Dart Async 、 await 、Future 特性

11amok

2024-01-26 帮助3人

在弄清Async 和 await之前，首先要清楚Dart是单线程模型，并不是靠子线程实现的异步操作。Async 和 await 实现的异步只适合耗时操作为等待类型的，例如接口请求，时间都耗费在等待上，等待期间，线程可以干别的事情。如果耗时操作是计算密集型，是不适用的，计算时会一直阻塞直到计算完毕。因为至始自终，都是单线程运行。这里涉及到Dart的事件循环模型：Event loops

让我们看一段示例：

代码很简单，_startMethod 间接调用了一个网络请求，返回一串html。

import 'dart:io';
import 'package:http/http.dart' as http;

main() {
  _startMethod();
  print("C开始");
}


 Future _startMethod() async{
  print("A开始执行这个方法~");
  print(await getHttp());
  print("A执行结束");
}

Future<String> getHttp() async {
  final result = await http.get('https://www.jianshu.com/');
  return "请求到的数据："    result.body.toString();
}

执行结果：接口等待期间，执行了main方法剩余的代码，打印了“C开始”，然后才打印接口返回数据。实现了异步处理效果。

I/flutter (22228): A开始执行这个方法~
I/flutter (22228): C开始
I/flutter (22228): 请求到的数据：<!DOCTYPE html>………………此处省略返回的HTML
I/flutter (22228): A执行结束

这里有两层 async 和 await 的组合，为了便于理解，我们先只看第一层组合即_startMethod方法。先不管 getHttp 里面的代码，只需要知道它发起了一个请求，返回值是请求的结果，这个方法是需要耗时等待的。

查阅官方文档得知，归纳出以下几点：

1. `await` 必须在`async`方法中使用。

学新通

2.`async`方法中在`await`前面的代码会立即同步执行，直到碰到`await`。

学新通

3.`await`的作用是等待所标记的方法（即`getHttp`）获取返回结果。

学新通

await getHttp()//这个表达式就是返回的String： "请求到的数据："    result.body.toString()
//去掉await的话 ， getHttp（）是返回一个Future，不会在此等待，会立即执行后续的代码

代码跑到await getHttp()时，getHttp的代码是会执行（发起请求，但还没有获取到结果）。await后面的代码不会执行，直到getHttp返回结果才恢复执行。

4.当代码执行到`await`，会立即返回一个`future`。

学新通

也就是说执行完getHttp后（尚未返回结果）会立马给_startMethod 方法返回一个future。然后继续执行main剩下的代码，即print("C开始"); 。当请求结果返回时， await后面的代码才恢复执行，打印返回的http报文和 print("A执行结束")，至此整个程序结束。整个过程类似kotlin 协程的非阻塞挂起。

接下来再看`getHttp`方法，加上两处打印

Future<String> getHttp() async {
  print("B开始执行这个方法~");
  final result = await http.get('https://www.jianshu.com/');
  print("B  获取Http 结束~");
  return "请求到的数据："    result.body.toString();
}

执行的结果如下：

I/flutter (22228): A开始执行这个方法~
I/flutter (22228): B开始执行这个方法~
I/flutter (22228): C开始
I/flutter (22228): B  获取Http 结束~
I/flutter (22228): 请求到的数据：<!DOCTYPE html> ……此处省略HTML
I/flutter (22228): A执行结束

这里同理，会先执行 print("B开始执行这个方法~") ，运行await处时，会执行http.get方法，await后面的都不再执行。并立即返回一个Future给上一级。类似一个递归的思想，接口返回后，恢复await也是先恢复的内层的getHttp，再恢复外层的_startMethod。

拓展几个问题，以了解`await`运行的特性：

问题1：假如在`main`方法加入耗时操作： `sleep(Duration(seconds: 10))`，会发生什么呢？

main() {
  _startMethod();
  print("C开始");
  sleep(Duration(seconds: 10));
}

实验结果是打印"C开始"后，就阻塞了10秒，10秒后才打印出后续的http结果。这期间哪怕接口已经返回了数据也没有立即恢复执行await后面的代码，为什么呢？由dart的EventLoop 事件模型可知，main方法执行完后才会从EventLoop持续获取事件并执行。接口的future有了返回值，只是发送了一个事件到EventLoop排队等候处理。由于此时线程并不空闲，正在执行10秒睡眠，并没有取出事件执行。直到main方法执行完处于空闲状态，才会取出该事件，打印http的返回结果。由此可见，dart的await异步是单线程的，只有线程空闲了才会恢复执行await后面代码。

问题2：假如去掉`main`里的`sleep`，把 `http.get`方法换成`sleep`10秒操作，会发生什么呢？

Future<String> getHttp() async {
   print("B开始执行这个方法~");
   await sleep(Duration(seconds: 10));
   print("B  睡眠 结束~");
   return "请求到的数据：xxxxxx"  ;
}

结果如下：打印 “B开始执行这个方法” 后会等待10秒。等待期间并没有执行别的代码。

I/flutter (22228): A开始执行这个方法~
I/flutter (22228): B开始执行这个方法~  // 这里会等待10秒
I/flutter (22228): C开始
I/flutter (22228): B  获取Http 结束~
I/flutter (22228): 请求到的数据：xxxxxx
I/flutter (22228): A执行结束

这里的sleep是阻塞的，相当于计算密集型操作，整个线程阻塞在这里，等待期间main方法剩余的代码也不会执行，直到10秒结束。

问题3：假如去掉问题2中的`await` 关键字会如何？

Future<String> getHttp() async {
   print("B开始执行这个方法~");
   sleep(Duration(seconds: 3));
   print("B  睡眠 结束~");
   return "请求到的数据：xxxxxx"  ;
}

结果如下：“C开始” 和 “B 获取Http 结束~” 换了位置。没有await，整个getHttp()的代码都会顺序执行。也就是说await能改变代码执行顺序，因为执行到await会立即返回一个future，等待期间继续先执行外层的代码。

I/flutter (22228): A开始执行这个方法~
I/flutter (22228): B开始执行这个方法~  //等待10秒
I/flutter (22228): B  获取Http 结束~
I/flutter (22228): C开始
I/flutter (22228): 请求到的数据：xxxxxx
I/flutter (22228): A执行结束

关键点：

Dart中 await的异步是单线程的异步，执行到await时，await之前和await所标记的方法是会立即执行的（例如发起请求操作）。然后立马返回一个Future，继续执行外层剩余的代码。await后面的代码是不会执行的，只有future返回了结果才恢复执行await后面代码。这样就实现了异步的效果。
一组async 和 await 其实涉及到了 2个future， await 关键字右边的方法就是一个future，async方法返回值也一定是个future。await标记的future执行完毕时，才继续执行await后面的代码。后面继续执行到return时，async方法返回的future才算执行完毕。
如果await 所标记的方法是等待类型的，那么等待期间可以继续运行外层的代码。
如果await所标记的方法是计算密集的，那么就会阻塞在这里，等计算完毕再运行外层代码，无法实现异步效果。
await会改变执行顺序。因为await后面的代码已经作为一个event发送到了Event Loops中。会先执行外层剩余的main方法，再执行这个事件。至于是等待期间就执行main还是等待完才执行main，取决于上面的第3、4点。

最后可以再试试这个例子： compute 和 sleep 的效果是一样的，会一直阻塞，而网络请求则可以在等待期间返回继续跑外层的代码。

Future<String> getHttp() async {
  print("B开始执行这个方法~");
//  final result = await http.get('https://www.jianshu.com/');
   await compute();
  print("B  获取Http 结束~");
  return "请求到的数据：";
}

Future<String> compute() async {
  int b = 0;
  for(int i= 0 ; i < 1000000000 ; i   ){
    b  ;
  }
  return "compute数据：";
}

参考：

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Dart Async 、 await 、Future 特性

让我们看一段示例：

查阅官方文档得知，归纳出以下几点：

1. `await` 必须在`async`方法中使用。

2.`async`方法中在`await`前面的代码会立即同步执行，直到碰到`await`。

3.`await`的作用是等待所标记的方法（即`getHttp`）获取返回结果。

4.当代码执行到`await`，会立即返回一个`future`。

接下来再看`getHttp`方法，加上两处打印

拓展几个问题，以了解`await`运行的特性：

问题1：假如在`main`方法加入耗时操作： `sleep(Duration(seconds: 10))`，会发生什么呢？

问题2：假如去掉`main`里的`sleep`，把 `http.get`方法换成`sleep`10秒操作，会发生什么呢？

问题3：假如去掉问题2中的`await` 关键字会如何？

关键点：

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1. await 必须在async方法中使用。

2.async方法中在await前面的代码会立即同步执行，直到碰到await。

3.await的作用是等待所标记的方法（即getHttp）获取返回结果。

4.当代码执行到await，会立即返回一个future。

接下来再看getHttp方法，加上两处打印

拓展几个问题，以了解await运行的特性：

问题1：假如在main方法加入耗时操作： sleep(Duration(seconds: 10))，会发生什么呢？

问题2：假如去掉main里的sleep，把 http.get方法换成sleep10秒操作，会发生什么呢？

问题3：假如去掉问题2中的await 关键字会如何？

关键点：

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3.`await`的作用是等待所标记的方法（即`getHttp`）获取返回结果。

4.当代码执行到`await`，会立即返回一个`future`。

接下来再看`getHttp`方法，加上两处打印

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问题1：假如在`main`方法加入耗时操作： `sleep(Duration(seconds: 10))`，会发生什么呢？

问题2：假如去掉`main`里的`sleep`，把 `http.get`方法换成`sleep`10秒操作，会发生什么呢？

问题3：假如去掉问题2中的`await` 关键字会如何？