簡(jiǎn)介

之前介紹了很多dart中的異步編程技巧骄瓣，不知道大家有沒(méi)有發(fā)現(xiàn)一個(gè)問(wèn)題械馆，如果是在java的異步編程中嫉柴，肯定會(huì)提到鎖和并發(fā)機(jī)制厌杜，但是對(duì)于dart來(lái)說(shuō)，好像從來(lái)沒(méi)有聽(tīng)到多線(xiàn)程和并發(fā)的問(wèn)題差凹，這是為什么呢期奔？

今天侧馅，給大家講解一下dart中的隔離機(jī)制危尿，大家就明白了。

dart中的隔離機(jī)制

dart是一個(gè)單線(xiàn)程的語(yǔ)言馁痴，但是作為一個(gè)單線(xiàn)程的語(yǔ)言谊娇，dart卻支持Future,Stream等異步特性。這一切都是隔離機(jī)制和事件循環(huán)帶來(lái)的結(jié)果罗晕。

首先看一下dart中的隔離機(jī)制济欢。

所謂隔離指的是dart運(yùn)行的一個(gè)特定的空間，這個(gè)空間擁有單獨(dú)的內(nèi)存和單線(xiàn)程的事件循環(huán)小渊。

如下圖所示：

在java或者c++等其他語(yǔ)言中法褥，多個(gè)線(xiàn)程是共享內(nèi)存空間的，雖然帶來(lái)了并發(fā)和數(shù)據(jù)溝通的方便途徑酬屉，但是同時(shí)也造成了并發(fā)編程的困難半等。

因?yàn)槲覀冃枰紤]多線(xiàn)程之間數(shù)據(jù)的同步揍愁，于是額外多出了很多鎖的機(jī)制，詳細(xì)了解或者用過(guò)的人應(yīng)該都會(huì)很煩惱杀饵。

多線(xiàn)程最大的缺陷就是要求程序員的羅輯思維和編程技巧足夠優(yōu)秀莽囤，這樣才能夠設(shè)計(jì)出完美運(yùn)行的多線(xiàn)程程序。

但是在dart中切距，這些都不是什么問(wèn)題朽缎。dart中所有的線(xiàn)程都擁有自己的運(yùn)行空間，這個(gè)線(xiàn)程的工作就是運(yùn)行事件循環(huán)谜悟。

那么問(wèn)題來(lái)了话肖，主線(xiàn)程在處理事件循環(huán)，但是如果遇到了一個(gè)非常耗時(shí)的操作赌躺，該怎么辦呢? 如果直接在主線(xiàn)程中運(yùn)行狼牺，則可能會(huì)導(dǎo)致主線(xiàn)程的阻塞。

dart也充分考慮到了這個(gè)問(wèn)題礼患，所以dart提供了一個(gè)Isolate的類(lèi)來(lái)對(duì)隔離進(jìn)行管理是钥。

因?yàn)閐art程序本身就在一個(gè)Isolate中運(yùn)行，所以如果在dart中定義一個(gè)Isolate缅叠，那么這個(gè)Isolate通常表示的是另外一個(gè)悄泥，需要和當(dāng)前Isolate進(jìn)行通信的Isolate。

生成一個(gè)Isolate

那么如何在當(dāng)前的dart程序中生成一個(gè)Isolate呢肤粱？

Isolate提供了三種生成方法弹囚。

一個(gè)非常常用的是Isolate的工廠(chǎng)方法spawn:

  external static Future<Isolate> spawn<T>(
      void entryPoint(T message), T message,
      {bool paused = false,
      bool errorsAreFatal = true,
      SendPort? onExit,
      SendPort? onError,
      @Since("2.3") String? debugName});

spawn會(huì)創(chuàng)建一個(gè)新的Isolate，調(diào)用它需要傳入幾個(gè)參數(shù)：

entryPoint表示的是生成新Isolate的時(shí)候需要調(diào)用的函數(shù)领曼。entryPoint接受一個(gè)message參數(shù)鸥鹉。通常來(lái)說(shuō)message是一個(gè)SendPort對(duì)象，用于兩個(gè)Isolate之間的溝通庶骄。

paused表示新生成的Isolate是否處于暫停狀態(tài)毁渗，他相當(dāng)于：

isolate.pause(isolate.pauseCapability)

如果后續(xù)需要取消暫停狀態(tài)，則可以調(diào)用：

isolate.resume(isolate.pauseCapability)

errorsAreFatal 對(duì)應(yīng)的是setErrorsFatal方法单刁。

onExit對(duì)應(yīng)的是addOnExitListener, onError對(duì)應(yīng)的是addErrorListener灸异。

debugName表示的是Isolate在調(diào)試的時(shí)候展示的名字。

如果spawn出錯(cuò)羔飞，則會(huì)拋出IsolateSpawnException異常：

class IsolateSpawnException implements Exception {
  /// Error message reported by the spawn operation.
  final String message;
  @pragma("vm:entry-point")
  IsolateSpawnException(this.message);
  String toString() => "IsolateSpawnException: $message";
}

spawn方法生成的是和當(dāng)前代碼一樣的Isolate肺樟。如果想要使用不同的代碼來(lái)生成，則可以使用spawnUri,通過(guò)傳入對(duì)應(yīng)的Uri地址逻淌，從而生成不一樣的code么伯。

external static Future<Isolate> spawnUri(
      Uri uri,
      List<String> args,
      var message,
      {bool paused = false,
      SendPort? onExit,
      SendPort? onError,
      bool errorsAreFatal = true,
      bool? checked,
      Map<String, String>? environment,
      @Deprecated('The packages/ dir is not supported in Dart 2')
          Uri? packageRoot,
      Uri? packageConfig,
      bool automaticPackageResolution = false,
      @Since("2.3")
          String? debugName});

還有一種方式，就是使用Isolate的構(gòu)造函數(shù)：

Isolate(this.controlPort, {this.pauseCapability, this.terminateCapability});

它有三個(gè)參數(shù)卡儒，第一個(gè)參數(shù)是controlPort田柔，代表另外一個(gè)Isolate的控制權(quán)誓篱，后面兩個(gè)capabilities是原isolate的子集，表示是否有pause或者terminate的權(quán)限凯楔。

一般用法如下：

Isolate isolate = findSomeIsolate();
Isolate restrictedIsolate = Isolate(isolate.controlPort);
untrustedCode(restrictedIsolate);

Isolate之間的交互

所有的dart代碼都是運(yùn)行在Isolate中的窜骄，然后代碼只能夠訪(fǎng)問(wèn)同一個(gè)isolate內(nèi)的class和value。那么多個(gè)isolate之間通信摆屯，可以ReceivePort和SendPort來(lái)實(shí)現(xiàn)邻遏。

先看下SendPort,SendPort是Capability的一種：

abstract class SendPort implements Capability 

SendPort用于向ReceivePort發(fā)送message, message可以有很多類(lèi)型,包括：

Null，bool,int,double,String,List,Map,TransferableTypedData,SendPort和Capability虐骑。

注意准验，send動(dòng)作是立馬完成的。

事實(shí)上廷没，SendPort是由ReceivePort來(lái)創(chuàng)建的糊饱。一個(gè)ReceivePort可以接收多個(gè)SendPort。

ReceivePort是Stream的一種：

abstract class ReceivePort implements Stream<dynamic>

作為Stream,它提供了一個(gè)listen用來(lái)處理接收到的消息：

  StreamSubscription<dynamic> listen(void onData(var message)?,
      {Function? onError, void onDone()?, bool? cancelOnError});

一個(gè)例子

講了那么多原理颠黎，有的同學(xué)可能會(huì)問(wèn)了另锋，那么到底怎么用呢？

例子來(lái)了：

import 'dart:isolate';

var isolate;

void entryPoint(SendPort sendPort) {
  int counter = 0;
  sendPort.send("counter:$counter");
}
void main() async{
  final receiver = ReceivePort();
  receiver.listen((message) {
    print( "接收到消息 $message");
  });
  isolate = await Isolate.spawn(entryPoint, receiver.sendPort);
}

在主線(xiàn)程中狭归，我們創(chuàng)建了一個(gè)ReceivePort夭坪，然后調(diào)用了它的listen方法來(lái)監(jiān)聽(tīng)sendPort發(fā)過(guò)來(lái)的消息。

然后spawn出一個(gè)新的Isolate过椎，這個(gè)Isolate會(huì)在初始化之后室梅，調(diào)用entryPoint方法。

在這個(gè)entryPoint方法中又使用sendPort向ReceivePort發(fā)送消息疚宇。

最終運(yùn)行亡鼠，打印：

接收到消息 counter:0

總結(jié)

以上就是dart中的隔離機(jī)制和Isolate的使用敷待。

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