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Flutter Dart 原理

Dart 原理

source: _posts/flutter/2020-03-16-flutter-principle.md

Dart 介绍

Dart是单线程模式，所以当前任务需要快速执行，不然会使后面的任务阻塞。虽然是单线程模式，但是Dart还是支持Futures、Streams、 Background Work等等异步方法。

一般其他的语言是使用多线程模式，可以很方便的共享内存、充分利用系统资源、使用高效的调度算法等等。但是这样会导致程序逻辑复杂，容易出错，并且因为共享内存，一个线程出错是致命的，会导致程序结果错误或者进程崩溃。

Dart是单线程模式，事件从microtask queue和event queue中获取。事件之间使用Isolates分隔内存，同步或异步执行时出错使用Zone分隔。所以当事件执行中抛出异常，不会导致Dart进程崩溃。事件开始执行后，不能中断直到执行结束。

Event loop

both-queue

Event loop用来管理Dart事件执行。当Dart应用执行后，会初始化两个队列：microtask queue和event queue。如上图，应用会先执行main()函数，再执行Event loop, Event loop优先执行microtask queue, microtask队列为空后，再执行event queue第一项，并且再判断microtask queue。

microtask是非常短的异步任务，是由dart内部代码产生或者使用Future.microtask或者使用scheduleMicrotask函数 , 使用isolates隔离并且排序放到microtask queue。

event是由外部产生的，如I/O, 鼠标，手势，绘图，计时器，消息等使用isolates隔离并且排序放到Event queue。可以使用Future来添加一个event。

Isolates

所有的dart代码都在Isolates中运行, Isolates包括自己的独立内存和Event Loop, 一个线程一个Isolates, 所以Dart中线程是隔离开的. Dart应用程序一般在单个Isolates中运行所有代码, 如果有必要可以使用Isolate.spawn() or Flutter’s compute()来创建新的Isolates(一般有大量的耗时任务时创建). 两个Isolates间通信使用messages.

Async

Dart单线程模式是怎么实现异步的呢?

Dart是分析Future, Stream, async, await来拆解事件, 然后使用isolates隔离并且排序依次放到对应的队列中. 如:

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!');
        }
        });
    },
    )

(1): 绘制一个按钮A, 并等待触发初始化构建 (2): 用户点击A, 按钮A消耗这个点击, 生成onPressed()调用点击事件 1. 调用http.get(), 得到一个Futurn 网络请求调用 2. 设置future.then, 结果完成时触发设置网络请求响应回调 (3): http.get完成, 触发then 网络请求响应回调

You should now understand Dart’s event loops and how to schedule tasks. Here are some of the major concepts of event loops in Dart:

A Dart app’s event loop executes tasks from two queues: the event queue and the microtask queue.
The event queue has entries from both Dart (futures, timers, isolate messages, and so on) and the system (user actions, I/O, and so on).
Currently, the microtask queue has entries only from Dart, but we expect it to be merged with the browser microtask queue.
The event loop empties the microtask queue before dequeuing and handling the next item on the event queue.
Once both queues are empty, the app has completed its work and (depending on its embedder) can exit.
The main() function and all items from the microtask and event queues run on the Dart app’s main isolate.
When you schedule a task, follow these rules:

If possible, put it on the event queue (using new Future() or new Future.delayed()).

Use Future’s then() or whenComplete() method to specify task order.
To avoid starving the event loop, keep the microtask queue as short as possible.
To keep your app responsive, avoid compute-intensive tasks on either event loop.
To perform compute-intensive tasks, create additional isolates or workers.

Reference

Zone Isolates Event Loop, Microtask & Event Queue The Event Loop and Dart Dart - Event Loop, Microtask & Event Queue

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