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這篇文章主要介紹“Android Flutter異步編程怎么實(shí)現(xiàn)”的相關(guān)知識(shí),小編通過實(shí)際案例向大家展示操作過程,操作方法簡單快捷,實(shí)用性強(qiáng),希望這篇“Android Flutter異步編程怎么實(shí)現(xiàn)”文章能幫助大家解決問題。
在 App 開發(fā)中,經(jīng)常會(huì)遇到處理異步任務(wù)的場(chǎng)景,如網(wǎng)絡(luò)請(qǐng)求、讀寫文件等。Android、iOS 使用的是多線程,而在 Flutter 中為單線程事件循環(huán),如下圖所示
Dart 中有兩個(gè)任務(wù)隊(duì)列,分別為 microtask 隊(duì)列和 event 隊(duì)列,隊(duì)列中的任務(wù)按照先進(jìn)先出的順序執(zhí)行,而 microtask 隊(duì)列的執(zhí)行優(yōu)先級(jí)高于 event 隊(duì)列。在 main 方法執(zhí)行完畢后,會(huì)啟動(dòng)事件循環(huán),首先將 microtask 隊(duì)列中的任務(wù)逐個(gè)執(zhí)行完畢,再去執(zhí)行 event 隊(duì)列中的任務(wù),每一個(gè) event 隊(duì)列中的任務(wù)在執(zhí)行完成后,會(huì)再去優(yōu)先執(zhí)行 microtask 隊(duì)列中的任務(wù),如此反復(fù),直到清空所有隊(duì)列,這個(gè)過程就是 Dart 事件循環(huán)的處理機(jī)制。這種機(jī)制可以讓我們更簡單的處理異步任務(wù),不用擔(dān)心鎖的問題。我們可以很容易的預(yù)測(cè)任務(wù)執(zhí)行的順序,但無法準(zhǔn)確的預(yù)測(cè)到事件循環(huán)何時(shí)會(huì)處理到你期望執(zhí)行的任務(wù)。例如創(chuàng)建了一個(gè)延時(shí)任務(wù),但排在前面的任務(wù)結(jié)束前是不會(huì)處理這個(gè)延時(shí)任務(wù)的,也就說這個(gè)任務(wù)的等待時(shí)間可能會(huì)大于指定的延遲時(shí)間。
Dart 中的方法一旦開始執(zhí)行就不會(huì)被打斷,而 event 隊(duì)列中的事件還來自于用戶輸入、IO、定時(shí)器、繪制等,這意味著在兩個(gè)隊(duì)列中都不適合執(zhí)行計(jì)算量過大的任務(wù),才能保證流暢的 UI 繪制和用戶事件的快速響應(yīng)。而且當(dāng)一個(gè)任務(wù)的代碼發(fā)生異常時(shí),只會(huì)打斷當(dāng)前任務(wù),后續(xù)任務(wù)不受影響,程序更不會(huì)退出。從上圖還可以看出,將一個(gè)任務(wù)加入 microtask 隊(duì)列,可以提高任務(wù)優(yōu)先級(jí),但是一般不建議這么做,除非比較緊急的任務(wù)并且計(jì)算量不大,因?yàn)?UI 繪制和處理用戶事件是在 event 事件隊(duì)列中的,濫用 microtask 隊(duì)列可能會(huì)影響用戶體驗(yàn)。
總結(jié)下 Dart 事件循環(huán)的主要概念:
Dart 中有兩個(gè)隊(duì)列來執(zhí)行任務(wù):microtask 隊(duì)列和 event 隊(duì)列。
事件循環(huán)在 main 方法執(zhí)行完畢后啟動(dòng), microtask 隊(duì)列中的任務(wù)會(huì)被優(yōu)先處理。
microtask 隊(duì)列只處理來自 Dart 內(nèi)部的任務(wù),event 隊(duì)列中有來自 Dart 內(nèi)部的 Future、Timer、isolate message,還有來自系統(tǒng)的用戶輸入、IO、UI 繪制等外部事件任務(wù)。
Dart 中的方法執(zhí)行不會(huì)被打斷,因此兩個(gè)隊(duì)列中都不適合用來執(zhí)行計(jì)算量大的任務(wù)。
一個(gè)任務(wù)中未被處理的異常只會(huì)打斷當(dāng)前任務(wù),后續(xù)任務(wù)不受影響,程序更不會(huì)退出。
可以使用頂層方法 scheduleMicrotask 或者 Future.microtask 方法,如下所示:
scheduleMicrotask(() => print('microtask1')); Future.microtask(() => print('microtask2'));
使用 Future.microtask 的優(yōu)勢(shì)在于可以在 then 回調(diào)中處理任務(wù)返回的結(jié)果。
Future(() => print('event task'));
基于以上理論,通過如下代碼可以驗(yàn)證 Dart 的事件循環(huán)機(jī)制:
void main() { print('main start'); Future(() => print('event task1')); Future.microtask(() => print('microtask1')); Future(() => print('event task1')); Future.microtask(() => print('microtask2')); print('main stop');
執(zhí)行結(jié)果:
main start
main stop
microtask1
microtask2
event task1
event task1
通過輸出結(jié)果可以看到,任務(wù)的執(zhí)行順序并不是按照編寫代碼的順序來的,將任務(wù)添加到隊(duì)列不會(huì)立刻執(zhí)行,而執(zhí)行順序也完全符合前面講的規(guī)則,當(dāng)前 main 方法中的代碼執(zhí)行完畢后,才會(huì)去執(zhí)行隊(duì)列中的任務(wù),且 microTask 隊(duì)列的優(yōu)先級(jí)高于 event 隊(duì)列。
在 Dart 中通過 Future 來執(zhí)行異步任務(wù), Future 是對(duì)異步任務(wù)狀態(tài)的封裝,對(duì)任務(wù)結(jié)果的代理,通過 then 方法可以注冊(cè)處理任務(wù)結(jié)果的回調(diào)方法。
創(chuàng)建方法 Future 方式:
Future()
Future.delayed()
Future.microtask()
Future.sync()
factory Future(FutureOr<T> computation()) { _Future<T> result = new _Future<T>(); Timer.run(() { try { result._complete(computation()); } catch (e, s) { _completeWithErrorCallback(result, e, s); } }); return result; }
上面是 Future() 的源碼,可以看到內(nèi)部是通過啟動(dòng)一個(gè)沒有延遲的計(jì)時(shí)器來添加任務(wù)的,實(shí)用 try catch 來捕獲任務(wù)代碼中可能出現(xiàn)的異常,我們可以在 catchError 回調(diào)中來處理異常。
factory Future.delayed(Duration duration, [FutureOr<T> computation()?]) { if (computation == null && !typeAcceptsNull<T>()) { throw ArgumentError.value(null, "computation", "The type parameter is not nullable"); } _Future<T> result = new _Future<T>(); new Timer(duration, () { if (computation == null) { result._complete(null as T); } else { try { result._complete(computation()); } catch (e, s) { _completeWithErrorCallback(result, e, s); } } }); return result; }
Future.delayed() 與 Future() 的區(qū)別是通過一個(gè)延遲的計(jì)時(shí)器來添加任務(wù)。
factory Future.microtask(FutureOr<T> computation()) { _Future<T> result = new _Future<T>(); scheduleMicrotask(() { try { result._complete(computation()); } catch (e, s) { _completeWithErrorCallback(result, e, s); } }); return result; }
Future.microtask() 是將任務(wù)添加到 microtask 隊(duì)列,通過這種可以很方便通過 then 方法中的回調(diào)來處理任務(wù)的結(jié)果。
factory Future.sync(FutureOr<T> computation()) { try { var result = computation(); if (result is Future<T>) { return result; } else { // TODO(40014): Remove cast when type promotion works. return new _Future<T>.value(result as dynamic); } } catch (error, stackTrace) { var future = new _Future<T>(); AsyncError? replacement = Zone.current.errorCallback(error, stackTrace); if (replacement != null) { future._asyncCompleteError(replacement.error, replacement.stackTrace); } else { future._asyncCompleteError(error, stackTrace); } return future; } }
Future.sync() 中的任務(wù)會(huì)被立即執(zhí)行,不會(huì)添加到任何隊(duì)列。
在第一個(gè)章節(jié)中講到了可以很容易的預(yù)測(cè)任務(wù)的執(zhí)行順序,下面我們通過一個(gè)例子來驗(yàn)證:
void main() { print('main start'); Future.microtask(() => print('microtask1')); Future.delayed(new Duration(seconds:1), () => print('delayed event')); Future(() => print('event1')); Future(() => print('event2')); Future.microtask(() => print('microtask2')); print('main stop'); }
執(zhí)行結(jié)果:
main start
main stop
microtask1
microtask2
event1
event2
delayed event
因?yàn)榇a比較簡單,通過代碼可以很容易的預(yù)測(cè)到執(zhí)行結(jié)果,下面將復(fù)雜度稍微提高。
void main() { print('main start'); Future.microtask(() => print('microtask1')); Future.delayed(new Duration(seconds:1), () => print('delayed event')); Future(() => print('event1')) .then((_) => print('event1 - callback1')) .then((_) => print('event1 - callback2')); Future(() => print('event2')).then((_) { print('event2 - callback1'); return Future(() => print('event4')).then((_) => print('event4 - callback')); }).then((_) { print('event2 - callback2'); Future(() => print('event5')).then((_) => print('event5 - callback')); }).then((_) { print('event2 - callback3'); Future.microtask(() => print('microtask3')); }).then((_) { print('event2 - callback4'); }); Future(() => print('event3')); Future.sync(() => print('sync task')); Future.microtask(() => print('microtask2')).then((_) => print('microtask2 - callbak')); print('main stop'); }
執(zhí)行結(jié)果:
main start
sync task
main stop
microtask1
microtask2
microtask2 - callbak
event1
event1 - callback1
event1 - callback2
event2
event2 - callback1
event3
event4
event4 - callback
event2 - callback2
event2 - callback3
event2 - callback4
microtask3
event5
event5 - callback
delayed event
看到結(jié)果后你可能會(huì)疑惑,為什么 event1、event1 - callback1、event1 - callback2 會(huì)連續(xù)輸出,而 event2 - callback1 輸出后為什么是 event3,event5、event5 - callback 為什么會(huì)在 microtask3 后輸出?
這里我們補(bǔ)充下 then 方法的一些關(guān)鍵知識(shí),理解了這些,上面的輸出結(jié)果也就很好理解了:
then 方法中的回調(diào)并不是按照它們注冊(cè)的順序來執(zhí)行。
Future 中的任務(wù)執(zhí)行完畢后會(huì)立刻執(zhí)行 then 方法中的回調(diào),并且回調(diào)不會(huì)被添加到任何隊(duì)列中。
如果 Future 中的任務(wù)在 then 方法調(diào)用之前已經(jīng)執(zhí)行完畢了,那么會(huì)有一個(gè)任務(wù)被加入到 microtask 隊(duì)列中。這個(gè)任務(wù)執(zhí)行的就是被傳入then 方法中的回調(diào)。
Future(() { throw 'error'; }).then((_) { print('success'); }).catchError((error) { print(error); }).whenComplete(() { print('completed'); });
輸出結(jié)果:
error
completed
通過 catchError 方法注冊(cè)的回調(diào),可以用來處理任務(wù)代碼產(chǎn)生的異常。不管 Future 中的任務(wù)執(zhí)行成功與否,whenComplete 方法都會(huì)被調(diào)用。
使用 async、await 能以更簡潔的編寫異步代碼,是 Dart 提供的一個(gè)語法糖。使用 async 關(guān)鍵字修飾的方法返回值類型為 Future,在 async 方法內(nèi)可以使用 await 關(guān)鍵字來修飾異步任務(wù),在方法內(nèi)部達(dá)到同步執(zhí)行的效果,可以達(dá)到簡化代碼和提高可讀性的效果,不過如果想要處理異常,需要實(shí)用 try catch 語句來包裹 await 修飾的異步任務(wù)。
void main() async { print(await getData()); } Future<int> getData() async { final a = await Future.delayed(Duration(seconds: 1), () => 1); final b = await Future.delayed(Duration(seconds: 1), () => 1); return a + b; }
前面講到耗時(shí)任務(wù)不適合放到 microtask 隊(duì)列或 event 隊(duì)列中執(zhí)行,會(huì)導(dǎo)致 UI 卡頓。那么在 Flutter 中有沒有既可以執(zhí)行耗時(shí)任務(wù)又不影響 UI 繪制呢,其實(shí)是有的,前面提到 microtask 隊(duì)列和 event 隊(duì)列是在 main isolate 中運(yùn)行的,而 isolate 是在線程中運(yùn)行的,那我們開啟一個(gè)新的 isolate 就可以了,相當(dāng)于開啟一個(gè)新的線程,使用多線程的方式來執(zhí)行任務(wù),F(xiàn)lutter 也為我們提供了相應(yīng)的 Api。
void main() async { compute<String, String>( getData, 'Alex', ).then((result) { print(result); }); } String getData(String name) { // 模擬耗時(shí)3秒 sleep(Duration(seconds: 3)); return 'Hello $name'; }
compute 第一個(gè)參數(shù)是要執(zhí)行的任務(wù),第二個(gè)參數(shù)是要向任務(wù)發(fā)送的消息,需要注意的是第一個(gè)參數(shù)只支持頂層參數(shù)。使用 compute() 可以方便的執(zhí)行耗時(shí)任務(wù),但是濫用的話也會(huì)適得其反,因?yàn)槊看握{(diào)用,相當(dāng)于新建一個(gè) isolate。上面的代碼執(zhí)行一個(gè)經(jīng)歷了 isolate 的創(chuàng)建以及銷毀過程,還有數(shù)據(jù)的傳遞會(huì)經(jīng)歷兩次拷貝,因?yàn)?isolate 之間是完全隔離的,不能共享內(nèi)存,整個(gè)過程除去任務(wù)本身的執(zhí)行時(shí)間,也會(huì)非常的耗時(shí),isolate 的創(chuàng)建也比較消耗內(nèi)存,創(chuàng)建過多的 isolate 還有 OOM 的風(fēng)險(xiǎn)。這時(shí)我們就需要一個(gè)更優(yōu)的解決方案,減少頻繁創(chuàng)建銷毀 isolate 所帶來的消耗,最好是能創(chuàng)建一個(gè)類似于線程池的東西,只要提前初始化好,后面就可以隨時(shí)使用,不用擔(dān)心會(huì)發(fā)生前面所講的問題,這時(shí)候 LoadBalancer 就派上用場(chǎng)了
// 用來創(chuàng)建 LoadBalancer Future<LoadBalancer> loadBalancerCreator = LoadBalancer.create(2, IsolateRunner.spawn); // 全局可用的 loadBalancer late LoadBalancer loadBalancer; void main() async { // 初始化 LoadBalancer loadBalancer = await loadBalancerCreator; // 使用 LoadBalancer 執(zhí)行任務(wù) final result = await loadBalancer.run<String, String>(getData, 'Alex'); print(result); } String getData(String name) { // 模擬耗時(shí)3秒 sleep(Duration(seconds: 3)); return 'Hello $name'; }
使用 LoadBalancer.create() 方法可以創(chuàng)建出一個(gè) isolate 線程池,能夠指定 isolate 的數(shù)量,并自動(dòng)實(shí)現(xiàn)了負(fù)載均衡。應(yīng)用啟動(dòng)后在合適的時(shí)機(jī)將其初始化好,后續(xù)就有一個(gè)全局可用的 LoadBalancer 了。
在開發(fā)中經(jīng)常會(huì)有需要連續(xù)執(zhí)行異步任務(wù)的場(chǎng)景,例如下面的例子,后面的一步任務(wù)直接需要以來前面任務(wù)的結(jié)果,所有任務(wù)正常執(zhí)行完畢才算成功。
void main() async { print(await getData()); } Future<int> getData() { final completer = Completer<int>(); int value = 0; Future(() { return 1; }).then((result1) { value += result1; return Future(() { return 2; }).then((result2) { value += result2; return Future(() { return 3; }).then((result3) { value += result3; completer.complete(value); }); }); }); return completer.future; }
這種方式出現(xiàn)了回調(diào)地獄,代碼非常難以閱讀,實(shí)際開發(fā)中還會(huì)有處理異常的代碼,會(huì)顯得更加臃腫,編寫難度也大,顯然這種方式是不建議使用的。
void main() async { print(await getData()); } Future<int> getData() { int value = 0; return Future(() => 1).then((result1) { value += result1; return Future(() => 2); }).then((result2) { value += result2; return Future(() => 3); }).then((result3) { value += result3; return value; }); }
回調(diào)地獄的問題解決了,代碼可讀性提高很多。
void main() async { print(await getData()); } Future<int> getData() async { int value = 0; value += await Future(() => 1); value += await Future(() => 2); value += await Future(() => 3); return value; }
效果顯而易見,代碼更加清晰了。
在前面講到了 Dart 方法執(zhí)行時(shí)是不能被中斷的,這就意味著一個(gè) Future 任務(wù)開始后必然會(huì)走到完成的狀態(tài),但是很多時(shí)候我們需要又取消一個(gè)異步任務(wù),唯一的辦法就是在任務(wù)結(jié)束后不執(zhí)行回調(diào)代碼,就可以實(shí)現(xiàn)類似取消的效果。
在 Flutter 的 async 包中,提供了一個(gè) CancelableOperation 給我們使用,使用它可以很簡單的實(shí)現(xiàn)取消任務(wù)的需求。
void main() async { // 創(chuàng)建一個(gè)可以取消的任務(wù) final cancelableOperation = CancelableOperation.fromFuture( Future(() async { print('start'); await Future.delayed(Duration(seconds: 3)); // 模擬耗時(shí)3秒 print('end'); }), onCancel: () => print('cancel...'), ); // 注冊(cè)任務(wù)結(jié)束后的回調(diào) cancelableOperation.value.then((val) { print('finished'); }); // 模擬1秒后取消任務(wù) Future.delayed(Duration(seconds: 1)).then((_) => cancelableOperation.cancel()); }
CancelableOperation 是對(duì) Future 的代理, 對(duì) Future 的 then 進(jìn)行了接管,判斷 isCanceled 標(biāo)記決定是否需要執(zhí)行用戶提供的回調(diào)。
關(guān)于“Android Flutter異步編程怎么實(shí)現(xiàn)”的內(nèi)容就介紹到這里了,感謝大家的閱讀。如果想了解更多行業(yè)相關(guān)的知識(shí),可以關(guān)注億速云行業(yè)資訊頻道,小編每天都會(huì)為大家更新不同的知識(shí)點(diǎn)。
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