Dart異步編程：隔離和事件循環

Dart異步編程：隔離和事件循環

儘管Dart是一種單線程語言，但它提供了對futures、streams、background工作以及所有其他需要用現代、異步和（對於Flutter而言）反應式編程的內容的支持。本文介紹了Dart對background工作的支持的基礎:隔離(isolates )和事件循環(event loops)。

如果您喜歡通過觀看或聆聽來學習，則以下視頻介紹了本文中的所有內容，該視頻屬於Flutter in Focus視頻系列Dart中的異步編程的一部分：

https://youtu.be/vl_AaCgudcY

還在這裏嗎?我們來談談isolates(隔離)。

Isolates（隔離）

隔離是所有Dart代碼運行的地方。它就像機器上的一個小空間，有它自己的私有內存塊和一個運行事件循環的線程。

隔離具有自己的內存和運行事件循環的單個執行線程。

在許多其他語言（例如C ++）中，您可以讓多個線程共享相同的內存並運行所需的任何代碼。 但是，在Dart中，每個線程都處於其自己的隔離區中，並擁有自己的內存，並且該線程僅處理事件（稍後會詳細介紹）。

許多Dart應用程序都在單個隔離中運行所有代碼，但是如果需要，您可以擁有多個。 如果要執行的計算量如此之大，如果它在主隔離中運行，可能會導致丟幀，那麼您可以使用Isolate.spawn()或Flutter的compute()函數。 這兩個函數都創建了一個單獨的隔離程序來進行數字運算，從而使您的主要隔離程序可以自由地（例如，重建和呈現小部件樹）。

兩個隔離，每個隔離都有自己的內存和執行線程。

新隔離區擁有自己的事件循環和內存，即使原始隔離區是該新隔離區的父級，也不允許其訪問。 這就是isolate的名稱的來源：這些小空間彼此隔離。

事實上，隔離能夠協同工作的唯一方式是來回傳遞消息。一個隔離程序向另一個隔離程序發送消息，接收隔離程序使用其事件循環處理該消息。

隔離區可以將消息發送到其他隔離區。

共享內存的缺乏可能聽起來有點嚴格，特別是如果您來自Java或c++這樣的語言，但它對Dart編碼人員有一些關鍵的好處。

例如，一個隔離中的內存分配和垃圾收集不需要鎖定。只有一個線程，所以如果它不忙，您就知道內存沒有發生變化。這對於Flutter應用來說非常有效，因爲它有時需要快速構建和拆除一堆小部件。

事件循環

現在，您已經對隔離有了基本的介紹，讓我們深入研究真正使異步代碼成爲可能的東西：事件循環。

想象一下應用程序的壽命在時間軸上延伸。 該應用程序啓動，該應用程序停止，並且在一系列事件之間發生–來自磁盤的I / O，來自用戶的手指敲擊……各種各樣的東西。

您的應用程序無法預測這些事件何時或以何種順序發生，它必須用一個永不會阻塞的線程來處理所有這些事件。app運行一個事件循環。它從它的事件隊列中獲取最老的事件，處理它，然後返回到下一個，處理它，以此類推，直到事件隊列爲空。

應用程序在整個運行過程中-您在屏幕上點擊，下載內容，計時器關閉-該事件循環不斷循環，一次處理一次這些事件。

事件循環一次處理一個事件。

當操作中斷時，線程就掛起，等待下一個事件。它可以觸發垃圾收集器，喝點咖啡什麼的。

所有Dart用於異步編程的高級api和語言特性—futures、流、異步和等待——都建立在這個簡單的循環之上。

例如，假設您有一個啓動網絡請求的按鈕，如下所示：

RaisedButton(
  child: Text('Click me'),
  onPressed: () {
    final myFuture = http.get('https://example.com');
    myFuture.then((response) {
      if (response.statusCode == 200) {
        print('Success!');
      }
    });
  },
)

當您運行應用程序時，Flutter會構建按鈕並將其顯示在屏幕上。 然後您的應用程序等待。

您應用的事件循環只是閒着，等待下一個事件。 與按鈕無關的事件可能會進入並得到處理，而按鈕坐在那裏等待用戶點擊它。 最終，他們這樣做了，點擊事件進入了隊列。

該事件被選中進行處理。Flutter看着它，渲染系統說，“那些座標匹配凸起的按鈕，”所以Flutter執行onPressed函數。該代碼啓動一個網絡請求(返回一個future)，並使用then()方法爲future註冊一個完成處理程序。

就是這樣。 循環完成了對點擊事件的處理，並將其丟棄。

onPressed是RaisedButton的一個屬性，網絡事件使用了future的回調，但這兩種技術做的是相同的基本事情。它們都是一種告訴Flutter的方式，“嘿，稍後，你可能會看到一個特定類型的事件。當你這樣做時，請執行這段代碼。”

因此，onPressed正在等待點擊，而future正在等待網絡數據，但是從Dart的角度來看，這些都只是隊列中的事件。

這就是在Dart中異步編碼的工作方式。Futures, streams, async和await——這些api都是你用來告訴Dart的事件循環的方法，“這裏有一些代碼，請稍後運行。”

如果我們回頭看代碼示例，您現在可以清楚地看到它是如何針對特定事件分解爲塊的。有初始構建(1)、點擊事件(2)和網絡響應事件(3)。

RaisedButton( // (1)
  child: Text('Click me'),
  onPressed: () { // (2)
    final myFuture = http.get('https://example.com');
    myFuture.then((response) { // (3)
      if (response.statusCode == 200) {
        print('Success!');
      }
    });
  },
)

習慣了使用異步代碼後，您將開始在各處識別這些模式。 在繼續使用更高級別的API時，瞭解事件循環將有所幫助。

總結

我們快速介紹了隔離、事件循環和Dart中異步編碼的基礎。如果您想了解更多細節，比如微任務隊列是如何工作的，請參閱過時的、已存檔但仍然深受喜愛的文章《事件循環和Dart》。

要了解關於Dart中異步的更多信息，請參閱本系列的下一篇文章:Dart異步編程:Futures。