• Dart 有一些語言特性來支持 異步編程试躏。 最常見的特性是 async 方法和 await 表達(dá)式。

• Dart 庫中有很多返回 Future 或者 Stream 對(duì)象的方法棠枉。 這些方法是 異步的浓体， 這些函數(shù)在設(shè)置完基本的操作后就返回了， 而無需等待操作執(zhí)行完成辈讶。 例如讀取一個(gè)文件命浴，在打開文件后就返回了。

• Future 和 JavaScript 中的 Promise 類似贱除，代表在將來某個(gè)時(shí)刻會(huì)返回一個(gè) 結(jié)果生闲。Stream 是一種用來獲取一些列數(shù)據(jù)的方式，例如 事件流月幌。 Future, Stream, 以及其他異步操作的類在 dart:async 庫中碍讯。

• dart:async 庫在 web app 和命令行 app 都可以使用。 只需要導(dǎo)入 dart:async 即可使用：

import 'dart:async';

一扯躺、Future

有兩種方式可以使用 Future 對(duì)象中的 數(shù)據(jù)：

• 使用 async 和 await(要使用 await捉兴，其方法必須帶有 async 關(guān)鍵字)
• 使用 Future API
• 使用 await 的表達(dá)式比直接使用 Future api 的代碼要更加容易理解。

在 Dart 庫中隨處可見 Future 對(duì)象录语，通常異步函數(shù)返回的對(duì)象就是一個(gè) Future倍啥。 當(dāng)一個(gè) future 執(zhí)行完后，他里面的值 就可以使用了澎埠。

checkVersion() async {
  var version = await lookUpVersion();
  if (version == expectedVersion) {
    // Do something.
  } else {
    // Do something else.
  }
}

可以使用 try, catch, 和 finally 來處理使用 await 的異常：

try {
  server = await HttpServer.bind(InternetAddress.LOOPBACK_IP_V4, 4044);
} catch (e) {
  // 無法綁定到端口時(shí)作出反應(yīng)...
}

1.1.Declaring async functions（聲明異步方法）

async 方法： 是函數(shù)體被標(biāo)記為 async 的方法虽缕。 雖然異步方法的執(zhí)行可能需要一定時(shí)間，但是異步方法立刻返回 (在方法體還沒執(zhí)行之前就返回了)蒲稳。

checkVersion() async {
  // ...
}

lookUpVersion() async => /* ... */;

在一個(gè)方法上添加 async 關(guān)鍵字氮趋，則這個(gè)方法返回值為 Future。 例如江耀，下面是一個(gè)返回字符串 的同步方法：

String lookUpVersionSync() => '1.0.0';

如果使用 async 關(guān)鍵字凭峡，則該方法 返回一個(gè) Future，并且 認(rèn)為該函數(shù)是一個(gè)耗時(shí)的操作决记。

Future<String> lookUpVersion() async => '1.0.0';

注意：方法的函數(shù)體并不需要使用 Future API。 Dart 會(huì)自動(dòng)在需要的時(shí)候創(chuàng)建 Future 對(duì)象倍踪。

1.2.Using await expressions with Futures（使用 await 表達(dá)式）

await 表達(dá)式具有如下的形式：

await expression

在一個(gè)異步方法內(nèi)可以使用多次 await 表達(dá)式系宫。 例如索昂，下面的示例使用了三次 await 表達(dá)式 來執(zhí)行相關(guān)的功能：

var entrypoint = await findEntrypoint();
var exitCode = await runExecutable(entrypoint, args);
await flushThenExit(exitCode);

在 await expression 中， expression 的返回值通常是一個(gè) Future扩借； 如果返回的值不是 Future椒惨，則 Dart 會(huì)自動(dòng)把該值放到 Future 中返回。 Future 對(duì)象代表返回一個(gè)對(duì)象的 promise 潮罪。 await expression 執(zhí)行的結(jié)果為這個(gè)返回的對(duì)象康谆。 await expression 會(huì)阻塞住，直到需要的對(duì)象返回為止嫉到。

如果 await 無法正常使用沃暗，請(qǐng)確保是在一個(gè) async 方法中。 例如要在 main() 方法中使用 await何恶， 則 main() 方法的函數(shù)體必須標(biāo)記為 async：

main() async {
  checkVersion();
  print('In main: version is ${await lookUpVersion()}');
}

1.3.Future 的API

使用 Future 的 then() 函數(shù)來 執(zhí)行三個(gè)異步方法孽锥， 每個(gè)方法執(zhí)行完后才繼續(xù)執(zhí)行后一個(gè)方法。

runUsingFuture() {
  //...
  findEntrypoint().then((entrypoint) {
    return runExecutable(entrypoint, args);
  }).then(flushThenExit);
}

下面是使用 await 表達(dá)式實(shí)現(xiàn)的同樣功能的代碼细层， 看起來更像是同步代碼惜辑，更加容易理解：

runUsingAsyncAwait() async {
  //...
  var entrypoint = await findEntrypoint();
  var exitCode = await runExecutable(entrypoint, args);
  await flushThenExit(exitCode);
}

可以使用 then() 來在 future 完成的時(shí)候執(zhí)行其他代碼。例如 HttpRequest.getString() 返回一個(gè)Future疫赎，由于 HTTP 請(qǐng)求是一個(gè) 耗時(shí)操作盛撑。使用then() 可以在 Future 完成的時(shí)候執(zhí)行其他代碼 來解析返回的數(shù)據(jù)：

HttpRequest.getString(url).then((String result) {
  print(result);
});
// Should handle errors here.

使用 catchError() 來處理 Future 對(duì)象可能拋出的 各種異常和錯(cuò)誤：

HttpRequest.getString(url).then((String result) {
  print(result);
}).catchError((e) {
  // Handle or ignore the error.
});

then().catchError() 模式就是異步版本的 try-catch。

重要： 確保是在 then() 返回的 Future 上調(diào)用 catchError()捧搞， 而不是在 原來的 Future 對(duì)象上調(diào)用抵卫。否則的話，catchError() 就只能處理原來 Future 對(duì)象拋出的異常而無法處理 then() 代碼 里面的異常实牡。

1.4.Chaining multiple asynchronous methods(鏈接多個(gè)異步方法)

then() 函數(shù)返回值為 Future陌僵，可以把多個(gè)異步調(diào)用給串聯(lián)起來。 如果 then() 函數(shù)注冊(cè)的回調(diào)函數(shù)也返回一個(gè) Future创坞，而 then() 返回一個(gè)同樣的 Future碗短。如果回調(diào)函數(shù)返回的是一個(gè)其他類型的值， 則 then() 會(huì)創(chuàng)建一個(gè)新的 Future 對(duì)象 并完成這個(gè) future题涨。

Future result = costlyQuery();

return result.then((value) => expensiveWork())
             .then((value) => lengthyComputation())
             .then((value) => print('done!'))
             .catchError((exception) => print('DOH!'));

上面的示例中偎谁，代碼是按照如下順序執(zhí)行的：

1. costlyQuery()
2. expensiveWork()
3. lengthyComputation()

1.5.Waiting for multiple futures(等待多個(gè)future)

有時(shí)候，你的算法要求調(diào)用很多異步方法纲堵，并且等待 所有方法完成后再繼續(xù)執(zhí)行巡雨。使用 Future.wait()這個(gè)靜態(tài)函數(shù)來管理多個(gè) Future 并等待所有 Future 執(zhí)行完成。

Future deleteDone = deleteLotsOfFiles();
Future copyDone = copyLotsOfFiles();
Future checksumDone = checksumLotsOfOtherFiles();

Future.wait([deleteDone, copyDone, checksumDone])
    .then((List values) {
      print('Done with all the long steps');
    });

二席函、Stream

Stream 在 Dart API 中也經(jīng)常出現(xiàn)铐望，代表一些列數(shù)據(jù)。 例如， HTML 按鈕點(diǎn)擊事件就可以使用 stream 來表示正蛙。 還可以把讀取文件內(nèi)容當(dāng)做一個(gè) Stream督弓。

從 Stream 中獲取數(shù)據(jù)兩種方式：

• 使用 async 和一個(gè) 異步 for 循環(huán) (await for)
• 使用 Stream API

2.1.Using asynchronous for loops with Streams（在循環(huán)中使用異步）

異步 for 循環(huán)具有如下的形式：

await for (variable declaration in expression) {
  // Executes each time the stream emits a value.
}

上面 expression 返回的值必須是 Stream 類型的。 執(zhí)行流程如下：

• 等待直到 stream 返回一個(gè)數(shù)據(jù)
• 使用 stream 返回的參數(shù) 執(zhí)行 for 循環(huán)代碼乒验，
• 重復(fù)執(zhí)行 1 和 2 直到 stream 數(shù)據(jù)返回完畢愚隧。
• 使用 break 或者 return 語句可以 停止接收 stream 的數(shù)據(jù)， 這樣就跳出了 for 循環(huán)并且 從 stream 上取消注冊(cè)了锻全。

如果異步 for 循環(huán)不能正常工作狂塘， 確保是在一個(gè) async 方法中使用。 例如鳄厌，要想在 main() 方法中使用異步 for 循環(huán)荞胡，則需要把 main() 方法的函數(shù)體標(biāo)記為 async：

main() async {
  ...
  await for (var request in requestServer) {
    handleRequest(request);
  }
  ...
}

2.2.Using an asynchronous for loop（for循環(huán)的異步使用）

有時(shí)候可以使用異步 for 循環(huán)(await for)來 替代 Stream API。

例如下面的示例中部翘，使用 Stream 的 listen() 函數(shù)來訂閱 一些文件硝训，然后使用一個(gè)方法參數(shù)來 搜索每個(gè)文件和目錄。

void main(List<String> arguments) {
  ...
  FileSystemEntity.isDirectory(searchPath).then((isDir) {
    if (isDir) {
      final startingDir = new Directory(searchPath);
      startingDir
          .list(
              recursive: argResults[RECURSIVE],
              followLinks: argResults[FOLLOW_LINKS])
          .listen((entity) {
        if (entity is File) {
          searchFile(entity, searchTerms);
        }
      });
    } else {
      searchFile(new File(searchPath), searchTerms);
    }
  });
}

下面是使用 await 表達(dá)式和異步 for 循環(huán) 實(shí)現(xiàn)的等價(jià)的代碼新思， 看起來更像是同步代碼：

main(List<String> arguments) async {
  ...
  if (await FileSystemEntity.isDirectory(searchPath)) {
    final startingDir = new Directory(searchPath);
    await for (var entity in startingDir.list(
        recursive: argResults[RECURSIVE],
        followLinks: argResults[FOLLOW_LINKS])) {
      if (entity is File) {
        searchFile(entity, searchTerms);
      }
    }
  } else {
    searchFile(new File(searchPath), searchTerms);
  }
}

注意： 在使用 await for 之前請(qǐng)確保使用之后的代碼看起來確實(shí)是 更加清晰易懂了窖梁。例如，對(duì)于 DOM時(shí)間監(jiān)聽器通常 不會(huì)使用 await for夹囚，原因在于 DOM 發(fā)送 無盡的事件流纵刘。 如果使用 await for 來在同一行注冊(cè)兩個(gè) DOM 事件監(jiān)聽器， 則第二個(gè)事件在不會(huì)被處理荸哟。

2.3.Listening for stream data(監(jiān)聽stream數(shù)據(jù))

要想在每個(gè)數(shù)據(jù)到達(dá)的時(shí)候就去處理假哎，則可以選擇使用 await for 或者 使用 listen() 函數(shù)來訂閱事件：

// Find a button by ID and add an event handler.
querySelector('#submitInfo').onClick.listen((e) {
  // When the button is clicked, it runs this code.
  submitData();
});

上面的示例中， onClick 屬性是 “submitInfo” 按鈕提供的一個(gè) Stream 對(duì)象鞍历。

如果你只關(guān)心里面其中一個(gè)事件舵抹，則可以使用這些屬性： first, last, 或者 single。要想在處理事件之前先測(cè)試是否滿足條件劣砍，則 使用 firstWhere(), lastWhere(), 或者 singleWhere() 函數(shù)惧蛹。

如果你關(guān)心一部分事件，則可以使用 skip(), skipWhile(), take(), takeWhile(), 和 where() 這些函數(shù)刑枝。

2.4.Transforming stream data(轉(zhuǎn)換stream數(shù)據(jù))

經(jīng)常你需要先轉(zhuǎn)換 stream 里面的數(shù)據(jù)才能使用香嗓。 使用 transform() 函數(shù)可以生產(chǎn)另外一個(gè)數(shù)據(jù)類型 的 Stream 對(duì)象：

var stream = inputStream
    .transform(UTF8.decoder)
    .transform(new LineSplitter());

上面的代碼使用兩種轉(zhuǎn)換器（transformer）。第一個(gè)使用 UTF8.decoder 來把整數(shù)類型的數(shù)據(jù)流轉(zhuǎn)換為字符串類型的數(shù)據(jù)流装畅。然后使用 LineSplitter 把字符串類型數(shù)據(jù)流轉(zhuǎn)換為按行分割的數(shù)據(jù)流靠娱。 這些轉(zhuǎn)換器都來至于 dart:convert 庫。 參考 dart:convert ) 了解詳情掠兄。

2.5.Handling errors and completion(處理錯(cuò)誤和完善)

使用異步 for 循環(huán) (await for) 和使用 Stream API 的 異常處理情況是有 區(qū)別的像云。

如果是異步 for 循環(huán)锌雀，則可以 使用 try-catch 來處理異常。

在 stream 關(guān)閉后執(zhí)行的代碼位于異步 for 循環(huán) 之后苫费。

readFileAwaitFor() async {
  var config = new File('config.txt');
  Stream<List<int>> inputStream = config.openRead();

  var lines = inputStream
      .transform(UTF8.decoder)
      .transform(new LineSplitter());
  try {
    await for (var line in lines) {
      print('Got ${line.length} characters from stream');
    }
    print('file is now closed');
  } catch (e) {
    print(e);
  }
}

如果你使用 Stream API汤锨，則需要 使用 onError 函數(shù)來處理異常。 stream 完成后執(zhí)行的代碼要通過 onDone 函數(shù) 來執(zhí)行百框。

var config = new File('config.txt');
Stream<List<int>> inputStream = config.openRead();

inputStream
    .transform(UTF8.decoder)
    .transform(new LineSplitter())
    .listen((String line) {
      print('Got ${line.length} characters from stream');
    }, onDone: () {
      print('file is now closed');
    }, onError: (e) {
      print(e);
    });

2.6.More information(更多信息)

關(guān)于在命令行應(yīng)用中使用 Future 和 Stream 的更多示例，請(qǐng)參考 dart:io 里面的內(nèi)容牍汹。 下面也是一些可以參考的文章和教程：

• Asynchronous Programming: Futures

• Futures and Error Handling

• The Event Loop and Dart

• Asynchronous Programming: Streams

• Creating Streams in Dart

三铐维、Isolates

現(xiàn)代的瀏覽器以及移動(dòng)瀏覽器都運(yùn)行在多核 CPU 系統(tǒng)上。 要充分利用這些 CPU慎菲，開發(fā)者一般使用共享內(nèi)存數(shù)據(jù)來保證多線程的正確執(zhí)行嫁蛇。然而， 多線程共享數(shù)據(jù)通常會(huì)導(dǎo)致很多潛在的問題露该，并導(dǎo)致代碼運(yùn)行出錯(cuò)睬棚。

所有的 Dart 代碼在 isolates 中運(yùn)行而不是線程。 每個(gè) isolate 都有自己的堆內(nèi)存解幼，并且確保每個(gè) isolate 的狀態(tài)都不能被其他 isolate 訪問抑党。

待續(xù)。撵摆。底靠。