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flutter實戰5:異步async、await和Future的使用技巧

CatalpaFlat / 2863人閱讀

摘要:包含所有外來的事件,,,,之間的等。當定義函數時,還可以指定其運行結果返回值的類型,以提高代碼的可讀性定義了返回結果值為類型因為類型不匹配,會報錯最主要的功能就是提供了鏈式調用。

由于前面的HTTP請求用到了異步操作,不少小伙伴都被這個問題折了下腰,今天總結分享下實戰成果。Dart是一個單線程的語言,遇到有延遲的運算(比如IO操作、延時執行)時,線程中按順序執行的運算就會阻塞,用戶就會感覺到卡頓,于是通常用異步處理來解決這個問題。當遇到有需要延遲的運算(async)時,將其放入到延遲運算的隊列(await)中去,把不需要延遲運算的部分先執行掉,最后再來處理延遲運算的部分。

async和await

首先看一個案例:

  //HTTP的get請求返回值為Future類型,即其返回值未來是一個String類型的值
  getData() async {    //async關鍵字聲明該函數內部有代碼需要延遲執行
    return await http.get(Uri.encodeFull(url), headers: {"Accept": "application/json"}); //await關鍵字聲明運算為延遲執行,然后return運算結果
  }

然后我們調用這個函數,想獲取其結果:

  String data = getData();

在書寫時,在IDE中這個代碼是沒有問題的,但是當我們運行這段代碼時,就報錯了:

為什么呢?因為dataString類型,而函數getData()是一個異步操作函數,其返回值是一個await延遲執行的結果。在Dart中,有await標記的運算,其結果值都是一個Future對象,Future不是String類型,所以就報錯了。

那如果這樣的話,我們就沒法獲取到延遲執行的結果了?當然可以,Dart規定有async標記的函數,只能由await來調用,比如這樣:

String data = await getData();

但是要使用await,必須在有async標記的函數中運行,否則這個await會報錯:

于是,我們要為這個給data賦值的語句加一個async函數的包裝:

String data;
setData() async {
  data = await getData();    //getData()延遲執行后賦值給data
}
上面這種方法一般用于調用封裝好的異步接口,比如getData()被封裝到了其他dart文件,通過使用async函數對其調取使用

再或者,我們去掉async函數的包裝,在getData()中直接完成data變量的賦值:

String data;
getData() async {
  data = await http.get(Uri.encodeFull(url), headers: {"Accept": "application/json"});     //延遲執行后賦值給data
}

這樣,data就獲取到HTTP請求的數據了。就這樣就完了?是滴,只要記住兩點:

await關鍵字必須在async函數內部使用

調用async函數必須使用await關鍵字

PS:await關鍵字真的很形象,等一等的意思,就是說,既然你運行的時候都要等一等,那我調用的時候也等一等吧
Future簡單科普

前面個講到過,直接return await ...的時候,實際上返回的是一個延遲計算的Future對象,這個Future對象是Dart內置的,有自己的隊列策略,我們就來聊聊這個Future。

先啰嗦一些關于Dart在線程方面的知識。

Dart是基于單線程模型的語言。在Dart也有自己的進程(或者叫線程)機制,名叫isolate。APP的啟動入口main函數就是一個isolate。玩家也可以通過引入import "dart:isolate"創建自己的isolate,對多核CPU的特性來說,多個isolate可以顯著提高運算效率,當然也要適當控制isolate的數量,不應濫用,否則走火入魔自廢武功。有一個很重要的點,Dart中isolate之間無法直接共享內存,不同的isolate之間只能通過isolate API進行通信,當然本篇的重點在于Future,不展開講isolate,心急的小伙伴可以參考官方閱讀理解或者參考大神tain335的人肉翻譯。

Dart線程中有一個消息循環機制(event loop)和兩個隊列(event queuemicrotask queue)。

event queue包含所有外來的事件:I/O,mouse events,drawing events,timers,isolate之間的message等。任意isolate中新增的event(I/O,mouse events,drawing events,timers,isolate的message)都會放入event queue中排隊等待執行,好比機場的公共排隊大廳。

microtask queue只在當前isolate的任務隊列中排隊,優先級高于event queue,好比機場里的某個VIP候機室,總是VIP用戶先登機了,才開放公共排隊入口。

如果在event中插入microtask,當前event執行完畢即可插隊執行microtask。如果沒有microtask,就沒辦法插隊了,也就是說,microtask queue的存在為Dart提供了給任務隊列插隊的解決方案。

main方法執行完畢退出后,event loop就會以FIFO(先進先出)的順序執行microtask,當所有microtask執行完后它會從event queue中取事件并執行。如此反復,直到兩個隊列都為空,如下流程圖:

注意:當事件循環正在處理microtask的時候,event queue會被堵塞。這時候app就無法進行UI繪制,響應鼠標事件和I/O等事件。胡亂插隊也是有代價的~

雖然你可以預測任務執行的順序,但你無法準確的預測到事件循環何時會處理你期望的任務。例如當你創建一個延時1s的任務,但在排在你之前的任務結束前事件循環是不會處理這個延時任務的,也就是或任務執行可能是大于1s的。

OK,了解以上信息之后,再來回到Future,小伙伴可能已經被繞暈了。

Future就是event,很多Flutter內置的組件比如前幾篇用到的Http(http請求控件)的get函數、RefreshIndicator(下拉手勢刷新控件)的onRefresh函數都是event。每一個被await標記的句柄也是一個event,每創建一個Future就會把這個Future扔進event queue中排隊等候安檢~

什么?那microtask呢?當然不會忘了這個,scheduleMicrotask,用法和Future基本一樣。

為什么要用Future?

前面講到,用asyncawait組合,即可向event queue中插入event實現異步操作,好像Future的存在有些多余的感覺,剛開始我本人也有這樣的疑惑,且往下看。

當定義Flutter函數時,還可以指定其運行結果返回值的類型,以提高代碼的可讀性:

//定義了返回結果值為String類型
Future getDatas(String category) async {
    var request = await _httpClient.getUrl(Uri.parse(url));  
    var response = await request.close();
    return await response.transform(utf8.decoder).join();
}

run() async{
    int data = await getDatas("keji");    //因為類型不匹配,IDE會報錯
}

Future最主要的功能就是提供了鏈式調用。熟悉ES6語法的小伙伴樂開了花,鏈式調用解決兩大問題:明確代碼執行的依賴關系和實現異常捕獲。WTF?還不明白?且看下面這些案例:

//案例1
funA() async{
  ...set an important variable...
}

funB() async{
  await funA();
  ...use the important variable...
}

main() async {
  funB();   
}
//如果要想先執行funA再執行funB,必須在funB中await funA();
//funB的代碼與funA耦合,將來如果funA廢掉或者改動,funB中還需要經過修改以適配變更。

//案例2
funA() async{
  try{
     ...set an important variable...
  }catch(e){
    do sth...
  }finally{
    do sth. else...
  }
}

funB() async{
  try{
     ...use the important variable...
  }catch(e){
    do sth...
  }finally{
    do sth. else...
  }
}

main() async {
  await funA();
  await funB();
}
//沒有明確體現出設置變量和使用變量之間的依賴關系,其他開發者難以理解你的代碼邏輯,代碼維護困難
//并且如果為了防止funA()或者funB()因發生異常導致程序崩潰
//要到funA()或者funB()中分別加入`try`、`catch`、`finally`

為了解決上面的問題,Future提供了一套非常簡潔的解決方案:

//案例3
 funA(){
  ...set an important variable...    //設置變量
}

funB(){
  ...use the important variable...   //使用變量
}
main(){
  new Future.then(funA()).then(funB());   // 明確表現出了后者依賴前者設置的變量值
 
  new Future.then(funA()).then((_) {new Future(funB())});    //還可以這樣用

  //鏈式調用,捕獲異常
  new Future.then(funA(),onError: (e) { handleError(e); }).then(funB(),onError: (e) { handleError(e); })  
}

案例3的玩法是asyncawait無法企及的,因此掌握Future還是很有必要滴。當然了,Future的玩法不僅僅局限于案例3,還有很多有趣的玩法,包括和microtask對象scheduleMicrotask配合使用,我這里就不一一介紹了,大家參考大神tain335的人肉翻譯或者官網閱讀理解吧。

總結

Dart的isolate中加入了event queuemicrotask queue后,有了一點協程的感覺,或許這就是Flutter為啥在性能上敢和原生開發叫板的原因之一吧。本篇的內容比較抽象,如果還是有不明白的小伙伴,歡迎留言提問,我盡量回答,哈哈哈,就醬,歡迎加入到Flutter圈子或flutter 中文社區(官方QQ群:338252156),群里有前后端及全棧各路大神鎮場子,加入進來沒事就寫寫APP掙點外快(這個真的有),順便翻譯翻譯官方英文原稿拉一票粉絲,一舉多得何樂而不為呢。

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