dart单线程模型

发表于

Event Loop机制

  1. Dart是单线程的：即Dart代码是有序的，按照在main函数出现的次序一个接一个地执行，不会被其他代码中断；

  2. Dart也支持异步：单线程和异步并不冲突

    这里有个大前提，那就是我们的App绝大多数时间都在等待。比如，等待用户点击，等待网络请求返回、等待文件IO结果等等，而这些等待行为并不是阻塞的；所以，基于这些特点，单线程模型可以在等待的过程中做别的事情，等真正需要响应结果了，再去做对应的处理。

  3. Event Loop

    等待这个行为是通过Event Loop驱动的，事件队列Event Queue会把其他平行世界（比如Socket）完成的，需要主线程响应的事件放入其中。Dart有一个巨大的事件循环，在不断的轮询事件队列，取出事件，在主线程同步执行其回调函数，如下图所示：

    简化版 Event Loop

异步任务

在Dart中，实际上有两个队列，一个是事件队列Event Queue，另一个是微任务队列MicroTask Queue。Event Loop 完整版的流程图，应该如下所示：

Microtask Queue 与 Event Queue

在每次事件循环中，Dart总是先去第一个微任务队列中查询是否有可执行的任务，如果没有，才会处理后续的事件队列的流程。

  1. 定义

    Future：Dart为Event Queue的任务建议的一层封装，表示一个在未来时间才会完成的任务

  2. 使用

    把一个函数体放入Future，就完成了从同步任务到异步任务的包装。Future还提供了链式调用的能力，可以在异步任务执行完毕后依次执行链路上的其他函数体

  3. 执行流程

    在声明一个Future时，Dart会将异步任务的函数执行体放入Event Queue，然后立即返回，后续的代码将继续同步执行。而当同步执行的代码执行完毕后，Event Queue会按照加入事件队列的顺序，依次取出事件，最后同步执行Future的函数体及后续的then（then与Future函数体共用一个事件循环）

    但是，如果Future执行体已经执行完毕，但是这个Future的引用存在着，并且往里面加了一个then方法体，此时Dart会将后续加入的then方法体放入MicroTask Queue，尽快执行。

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    Future(() => print('f1'));//声明一个匿名Future
    Future fx = Future(() =>  null);//声明Future fx，其执行体为null

    //声明一个匿名Future，并注册了两个then。在第一个then回调里启动了一个微任务
    Future(() => print('f2')).then((_) {
      print('f3');
      scheduleMicrotask(() => print('f4'));
    }).then((_) => print('f5'));

    //声明了一个匿名Future，并注册了两个then。第一个then是一个Future
    Future(() => print('f6'))
      .then((_) => Future(() => print('f7')))
      .then((_) => print('f8'));

    //声明了一个匿名Future
    Future(() => print('f9'));

    //往执行体为null的fx注册了了一个then
    fx.then((_) => print('f10'));

    //启动一个微任务
    scheduleMicrotask(() => print('f11'));
    print('f12');

    执行结果如下：

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    f12-->f11-->f1-->f10-->f2-->f3-->f5-->f4-->f6-->f9-->f7-->f8

异步函数

对于一个异步函数来说，其返回时内部执行动作并未结束，因此需要返回一个Future对象，供调用者使用。调用者根据Future对象，来决定：是在Future对象上注册一个then，等Future的执行体结束了再进行异步处理；还是一直同步等待Future执行体结束。

同步等待：需要在调用处使用await关键字，并且在调用处的函数体使用async关键字：Dart的await并不是阻塞等待，而是异步等待，并且await与async只对调用上下文的函数有效，并不向上传递

案例：

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//声明了一个延迟2秒返回Hello的Future，并注册了一个then返回拼接后的Hello 2019
Future<String> fetchContent() => 
  Future<String>.delayed(Duration(seconds:2), () => "Hello")
    .then((x) => "$x 2019");
//异步函数会同步等待Hello 2019的返回，并打印
func() async => print(await fetchContent());

main() {
  print("func before");
  func();
  print("func after");
}

执行结果如下：

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func before-->func after-->Hello 2019