Isolate(隔離區(qū)域)

Dart 是一種支持多任務(wù)并行的編程語言，它提供了多種機(jī)制來實(shí)現(xiàn)并發(fā)和并行。下面是 Dart 實(shí)現(xiàn)多任務(wù)并行的幾種方式：

Dart 中的 Isolate 是一種輕量級(jí)的并發(fā)機(jī)制，類似于線程。每個(gè)隔離區(qū)域都是獨(dú)立的內(nèi)存空間，每個(gè)隔離區(qū)域都有自己的內(nèi)存空間和執(zhí)行線程，因此不同的隔離區(qū)域之間可以獨(dú)立地執(zhí)行代碼，每個(gè)隔離區(qū)都在自己的核心上運(yùn)行，不會(huì)阻塞其他 Isolate。從而實(shí)現(xiàn)并發(fā)。但是有一點(diǎn)需要注意它們之間不能直接共享數(shù)據(jù)，必須通過消息傳遞來實(shí)現(xiàn)。

下面是一個(gè)簡(jiǎn)單的示例代碼，展示了如何使用Isolate在Dart中實(shí)現(xiàn)并發(fā)執(zhí)行：

import 'dart:isolate';
void main() async {
  // 創(chuàng)建兩個(gè)隔離區(qū)域
  final isolate1 = await Isolate.spawn(runIsolate, 1);
  final isolate2 = await Isolate.spawn(runIsolate, 2);
  // 等待隔離區(qū)域執(zhí)行完畢
  await Future.wait([isolate1.exitCode, isolate2.exitCode]);
}
void runIsolate(int id) {
  // 隔離區(qū)域中執(zhí)行的代碼
  print('Isolate $id is running');
}

在上面的示例中，我們首先使用Isolate.spawn函數(shù)創(chuàng)建兩個(gè)隔離區(qū)域，每個(gè)隔離區(qū)域都會(huì)執(zhí)行runIsolate函數(shù)，并傳入不同的參數(shù)（1和2）。runIsolate函數(shù)是隔離區(qū)域中實(shí)際執(zhí)行的代碼，它只是簡(jiǎn)單地打印一條信息。

在創(chuàng)建完隔離區(qū)域之后，我們使用Future.wait函數(shù)等待隔離區(qū)域執(zhí)行完畢。這里的exitCode屬性返回隔離區(qū)域的退出代碼，如果代碼成功執(zhí)行，它將返回0。

當(dāng)我們運(yùn)行上面的代碼時(shí)，我們會(huì)看到如下輸出：

Isolate 1 is running
Isolate 2 is running

可以看到，兩個(gè)隔離區(qū)域幾乎同時(shí)啟動(dòng)并執(zhí)行，實(shí)現(xiàn)了并發(fā)執(zhí)行的效果。這只是Isolate的簡(jiǎn)單示例，您可以使用它來執(zhí)行更復(fù)雜的并發(fā)任務(wù)，例如使用多個(gè)Isolate同時(shí)下載多個(gè)文件，或在不同的隔離區(qū)域中執(zhí)行計(jì)算密集型任務(wù)，以提高性能等。

async/await

在Dart中，async/await使用的是Future對(duì)象來實(shí)現(xiàn)異步操作。當(dāng)我們?cè)谝粋€(gè)函數(shù)或方法前面加上async關(guān)鍵字時(shí)，這個(gè)函數(shù)就變成了一個(gè)異步函數(shù)。在異步函數(shù)中使用await關(guān)鍵字可以等待其他異步操作的結(jié)果，而不會(huì)阻塞當(dāng)前函數(shù)的執(zhí)行。

下面是一個(gè)使用async/await實(shí)現(xiàn)異步并發(fā)的Demo代碼，它會(huì)同時(shí)下載兩個(gè)URL的內(nèi)容，并在兩個(gè)下載操作都完成后將結(jié)果打印出來：

import 'dart:async';
import 'dart:convert';
import 'dart:io';
Future<void> main() async {
  final url1 = 'https://www.example.com';
  final url2 = 'https://www.example.net';
  final result1 = downloadUrl(url1);
  final result2 = downloadUrl(url2);
  final results = await Future.wait([result1, result2]);
  for (final result in results) {
    print(result);
  }
}
Future<String> downloadUrl(String url) async {
  final httpClient = HttpClient();
  final request = await httpClient.getUrl(Uri.parse(url));
  final response = await request.close();
  final contents = await response.transform(utf8.decoder).join();
  httpClient.close();
  return contents;
}

在上面的代碼中，downloadUrl方法是一個(gè)異步函數(shù)，它使用HttpClient類下載給定URL的內(nèi)容。在main函數(shù)中，我們使用Future.wait方法來等待兩個(gè)下載操作都完成，然后打印結(jié)果。由于result1和result2是同時(shí)進(jìn)行的，因此整個(gè)過程是并發(fā)的。

Stream

Dart 中的 Stream 是一種基于事件的異步編程模型，它可以處理連續(xù)的異步事件流。使用 Stream 可以將一個(gè)長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行的任務(wù)分解成多個(gè)小任務(wù)，并且可以在每個(gè)小任務(wù)完成后將結(jié)果推送到事件流中，這樣其他任務(wù)就可以異步地獲取結(jié)果。

下面是一個(gè)使用Stream實(shí)現(xiàn)異步并發(fā)的Demo代碼，它會(huì)從兩個(gè)URL下載數(shù)據(jù)并將結(jié)果打印出來：

import 'dart:async';
import 'dart:convert';
import 'dart:io';
Future<void> main() async {
  final url1 = 'https://www.example.com';
  final url2 = 'https://www.example.net';
  final stream1 = downloadUrl(url1);
  final stream2 = downloadUrl(url2);
  await for (final result in StreamGroup.merge([stream1, stream2])) {
    print(result);
  }
}
Stream<String> downloadUrl(String url) async* {
  final httpClient = HttpClient();
  final request = await httpClient.getUrl(Uri.parse(url));
  final response = await request.close();
  await for (final chunk in response.transform(utf8.decoder)) {
    yield chunk;
  }
  httpClient.close();
}

在上面的代碼中，downloadUrl方法返回一個(gè)Stream對(duì)象，用于異步下載給定URL的內(nèi)容。在main函數(shù)中，我們使用StreamGroup.merge方法將兩個(gè)下載流合并為一個(gè)，并使用await for循環(huán)逐個(gè)處理下載結(jié)果。

需要注意的是，在downloadUrl方法中，我們使用yield關(guān)鍵字來逐個(gè)將下載的數(shù)據(jù)塊發(fā)送到Stream中，這樣就可以在下載過程中不斷地將數(shù)據(jù)發(fā)送出去，而不用等到所有數(shù)據(jù)都下載完成后再一次性發(fā)送。這也是Stream在處理大量異步事件時(shí)的優(yōu)勢(shì)之一。

Compute Function

Dart 中的 Compute Function 是一種可以在獨(dú)立的 Isolate 中運(yùn)行的函數(shù)，它可以接收輸入?yún)?shù)并返回結(jié)果。使用 Compute Function 可以將一個(gè)計(jì)算密集型的任務(wù)分解成多個(gè)小任務(wù)，在每個(gè)小任務(wù)中使用 Compute Function 來并行地計(jì)算結(jié)果，最終將結(jié)果合并起來。

下面是一個(gè)使用Compute Function實(shí)現(xiàn)異步并發(fā)的Demo代碼，它會(huì)計(jì)算兩個(gè)斐波那契數(shù)列，并將結(jié)果打印出來：

import 'dart:async';
import 'package:flutter/foundation.dart';
Future<void> main() async {
  final result1 = compute(fibonacci, 40);
  final result2 = compute(fibonacci, 41);
  final results = await Future.wait([result1, result2]);
  for (final result in results) {
    print(result);
  }
}
int fibonacci(int n) {
  if (n == 0) return 0;
  if (n == 1) return 1;
  return fibonacci(n - 1) + fibonacci(n - 2);
}

在上面的代碼中，我們使用compute函數(shù)將斐波那契數(shù)列的計(jì)算任務(wù)交給后臺(tái)隔離線程執(zhí)行，然后使用Future.wait方法等待兩個(gè)任務(wù)都完成后打印結(jié)果。

需要注意的是，在使用compute函數(shù)時(shí)，傳遞給它的函數(shù)必須是頂層函數(shù)或靜態(tài)函數(shù)，因?yàn)楹笈_(tái)隔離線程無法訪問非靜態(tài)變量或?qū)嵗兞俊?/p>

總的來說，Dart 提供了多種機(jī)制來實(shí)現(xiàn)多任務(wù)并行，包括 Isolate、async/await、Stream 和 Compute Function。這些機(jī)制可以根據(jù)具體的任務(wù)需求選擇使用，從而實(shí)現(xiàn)高效的并發(fā)和并行。

以上就是一文詳解Dart如何實(shí)現(xiàn)多任務(wù)并行的詳細(xì)內(nèi)容，更多關(guān)于Dart 多任務(wù)并行的資料請(qǐng)關(guān)注腳本之家其它相關(guān)文章！

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