初步了解Flutter isolate

daryl_jz
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isolate

An isolated Dart execution context.

All Dart code runs in an isolate, and code can access classes and values only from the same isolate. Different isolates can communicate by sending values through ports (see ReceivePort, SendPort).

什么是isolate？正如官方所定义，isolate是独立的Dart执行上下文。所有的Dart代码都是在isolate中运行，同一个isolate中的类可以直接访问，不同的isolate，只能通过port发送数据来进行通信。

简单的理解一下，isolate类似于Andriod中的线程，但是多个isolate之间不能共享内存。Flutter应用启动后，会有一个main isolate运行，类似于Android中的主线程，但如果有耗时的操作，Android可以开启一个工作线程，Flutter中则开启一个新的isolate去处理耗时任务。

isolate之间只能通过发送消息来进行通信，一个isolate收到其他isolate消息后，通过自身的Event Loop来对消息进行处理。

Event loop

Event loop不断的从Event queue中获取事件并处理，比如I/O事件，点击事件，其他isolate发送的消息等。

对于Dart应用来说，除了event queue外，还有一个microtask queue，并且microtask queue中的任务会优先于event queue执行。

image-20200914144237386

Dart中通过Future向event loop的队尾添加项目，而向microtask queue中添加项目，需要使用scheduleMicrotask()。

基本概念就先了解到这里，下面通过具体demo来看下Flutter中如何新建一个isolate来执行耗时操作。

isolate demo

demo的基本任务如下：

  1. 创建新的isolate
  2. 通过main isolate向新建的isolate发送消息
  3. 新的isolate接收到消息后处理，开始执行耗时任务
  4. 新的isolate将耗时任务的结果和执行时消耗的时间，发送给main isolate
  5. main isolate更新UI，显示结果和消耗的时间

创建isolate

Future<void> createIsolate() async {
   _receivePort = ReceivePort();
   _isolate = await Isolate.spawn(_entryPoint, _receivePort.sendPort);
}

通过spawn静态方法创建一个新的isolate，其中第一个参数为入口函数，第二个为入口函数的参数。_receivePort用于接收new isolate发送的消息，通过_entryPoint将_receivePort的SendPort传给new isolate，这样new isolate就可以使用此sendport给main isolate发送消息了。

new isolate

_entryPoint中的代码就是在new isolate中执行，看下代码：

_entryPoint(SendPort sendPort) {
  var receivePort = ReceivePort();
  //将自己的sendport发送给main isolate
  sendPort.send(receivePort.sendPort);

  //receive message from main isolate
  receivePort.listen((dynamic message) async {
    if (message is int) {
      var timer = Stopwatch();
      timer.start();
      var sum = await generateAndSum(message);
      timer.stop();
      sendPort.send({'sum': sum, 'time': timer.elapsedMilliseconds / 1000});
    }
  });
}

可见，在新的isolate中，首先创建了一个ReceivePort，然后通过main isolate的sendPort将自身的sendport发送给main isolate，这样新的isolate和main isolate就建立了联系，互相得到对方receiveport的sendport，这样互相给对方发送消息。

new isolate通过receivePort监听，获取到消息后，执行耗时任务generateAndSum，并记录耗时任务的执行时间，最后将结果通过main isolate的sendport发送回去。

耗时任务

模拟的耗时任务是循环计算随机数的和

Future<int> generateAndSum(int num) async {
  var random = Random();
  int sum = 0;
  for (var i = 0; i < num; i++) {
    for (var j = 0; j < 1000000; j++) {
      sum += random.nextInt(100);
    }
  }

  return sum;
}

双重循环，外循环次数由main isolate传递的消息num控制，内循环是一个100万次随机数的求和计算，总的来说就是由num个100万次随机数求和。

main isolate接收new isolate的消息

_receivePort.listen((message) {
      if (message is SendPort) {
        _sendPort = message;
      } else if (message is Map) {
        print('message is map: $message');
        sum = message['sum'];
        timesConsume = message['time'];
        isInProgress = false;
        notifyListeners();
      }
    });

如果消息的类型为SendPort，则获得new isolate发送过来的sendport，进而用此sendport向new isolate发送消息；

如果消息的类型为Map，则说明收到了new isolate执行耗时任务的结果，解析结果，然后更新UI，这里使用Provider的notifyListeners更新Widget Tree。

总结

两个isolate之间通过SendPort和ReceivePort的配合使用来进行信息的传递和接收，刚开始对这块理解有点晕乎，自己实现了这个demo之后，对SendPort和ReceivePort的使用有了一个比较清晰的认识。ReceivePort在各自的isolate中创建，然后通过将各自receiveport的sendport对象发送给对方，这样通过收到的sendport对象就可以向对方isolate的发送消息，各自的receiveport接收消息并处理。

最后附上此isolate demo完整代码：github.com/zacdaryl/fl…

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