捕獲

經過future類能夠捕獲到時間隊列中的錯誤，經過catchError方法來獲取到回調。咱們知道在主Isolate中捕獲異常能夠用try...catch，其實catchError能夠看作是異步的try...catch。

2.組合

then()的返回值一樣是一個future對象，能夠利用隊列的原理進行組合異步任務。在本例中，先執行文件讀取操做，而後再將返回值1進行輸出，最後抓一下錯誤。至關於相似build模式，then能夠一直點下去，上次的返回值就是本次的參數。

上面是一個一個任務執行，還有一種操做是等待多個任務都完成之後再執行其餘操做。以下例，咱們定義了3個任務，第一個是讀文件，第二個是延遲3秒，第三個是輸出一些內容。因爲使用了Future.wait方法將前2個任務綁定，因此結果是會等前2個任務完成之後纔會執行第三個

4、Stream

Future 表示稍後得到的一個數據，全部異步的操做的返回值都用 Future 來表示。可是 Future 只能表示一次異步得到的數據。而 Stream 表示屢次異步得到的數據。好比 IO 處理的時候，每次只會讀取一部分數據和一次性讀取整個文件的內容相比，Stream 的好處是處理過程當中內存佔用較小。而 File 的readAsString()是一次性讀取整個文件的內容進來，雖然得到完整內容處理起來比較方便，可是若是文件很大的話就會致使內存佔用過大的問題。

補充個例子可能更加具體，使用openRead來打開Stream流，而後監聽流的變化，最後執行了屢次的回調。固然讀取的文件要足夠大，若是小的話也只會讀取一次的。接下來繼續使用future，以此來讀取，兩種方式都是能夠的。

還有一個特性是可使用onData來對監聽進行重置。以下例，獲取到監聽者對象後，對監聽方法進行了替換，最後執行的是新方法，而老方法直接被丟棄。除了替換監聽方法，還能夠執行其餘的方法，好比調用onDone來結束一個監聽。

5、廣播

Stream有兩種訂閱模式：單訂閱和多訂閱。單訂閱就是隻能有一個訂閱者，上面的使用咱們都是單訂閱模式，而廣播是能夠有多個訂閱者。經過 Stream.asBroadcastStream() 能夠將一個單訂閱模式的 Stream 轉換成一個多訂閱模式的 Stream，isBroadcast 屬性能夠判斷當前 Stream 所處的模式。

以下例，經過將asBroadcastStream將Stream轉換成廣播，而後就能夠多處監聽了。

須要注意的是，若是是直接建立的流管理器，就算是多訂閱模式下，若是先發送而後再註冊，是不會接收到消息的。

可是若是是經過asBroadcastStream來獲取到streamCOntroller，先發送再註冊，也是會接收到消息的。利用這個特性，能夠用來實現sticky粘性廣播。

6、async/await

使用'async'和'await'的代碼是異步的，可是看起來很像同步代碼。當咱們須要得到A的結果，再執行B，時，你須要'then()->then()',可是利用'async'與'await'可以很是好的解決回調地獄的問題。

在下例中，咱們將readFile用async進行修飾，表明該方法將使用同步關鍵字await。接下來咱們讀取了2次文件，都用await修飾，表明這兩次操做都以同步的方式運行，只有在第一行執行完之後才進入第二行代碼的執行。

最後，給你們帶來使用stream手擼一個eventbus的代碼。在註冊時將Stream傳出到調用處，而後就能夠調用Stream的listen方法來獲取消息。發送消息只須要調用StreamController的add方法便可，因爲考慮到須要往不一樣的事件中發送消息，因此用了一個map來保存全部的訂閱類型。另外，爲了方便調用，這裏使用了一個單例模式，對外公開了getInstance方法用來將單例對象傳遞給外界。取消註冊是先關閉須要取消訂閱的streamcontroller，而後從map移除

總結：本次介紹了異步操做isolate的使用，以及dart中事件隊列、微服務隊列的相關知識，而後瞭解了future對象是事件隊列的結果，接下來對比了stream和future的區別，而後介紹了廣播的直接建立、stream建立方式以及區別，接下來又介紹了async、await的結合使用方法，最後分享了本身的一個異步實戰-使用Stream手寫Eventbus。