Flutter 事件机制 - Future 和 MicroTask 全解析

写在前面

了解过Flutter的同学都知道，不同于 Android 原生开发，dart 是单线程实体的语言，所以我们一般的异步操作，实际上还是通过单线程通过调度任务优先级来实现的，就是我们经常用到的 Future，但是Flutter中的事件机制究竟是怎样的？多个Future 和 Microtask 程序的执行顺序是怎样的？ 本文将借助两个比较复杂的例子来详细介绍 Flutter 的事件机制，希望能对大家有所帮助。

Main代码块，EventQueue，MicrotaskQueue 的执行优先级

首先我得提一嘴 isolate（隔离），isolate是有自己的内存和单线程控制的运行实体，isolate类似于线程。 运行中的 Flutter 程序由一个或多个 isolate 组成。我们的代码默认都在 Main isolate中执行。
为了保持高的响应性，特别耗时的任务一般不要放在Main isolate 中。但 isolate 不是本文的重点，在此就不过多赘述。

Dart 中事件机制的实现 ：Main isolate 中有一个Looper，但存在两个Queue:Event Queue 和 Microtask Queue 。
因为 isolate 是单线程实体，所以 isolate中的代码是按顺序执行的。
所以 dart 中的代码执行优先级可以分为三个级别：

在 Main 中写代码将最先执行；
执行完 Main 中的代码，然后会检查并执行 Microtask Queue 中的任务，通常使用 scheduleMicrotask 将事件添加到 MicroTask Queue 中；
最后执行 EventQueue 队列中的代码，通常使用 Future 向 EventQueue加入时间，也可以使用 async 和 await 向 EventQueue 加入事件。

总结：Dart 中事件的执行顺序：Main > MicroTask > EventQueue。
如图：

验证：

void testSX(){
  new Future(() => print('s_1'));
  scheduleMicrotask(() => print('s_2'));
  print('s_3');
}

输出结果：

I/flutter (32415): s_3
I/flutter (32415): s_2
I/flutter (32415): s_1

Future简介

前面讲到，用 async 和 await 组合，即可向 event queue 中插入 event 实现异步操作，那为什么还会有Future呢？
其实，Future 最主要的功能就是提供了链式调用。

new Future (() => print('拆分任务_1'))
    .then((i) => print('拆分任务_2'))
    .then((i) => print('拆分任务_3'))
    .whenComplete(()=>print('任务完成'));

Future中的 then 并没有创建新的Event丢到Event Queue中，而只是一个普通的Function，在一个 Future 所有的 Function 执行完后，下一个 Future 才会开始执行。

多个 Future 的执行顺序

规则一：Future 的执行顺序为Future的在 EventQueue 的排列顺序。类似于 JAVA 中的队列，先来先执行。
规则二：当任务需要延迟执行时，可以使用 new Future.delay() 来将任务延迟执行。
规则三： Future 如果执行完才添加 than ，该任务会被放入 microTask，当前 Future 执行完会执行 microTask，microTask 为空后才会执行下一个Future。
规则四：Future 是链式调用，意味着Future 的 then 未执行完，下一个then 不会执行。

理论结束，然后来看一段代码吧：

void testFuture() {
  Future f1 = new Future(() => print('f1'));
  Future f2 = new Future(() =>  null);
  Future f3 = new Future.delayed(Duration(seconds: 1) ,() => print('f2'));
  Future f4 = new Future(() => null);
  Future f5 = new Future(() => null);

  f5.then((_) => print('f3'));
  f4.then((_) {
    print('f4');
    new Future(() => print('f5'));
    f2.then((_) {
      print('f6');
    });
  });
  f2.then((m) {
    print('f7');
  });
  print('f8');
}

各位同学可以试着写一下结果，然后对比下输出结果。

输出结果：

com.example.flutter_dart_app I/flutter: f8
com.example.flutter_dart_app I/flutter: f1
com.example.flutter_dart_app I/flutter: f7
com.example.flutter_dart_app I/flutter: f4
com.example.flutter_dart_app I/flutter: f6
com.example.flutter_dart_app I/flutter: f3
com.example.flutter_dart_app I/flutter: f5
com.example.flutter_dart_app I/flutter: f2

是不是跟自己的结果大相径庭，别急，看我来慢慢分析：分析：

首先执行Main 的代码，所以首先输出: 8;
然后参考上面的规则1，Future 1 到 5 是按初始化顺序放入 EventQueue中，所以依次执行Future 1到5 ， 所以输出结果：8，1，7。
参考规则2，f3 延时执行，一定是在最后一个：8，1，7，…，2。
在 f4 中，首先输出 f4 ：8，1，7，4，…，2。
在 f4 的 then 的方法块中，新建了Future, 所以新建的 Future 将在 EventQueue尾部，最后被执行：8，1，7，4，…，5，2。
在 f4 的 then 的方法块中，给 f2 添加了 then ,但此时 f2 已经执行完了，参考规则三，所以 then 中的代码会被放到 microTask 中，在当前 Future 执行完后执行。 因为此时Future f4已经执行完了，所以会处理microTask（microTask优先级高）。结果：8，1，7，4，6，..，5，2。
此时我们的 EventQueue 中还有 f5，和在 f4 中添加的新的Future。所以我们的最终结果就是：8，1，7，4，6，3，5，2。

是不是有点理解不了，没事，牢记四个规则，自己再算一遍，相信你就了然于胸了。重要要在脑海里有一个 EventQueue 的队列模型，牢记先进先出。

然后来试一试下一题：

多Future 和多micTask 的执行顺序

void testScheduleMicrotatsk() {
  scheduleMicrotask(() => print('Mission_1'));

//注释1
  new Future.delayed(new Duration(seconds: 1), () => print('Mission_2'));

//注释2
  new Future(() => print('Mission_3')).then((_) {
    print('Mission_4');
    scheduleMicrotask(() => print('Mission_5'));
  }).then((_) => print('Mission_6'));

//注释3
  new Future(() => print('Mission_7'))
      .then((_) => new Future(() => print('Mission_8')))
      .then((_) => print('Mission_9'));

//注释4
  new Future(() => print('Mission_10'));

  scheduleMicrotask(() => print('Mission_11'));

  print('Mission_12');
}

大家可以先自己试一下，再对照结果~

输出结果：

I/flutter (19025): Mission_12
I/flutter (19025): Mission_1
I/flutter (19025): Mission_11
I/flutter (19025): Mission_3
I/flutter (19025): Mission_4
I/flutter (19025): Mission_6
I/flutter (19025): Mission_5
I/flutter (19025): Mission_7
I/flutter (19025): Mission_10
I/flutter (19025): Mission_8
I/flutter (19025): Mission_9
Syncing files to device MIX 3...
I/flutter (19025): Mission_2

是不是还是没答全对？没关系，很正常，看我慢慢道来：
分析：

根据 Main > MicroTask > EventQueue。我们首先会得到输出结果：12，1，11。
注释1 的 Future 是延时执行，所以：12，1，11，…，2。
注释2 中创建了 Microtask，Microtask会在该Future执行完后执行，所以：12，1，11，4，6，5，…，2。
重点来了。我们在注释3 的Future 的 then 中新建了Future(输出Mission_8),新建的 Future 将被加到 EventQueue尾部，并且，注释3的Future后续的then将不再执行，因为这个链被阻塞了！
注意对比上一题中的 f4, 上一题中的 f4 是一个 than 方法包裹了代码块。
此时的结果：12，1，11，4，6，5，7，…，2。
执行完注释4 的 Future，然后会执行我们在注释3 Future 新加入的 Future，之后注释3 的Future不再阻塞，会继续执行，结果： 12，1，11，4，6，5，7，10，8，9，2。

看到这里，相信各位同学已经对 Dart 事件机制有一个大概的了解，希望能对各位在学Flutter 的同学有所帮助，蟹蟹~

END

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