Dart 异步编程相关概念简述--从人生三大事说起
学习 Dart 的异步编程时，需要对异步编程所涉及的相关知识体系进行梳理，我们可根据以下几个发问来逐个了解异步编程涉及的内容：
- 为什么需要异步编程？
- 异步编程的内在机制是什么？
- Dart 中如何进行异步编程？
[TOC]
isolate:
Dart是单“线程”语言：
Dart 代码在某个 isolate 的上下文中运行，该 isolate 拥有 Dart 代码所需的所有内存。当Dart 代码正在执行时，同一个 isolate 中的其他代码都无法运行,更通俗地讲，Dart 一次执行一个操作，这意味着只要一个操作正在执行，它就不会被任何其他 Dart 代码中断。这就引发出以下问题：
1，如果 Dart 代码正在执行长耗时计算，或者等待 I/O，将会导致程序冻结；
2，如果需要同时运行不同的 Dart 代码，就需要将这些代码放在不同的 isolate 环境中执行 ；
3， 如何在 Dart 中编写异步代码，进行异步操作？（所谓异步操作，指的是当你的程序在等待其它操作完成时，可以让其先完成其它部分的操作）
我们先放码出来：
main() {
fallInLove();//谈恋爱
House newHourse = buyHouse();//买房(耗时、费力操作)
livingHouse(newHourse);//买完房子之后住进新房
marry()；//结婚
haveChild();//生娃
}如上所示，在这种情况下，只有当第一条语句执行完之后，后面的语句才能接着按顺序执行；
大部分人的人生三件事：买房，结婚，生娃！
这三件大事，如果用 Dart 语言来实现：
如果是在同步操作中，并且家里没矿，六个钱包也凑不齐首付的话，你的人生就会冻结- -等着买完房之后，才能结婚，结完婚之后才能生娃；
有没有什么操作可以实现先结婚，再生娃，再买房呢？答案是有的：如果将买房（buyHouse()）放在异步操作里，这时候你要给你的丈母娘及老婆一个承诺：以后有钱了再买房！现在先结婚、生娃！详情我们后文再叙，这里先提出这么个设想；
event loop:
当开始运行 Flutter 或者 Dart 应用程序时，一个 isolate 就会被创建并启动，当 isolate 创建成功时，Dart 就会进行如下三个事项：
1，初始化两个先进先出（FIFO）队列:一个称为 MicroTask 队列,另外一个称为 Event 队列；
2，执行main()方法，且执行完成后，进入3
3，启动 Event Loop
4，开始处理两个队列中的元素(两个队列的执行有先后顺序，见后文)
也就是说，每个 isolate 中都会有且只有一个Event Loop(事件循环)和两个队列(MicroTask Queue、Event Queue ); Event Loop 将根据MicroTask队列和Event队列里的内容来驱动代码的执行方式和顺序。
那么问题来了：
1，Event Loop是什么？用来干啥的？
2，MicroTask队列和Event队列都分别是什么？有什么用？
3，两者有什么区别？
Event Loop是一个定期唤醒的无限循环：它在MicroTask、Event队列中查找是否有需要运行的任务。如果队列中的任务存在，则当且仅当CPU空闲时，Event Loop将它们放入运行堆栈执行。
MicroTask Queue用于非常短的,需要异步运行的操作，考虑如下场景：想要在稍后完成一些任务但又希望是在执行下一个Event队列之前；一般使用dart:async库中的scheduleMicrotask方法来实现;
Event Queue(事件队列)包含所有外部事件：
- I/O，
- 手势，
- 鼠标事件，
- 绘图事件，
- 计时器，
- isolate 之间的消息
- Future
每次外部事件被触发时，要执行的相应代码都会被添加到 Event Queue 中,当MicroTask队列中没有任何内容时，Event Loop才会从Event 队列中取出第一项来处理；需要重点关注的是，Future也会被添加到 Event 队列中；
当main()方法执行完成后，event loop开始它的工作，
1，先从 microtask 队列以先进先出的方式取出并执行完所有内容；
2，从event 队列中取出并处理第一项；
3，重复上述两个步骤直到两个队列都没有任何内容可执行
综上所述，可以由如下简化图来表示：
Future:
Future 通常指的是异步运行的任务，它会在未来某个时间点完成,这里的完成有两层含义：成功或者失败，成功时返回任务执行的结果（注意：这里的结果指的是 Future< T> 返回范型T的对象)，失败时返回错误；
当实例化一个 Future 的时候：
- 该 Future 的一个实例被创建并记录在由 Dart 管理的内部数组中;
- 需要由此 Future 执行的代码直接被推送到 Event 队列中;
- Future 实例返回一个未完成状态的 Future 对象;
- 如果 Future 语句之后还有其它的话（不是 Future 包含着的代码），则继续执行下一个同步代码;
- Future 完成后，then()方法及catchError（）方法里的代码将会被执行；
import 'dart:async';
void main() {
fallInLove(); //谈恋爱；
handleHouse(); //买房、入住(耗时、费用的操作)
marry(); //结婚
haveChild(); //生娃
}
///进行买房 [buyHouse]、入住[livingHouse]等操作
void handleHouse() {
Future<House> house = buyHouse();
house.then((_) {
livingHouse();
});
}
class House {}
Future<House> buyHouse() {
Future<House> result = Future(() {
print('buyHouse');
});
return result;
}
void livingHouse() {
print('livingHouse');
}
void marry() {
print('marry');
}
void haveChild() {
print('haveChild');
}
void fallInLove() {
print('fall in love');
}我们来分析上述代码的执行顺序：
- 从
main()方法中开始执行同步代码，首先执行fallInLove(); - 执行
handleHouse()方法，将Future里的(){print('buyHouse');}加入 Event 队列; - 执行
marry()方法; - 执行
haveChild()方法; - 执行到这里的时候，
main()方法已经执行完了，Event Loop开始处理两个队列中的元素，如前面的分析，这时候先查看MicroTask队列有没有需要处理的任务，没有的话，就可以取出Event队列中的第一个任务来执行，在这个例子中，就是开始执行步骤2的(){print('buyHouse');}代码块； - 当上述步骤完成之后，开始执行
then()中的方法livingHouse();；
所以代码的执行结果应该如下所示：
fall in love
marry
haveChild
buyHouse
livingHouse
async/await:
上面的 Future 章节，我们主要使用了 Future 的 API 来达到异步操作的目的，Dart 还为我们提供了一对关键字 async/await 来达成此目的；有了这两个关键字，我们可以像写同步代码那样写异步代码，并且不用使用到 Future的 API (then());
使用 async/await 关键字有以下几个需要注意的点：
- async 关键字声明的方法，需要返回 Future 对象:有可用值时类型为 Future< T>；无可用值时为 Future< void>;
- await 关键字只能在 标记为 async 的方法里出现；
- await 关键字后面跟着的表达式，通常是 Future 对象，如果不是，系统会自动封装成Future 对象；
- await 表达式会使表达式之后的语句暂停执行(async方法里的执行),直到返回的 Future对象可用；
- 对应于使用 Future API 中的 catchError()方法，可以将await表达式包在 try/catch进行错误捕获及后续处理;
如下：我们只需要稍微改造handleHouse()方法:
- 在方法的 body 前加 async关键字标志
- 将
handleHouse()方法的返回类型改为 Future< void> - 在需要耗时的操作方法前加 await关键字标志
///进行买房 [buyHouse]、入住[livingHouse]等操作
Future<void> handleHouse() async {
await buyHouse();
livingHouse();
}运行代码后的输出效果是与使用Future API 一致的；
总结
本文主要涉及到的概念有：isolate,event loop,future,async/await，理解了这些内容，可以让我们更好地写出、阅读异步编程的相关代码；
参考链接
参考链接1：https://dart.dev/tutorials/la...