Dart：多个 future 间是'原子性'吗，future 队列中完成顺序与加入顺序的关系论证

引言

Dart 是一个在单线程中运行的程序。在程序中执行一个需要长时间的执行的操作，为避免卡住UI主线程，我们会用到异步(future)，可以使程序在等待一个耗时操作完成时继续处理其他工作。

在进入正题之前，我们先了解一下 Dart 的消息循环机制：

Dart 从两个队列执行任务：Event事件队列 和 Microtask微任务队列
事件循环会优先处理微任务队列，microtask清空之后才将 event事件队列中的下一个项目出队并处理
事件队列具有来自Dart（Future，Timer，Isolate Message等）和系统（用户输入，I/O等)
微任务队列目前仅包含来自Dart，当然我们也可以自己往微队列中插入任务

什么是 Future

Future 是什么？这里我们用小篇幅简单描述一下。future是一个异步的执行操作，可以在不阻塞代码的情况下实现耗时功能。

main() {
  Future(() {
    print('我是一个耗时操作');
  }).then((value){
    print('future 结束了');
  });
  print('main');
}

//打印结果
main
我是一个耗时操作
future 结束了

在项目中，我们使用 Future 、Async、await 相互组合实现异步编码。

Future 操作具备'原子性'吗

上面的篇幅我们说过，future 创建后会被直接加入到事件队列依次执行。那么在上一个 future 在没有标识完成前，下一个 future 可以被执行吗？

小编写了几个样例来做实验：

实验写法一：

main() {
  Test1.future1().then((value) => print(value));
  Test1.future2().then((value) => print(value));
}


abstract class Test1 {
  static Future<String> future1() async {
    return Future(() async {
      print('开始 future1');
      await TestTool.timeConsume(1000000000); //耗时运算
      print('一千年过去了');
      return 'future1 结束了';
    });
  }

  static Future<String> future2() async {
    return Future(() async {
      print('开始 future2');
      await TestTool.timeConsume(1000); //耗时运算
      print('继续 future2');
      return 'future2 结束了';
    });
  }
}

//打印结果
开始 future1
一千年过去了
future1 结束了
开始 future2
继续 future2
future2 结束了

实验结果：

从打印结果上看,future任务没有中断，执行完当前任务后才可执行队列中的下一个future

实验写法二：

main() {
  Test2.future1().then((value) => print(value));
  Test2.future2().then((value) => print(value));
}

abstract class Test2 {
  static Future<String> future1() async {
    print('开始 future1');
    await TestTool.timeConsume(1000000000);//耗时运算
    print('一千年过去了');
    return 'future1 结束了';
  }

  static Future<String> future2() async {
    print('开始 future2');
    await TestTool.timeConsume(1000);//耗时运算
    print('继续 future2');
    return 'future2 结束了';
  }
}

//打印结果
开始 future1
开始 future2
一千年过去了
future1 结束了
继续 future2
future2 结束了

实验结果：

future2在future1没有结束前就已经开始了任务。

future2会在future1任务执行完成后响应结束，整个过程仍然保持了完成顺序与加入事件队列的顺序一致性。

实验写法三：

main() {
  Test3.future1().then((value) => print(value));
  Test3.future2().then((value) => print(value));
}

abstract class Test3 {
  static Future<String> future1() async {
    print('开始 future1');
    await Future(() => TestTool.timeConsume(1000000000));//耗时运算
    print('一千年过去了');
    return 'future1 结束了';
  }

  static Future<String> future2() async {
    print('开始 future2');
    await TestTool.timeConsume(1000);//耗时运算
    print('继续 future2');
    return 'future2 结束了';
  }
}

//打印结果
开始 future1
开始 future2
继续 future2
future2 结束了
一千年过去了
future1 结束了

实验结果：

从打印结果上看，future1开始后，future2直接开始任务，且future2任务完成后直接标识完成。

future1 和 future2 的完成顺序已经和加入事件队列的顺序无关了，只与内部耗时正相关。

附上耗时代码：

abstract class TestTool {
  ///耗时操作
  static Future<int> timeConsume(int num) async {
    final result = _timeConsume(num);
    return result;
  }

  static int _timeConsume(int num) {
    int count = 0;
    while (num > 0) {
      if (num % 2 == 0) {
        count++;
      }
      num--;
    }
    return count;
  }
}

论证结论

综合上述三种写法分析：

1. future方法体内部不属于可靠的'原子性操作'，不同的写法有不同的差异性。如果想将整个方法体内部作为不可拆分的执行单位。在外层使用Future进行包裹处理，如写法一中Test1示例：

static Future<T> funcName() async {
  return Future(() async {
    ...
    具体的方法体内容
    ...
    return result;
  });
}

1. future在创建的同时，就会被加入到event事件队列中。事件队列是依次执行的，但每个future的完成顺序与加入的顺序不存在可靠的一致性。如果在业务内想保持顺序的一致性，可参考上述写法，或使用 await 进行强制等待如：

main() async {
  await Test2.future1().then((value) => print(value));
  Test2.future2().then((value) => print(value));
}

这样写，future2 就一定会在 future1 执行完成后才进入开始状态。

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