Flutter-线程与异步

1、线程

Flutter 主要分为三个核心模块:

Framework：基于Dart语言构建的framework，包括了动画以及各种组件。
Engine：基于 C/C++ 构建的引擎，包括了 Skia 和 DartVM, 以及在不同平台实现的 shell 层，Engine 通过封装好的 Embedder API 去调用不同平台的能力。
Embedder：嵌入层，将Flutter嵌入到各个平台上。Embedder 负责范围包括原生平台插件、线程管理、事件循环等。

Dart是单线程模型，但并没有主线程/子线程之分，只有isolate，所有代码都运行在某个isolate中。

当启动Flutter程序后后系统会创建一个isolate并初始化两个事件队列，一个是事件队列（Event Queue ）和微任务队列（ MicroTask Queue），初始化完成后会执行main()方法，然后启动事件循环（Event Loop）。

1）isolate

所有的Dart代码都是在isolate中运行，每个isolate都有自己的私有内存块、事件循环和队列。每个isolate都是相互隔离（独立）的，并不像线程那样可以共享内存。

Isolate间可以一起工作的唯一方法是通过来回传递消息。一个isolate将消息发送到另一个isolate，接收者使用其Event looper处理该消息。

通过开启多个isolate来实现类似多线程解决方案。

2）事件队列和微任务队列

事件队列处理事件：I/O事件、手势事件、绘图、计时器、future事件以及isolate之间的message等。

微任务队列处理事件：希望通过这个队列来处理来的稍晚一些的事情，但是在下一个消息到来之前需要处理完的事情。可以通过scheduleMicrotask来调度。

注意：
Microtask一般用于非常短的内部异步动作，并且任务量非常少，如果微任务非常多，就会造成Event queue排不上队，会阻塞Event queue的执行（如，用户点击没有反应）。所以，大多数情况下优先考虑使用Event queue，整个Flutter源代码仅引用scheduleMicroTask（）方法7次。

事件处理优先级：
app开始运行时，event loop优先处理微任务队列,直到微任务队列为空的时候，再开始处理事件队列。事件队列不为空的话，一次只取一个event执行，执行完后会重新判断microtask是否为空，不为空的话会接着回到微任务队列循环以上操作。

2.异步操作实现

Dart是单线程语言，当遇到延迟的运算(I/O操作)，线程中顺序执行的运算就会阻塞，那就app上，用户操作就会感到卡顿，于是通常用异步处理来解决这个问题，当遇到需要延迟的运算时，就会放入延迟运算的队列中，先把不需要延迟的运算先执行，最后再来处理延迟运算。
Dart类库有非常多的返回Future或者Stream对象的函数，这些函数被称为异步函数；

1）Future

Future，顾名思义，表示一件将来会发生的事情(也就是不会立即执行)，将来可以从Future中取到一个值，当一个方法返回一个Future对象时，发生两件事：

这个方法将某件事情排队，返回一个未完成的Future。
这个方法事情完毕后，Future的状态会变成已经完成，这个时候可以取到这件事情的返回值。

Future，顾名思义，表示一件将来会发生的事情(也就是不会立即执行)，将来可以从Future中取到一个值，当一个方法返回一个Future的时候，发生两件事：

这个方法将某件事情排队，返回一个未完成的Future对象。
这个方法事情完毕后，Future的状态会变成已经完成，这个时候可以取到这件事情的返回值。

Future也可以这样理解：
当执行到await...的时候，实际上返回的是一个延迟计算的Future对象，这个Future对象是Dart内置的，有自己的队列策略，它将要操作的事件放入EventQueue中，在队列中的事件按照先进先出的原则去逐一处理事件，当事件处理完成后，将结果返回给Future对象。

Future 操作及异常捕获：

示例：

void create(){
  //延迟三秒执行
  var file = File("/Users/ywk/Desktop/flutter文本.rtf");
  //定义了返回结果值为String类型
  Future<String> data = file.readAsString();
  //返回文件内容
  data.then((text){
    //打印文件内容
    print(text);
  });
  print("I love iOS");
}


输出：

I love iOS
···文件内容···

--------------------------------
Future的异常捕获和完成时调用：

Future.delayed(new Duration(seconds: 3),(){
   throw AssertionError("This is a Error");
}).then((data){
  //这是成功的逻辑
  print("success");
},onError:(e){
  //这是失败的逻辑
  print(e);
}).whenComplete((){
  print("无论失败，或者成功都会走到这");
});

}

Future 监听多个异步操作：

如有一个界面，需要从两个接口获取数据，获取成功后，将两个数据进行处理后显示在UI界面上，这时候，Future.wait派出用上了，它接收一个Future数组参数，只有数组中所有的Future执行成功后，就会触发then回调，当然，只要有一个Future执行失败就会触发错误回调。

示例：

Future.wait([
 
  Future.delayed(new Duration(seconds: 3),(){
    return "异步操作1";
  }),
  
  Future.delayed(new Duration(seconds: 4),(){
    return " 异步操作2";
  })
]).then((data){
  // 两个异步操作都执行成功后，data是个操作结果数组
  print(data[0] + data[1]);
  
}).catchError((e){
  //捕捉错误
  print(e);
});
}

当两个异步任务完成才会回调then函数。

2）async 和 await

使用Async/await也是可以实现异步操作

async 关键字：

当使用async关键字作为方法声明的后缀时,该方法的返回值是一个 Future。
它同步执行该方法的代码直到第一个await关键字，然后它暂停该方法其他部分的执行。
一旦由await关键字引用的Future执行完成，下一行代码将立即执行。

await 关键字：

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。

示例：


foo() async {
  print('foo E');
  String value = await bar();
  print('foo X $value');
}

bar() async {
  print("bar E");
  return "hello";
}

main() {
  print('main E');
  foo();
  print("main X");
}

执行结果：
main E
foo E
bar E
main X
foo X hello