Dart进阶记录和Android的Loop有点像，简单来说，Dart在单线程中是以消息循环机制来运行的，包含两个任务队列

前言

Dart基础的一些相关记录

参考资料

Flutter Engine线程管理与Dart Isolate机制

Dart语言异步编程之Future

Dart学习笔记（31）：Future和异常处理

Dart异步支持之Stream

一、Dart单线程模型

Dart是单线程模型，运行的流程如下图

和Android的Loop有点像，简单来说，Dart在单线程中是以消息循环机制来运行的，包含两个任务队列，一个是微任务队列 Microtask queue ，另一个是 事件队列 event queue。从图中可以看出微任务队列的执行优先级高于事件队列

在入口main函数执行完后，开启了消息循环，会按先进先出的顺序逐个执行微任务中的任务，当所有微任务队列执行完后便开始执行事件队列的任务。

在Dart中，所有外部事件任务都在事件队列中，如IO、计时器、点击、以及绘制事件等，而微任务通常来源于Dart内部并且微任务非常少。为什么微任务很少，从图中也可以看出来，微任务优先级高，任务太多，执行总事件和就越久，事件队列任务的延迟也就越久，对于GUI应用来说最直观的表现就是会很卡。我们可以通过Future.microtask()来向微任务队列插入一个任务。

注意，当在事件循环过程中，某个任务发生异常并没有被捕获时，程序并不会退出，而直接导致的结果是当前任务的后续代码就不会被执行了，不会影响道其它任务执行。至于异常捕获，可以查看 Dart线程模型及异常捕获

Flutter启动到显示分析序列图详细分析见 Flutter从启动到显示

二、Dart多任务并行

Dart是单线程多任务的，(为什么设计成单线程的？ 从APP角度来说，APP运行中，确实多线程方式显得多余，因为大多时候处于空闲状态，并不需要执行太多密集型任务)不存在多线程，那么Dart是如何进行多任务并行的呢? Flutter的多线程主要是依赖于Dart的并发编程、异步和事件驱动机制。

首先先了解一下Isolate, 直译就是隔离的意思，在Dart中，它是类似于线程Thread但不共享内存的独立运行的worker，是一个独立的Dart程序执行环境，默认环境是一个main Isolate。（Isolate代表一个Isolate对象，isolate代表一个独立的Dart代码执行环境）

具体使用交互可查看 Dart语言异步编程之Isolate

isolate之间的交互如下图

在Dart中，

一个Isolate对象其实就是一个isolate执行环境的引用，

一般来说我们都是通过当前的isolate去控制其他的isolate完成彼此之间的交互，

而当我们想要创建一个新的Isolate可以使用Isolate.spawn方法获取返回的一个新的isolate对象，

两个isolate之间使用SendPort相互发送消息，

而isolate中也存在了一个与之对应的ReceivePort接受消息用来处理，

但是我们需要注意的是，ReceivePort和SendPort在每个isolate都有一对，只有同一个isolate中的ReceivePort才能接受到当前类的SendPort发送的消息并且处理。

具体使用可以查看 Dart语言异步编程之Isolate 聊聊Dart多线程

通过上述操作来实现Dart中的多线程

那么你接下来可能会问了，Flutter是用Dart语言的，那Flutter APP中，不会也是一个单线程的吧？或者底层使用Isolate构造了多线程？Flutter的线程和Dart的isolate有啥关系？

请查看下图

对于UI Runner和Platform Runner等的详细介绍可以查看 Flutter Engine线程管理与Dart Isolate机制

这上面的Runner是一个抽象概念，我们可以往Runner里面提交任务，任务被Runner放到它所在的线程去执行，这跟iOS GCD的执行队列很像。我们查看iOS Runner的实现实际上里面是一个loop，这个loop就是CFRunloop，在iOS平台上Runner具体实现就是CFRunloop。被提交的任务被放到CFRunloop去执行。

Dart的Isolate是Dart虚拟机自己管理的，Flutter Engine无法直接访问。Root Isolate通过Dart的C++调用能力把UI渲染相关的任务提交到UI Runner执行这样就可以跟Flutter Engine相关模块进行交互，Flutter UI相关的任务也被提交到UI Runner也可以相应的给Isolate一些事件通知，UI Runner同时也处理来自App方面Native Plugin的任务。

所以简单来说Dart isolate跟Flutter Runner是相互独立的，他们通过任务调度机制相互协作。

三、Dart中的Future关键字

在Java并发编程中，经常会使用Future来处理异步或者延迟任务操作，而在Dart多任务编程中，同样也会用到Future，在Dart的每一个isolate中，执行的优先级为Main > MiicroTask > EventQueu 。（Flutter中，异步更新UI通常就使用FutureBuffer或者StreamBuilder）

Future类是对未来结果的一个代理，它返回的并不是被调用的任务的返回值，它会将任务添加到事件队列中，因此计算过程中产生的异常并不在当前代码块中，以致try-catch并不能捕获Future中的异常。Flutter是如何捕获异常的？可以查看 Dart线程模型及异常捕获

void  myTask(){
    print("this is my task");
}

void  main() {
    Future fut = new  Future(myTask);
}

如上述代码，Future类实例fut并不是函数myTask的返回值，它只是代理了myTask函数，封装了该任务执行的状态。

Flutter中几种创建Future的方法，具体使用可以见官网或 Dart语言异步编程之Future 或者 Dart学习笔记（31）：Future和异常处理

Future()
Future.microtask()
Future.sync()  同步方法，立马执行
Future.value()
Future.delayed()
Future.error()
Future.wait()
关于注册回调，当Future中的任务完成后，我们往往需要一个回调，这个回调立即执行，不会被添加到事件队列。

四、async 和 await 关键字

在Dart 1.9 中加入了async 和await关键字，有了这两个关键字，我们可以更简洁的编写异步代码了。

注意，async 不是并行执行，它是遵循Dart 事件循环规则来执行的，它仅仅是一个语法糖，简化Future API的使用。

将 async 关键字作为方法声明的后缀时，具有如下意义

被修饰的方法会将一个 Future 对象作为返回值
该方法会同步执行其中的方法的代码直到第一个 await 关键字，然后它暂停该方法其他部分的执行；
一旦由 await 关键字引用的 Future 任务执行完成，await的下一行代码将立即执行。

// 导入io库，调用sleep函数 import 'dart:io'; // 模拟耗时操作，调用sleep函数睡眠2秒 doTask() async{ await sleep(const Duration(seconds:2)); return "Ok"; } // 定义一个函数用于包装 test() async { var r = await doTask(); print(r); } void main(){ print("main start"); test(); print("main end"); }

返回结果

main start
main end
Ok

五、Dart中Stream数据流

在Dart中，Stream 和 Future 一样，都是用来处理异步编程的工具。它们的区别在于，Stream 可以接收多个异步结果，而Future 只有一个。

Future 表示稍后获得的一个数据，所有异步的操作的返回值都用 Future 来表示。但是 Future 只能表示一次异步获得的数据。而 Stream 表示多次异步获得的数据。比如界面上的按钮可能会被用户点击多次，所以按钮上的点击事件（onClick）就是一个 Stream 。简单地说，Future将返回一个值，而Stream将返回多次值。

Stream 的创建可以使用 Stream.fromFuture，也可以使用 StreamController 来创建和控制。还有一个注意点是：普通的 Stream 只可以有一个订阅者，如果想要多订阅的话，要使用 asBroadcastStream()。

具体使用方式可以查看 Dart异步支持之Stream

六、Stream两种订阅模式及其调用

Stream有两种订阅模式：单订阅(single) 和多订阅（broadcast）。单订阅就是只能有一个订阅者，而广播是可以有多个订阅者。这就有点类似于消息服务（Message Service）的处理模式。单订阅类似于点对点，在订阅者出现之前会持有数据，在订阅者出现之后就才转交给它。而广播类似于发布订阅模式，可以同时有多个订阅者，当有数据时就会传递给所有的订阅者，而不管当前是否已有订阅者存在。

Stream 默认处于单订阅模式，所以同一个 stream 上的 listen 和其它大多数方法只能调用一次，调用第二次就会报错。但 Stream 可以通过 transform() 方法（返回另一个 Stream）进行连续调用。通过 Stream.asBroadcastStream() 可以将一个单订阅模式的 Stream 转换成一个多订阅模式的 Stream，isBroadcast 属性可以判断当前 Stream 所处的模式。

具体使用方式可以查看 Dart异步支持之Stream

七、await for 使用

await for是不断获取stream流中的数据，然后执行循环体中的操作。它一般用在知道stream什么时候完成，并且必须等待传递完成之后才能使用，不然就会一直阻塞。

Stream<String> stream = new Stream<String>.fromIterable(['不开心', '面试', '没', '过']);
main() async{
    await for(String s in stream){
    print(s);
  }
}

八、mixin机制

mixin 是Dart 2.1 加入的特性，以前版本通常使用abstract class代替。简单来说，mixin是为了解决继承方面的问题而引入的机制，Dart为了支持多重继承，引入了mixin关键字，它最大的特殊处在于：mixin定义的类不能有构造方法，这样可以避免继承多个类而产生的父类构造方法冲突。

mixins的对象是类，mixins绝不是继承，也不是接口，而是一种全新的特性，可以mixins多个类，mixins的使用需要满足一定条件。

class A extend B with C,D{}
注意如果 C 和 D都有要给run()方法，那么A.run()方法执行的是D里面的run方法，这个跟你写的顺序有关

九、矩阵最短路径和问题

给定一个矩阵m,从左上角开始每次只能向右或者向下走，最后到达右下角的位置，路径上所有的数字累加起来就是路径和，返回所有的路径种最小的路径和。如果给定的m如大家看到的样子，路径1，3，1，0，6，1，0是所有路径和最小的，所以返回12。

tips:

矩阵大小为 M * N，dp[i][j] 的值表示从左上角，也就是(0,0) 位置，走到(i,j) 位置的最小路径和

dp[i][j] = map[i][j] + Math.min(dp[i-1][j] ,dp[i][j-1])

public static int minmiumPath(int[][] map,int n,int m) {
    //新建个数组，n * m
    //dp[i][j]  的值表示从左上角，也就是(0,0) 位置，走到(i,j) 位置的最小路径和
    int[][] data = new int[n][m];
    data[0][0] = map[0][0];
    //第一列
    for(int i = 1;i<n;i++) {
        data[i][0] = data[i-1][0]+map[i][0];
    }
    //第一行
    for(int i = 1;i<m;i++) {
        data[0][i]= data[0][i-1] + map[0][i];
    }

    for(int i = 1;i< n;i++) {
        for(int j =1;j<m;j++) {
            //最短路径不是向下走就是向左走
            data[i][j]= map[i][j] + Math.min(data[i-1][j], data[i][j-1]);
        }
    }
    return data[n-1][m-1];

}

笔记四

Dart进阶记录

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