Flutter 92: 图解 Dart 单线程实现异步处理之 Isolate (一)

      小菜刚尝试了 Future 和 async-await 实现的简单异步操作，但对于耗时较长的异步该如何处理呢？对于 Android 来说可以新开一个线程单独处理，而对应的 Dart 可以用 Isolate 来处理；

Isolate

      Isolate 是对 Dart 并发模式的实现，类似于 Android 中的 Thread 线程，但与 Thread 有本质的区别，Thread 可以实现内存共享，而 Isolate 不能；

      所有的 Dart Code 都是在 Isolate 中执行的，代码只能使用同一个 Isolate 中的内容，Isolate 有自己的内存和事件循环机制；不同的 Isolate 是内存隔离的，因此只能通过 Port 机制发送消息通信，其原理是向不同的 Isolate 队列中执行写任务；

Isolate 的创建

      Isolate 一般通过 spawn / spawnUri 来创建对象；

Isolate.spawn()

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

      简单了解源码，spawn 必须的参数包括需要耗时操作的 entryPoint 和 T 任意类型的 message 数据，即 Isolate 中可以传递任意类型的数据；

_loadIsolateDate() async {
  await Isolate.spawn(_backgroundWork, ReceivePort().sendPort);
}

static _backgroundWork(SendPort sendPort) {
  sendPort.send('BackgroundWork -> currentTime -> ${DateTime.now().millisecondsSinceEpoch}');
}

Isolate.spawnUri()

external static Future<Isolate> spawnUri(
  Uri uri,
  List<String> args,
  var message,
  {bool paused: false,
  SendPort onExit,
  SendPort onError,
  bool errorsAreFatal,
  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});

      简单了解源码，spawnUri 需要三个必要参数，uri 为其他 Isolate 代码文件的路径；列表 args 为传递的参数列表，message 动态消息，一般是 SendPort；

_loadIsolateDate03() async {
  ReceivePort receivePort = ReceivePort();
  await Isolate.spawnUri(new Uri(path: "./utils/second_isolate.dart"),
      ['params01, params02, params03'], receivePort.sendPort);
  receivePort.listen((val) => print('listen -> 【$val】'));
}

Isolate 的通讯

      Isolate 可以方便的利用多核 CPU 来处理耗时操作，因内存不共享，需要通过 Port 进行消息通讯；其中 Port 消息传递也是异步的；

单向通讯

      Port 一般是成对出现，分别是 ReceivePort 接收端口和 SendPort 发送端口；而 ReceivePort 也可以生成自己的 SendPort；只需要把 SendPort 传递给其他 Isolate 即可；

_loadIsolateDate01() async {
  ReceivePort receivePort = ReceivePort();
  await Isolate.spawn(_backgroundWork, receivePort.sendPort);
  receivePort.listen((val) => print('listen -> 【$val】'));
}

static _backgroundWork(SendPort sendPort) async {
  sendPort.send(
      'BackgroundWork -> currentTime -> ${DateTime.now().millisecondsSinceEpoch}');
  Future.delayed(Duration(seconds: 3), () {
    return sendPort.send(
        'BackgroundWork delayed 3s -> currentTime -> ${DateTime.now().millisecondsSinceEpoch}');
  });
}

双向通讯

      双向通讯与单向通讯一样，把双方的 SendPort 相互传递即可；

_loadIsolateDate02() async {
  ReceivePort receivePort = ReceivePort();
  var sendPort;
  await Isolate.spawn(_backgroundWork2, receivePort.sendPort);
  receivePort.listen((val) {
    if (val is SendPort) {
      sendPort = val as SendPort;
      print("双向通讯建立成功");
    }
    print("Isolate Recevie Data -> 【$val】");
    if (sendPort != null) {
      sendPort.send('_loadIsolateDate02 -> currentTime -> ${DateTime.now().millisecondsSinceEpoch}');
    }
  });
}

static _backgroundWork2(SendPort sendPort) async {
  ReceivePort receivePort = new ReceivePort();
  receivePort.listen((val) {
    print("Background Isolate Receive Data -> 【$val]");
  });
  sendPort.send('BackgroundWork -> currentTime -> ${DateTime.now().millisecondsSinceEpoch}');
  sendPort.send(receivePort.sendPort);
  Future.delayed(Duration(seconds: 2), () {
    return sendPort.send('BackgroundWork delayed 2s -> currentTime -> ${DateTime.now().millisecondsSinceEpoch}');
  });
  Future.delayed(Duration(seconds: 5), () {
    return sendPort.send(receivePort.sendPort);
  });
}

Isolate 的销毁

      Isolate 就像机器中的一个小空间，有自己的内存块，因此在使用 Isolate 结束后应及时关闭并销毁当前 Isolate；

isolate.kill(priority: Isolate.immediate);

Tips

Q：Invalid argument(s): Isolate.spawn expects to be passed a static or top-level function

      小菜刚开始创建 Isolate 时，遇到如下错误；

A：

      需要将 Isolate.spawn 中的 message 参数方法设置成 static 方法或放置在 main() 入口；

      由于篇幅和测试案例不足，小菜分为两篇小博客对 Isolate 进行学习，对异步的认知还不够深入；如有错误请多多指导！

来源： 阿策小和尚