Dart多个future队列完成加入顺序关系及原子性论证
作者：李小轰_Rex
引言
Dart 是一个在单线程中运行的程序。在程序中执行一个需要长时间的执行的操作，为避免卡住UI主线程，我们会用到异步(future)，可以使程序在等待一个耗时操作完成时继续处理其他工作。
在进入正题之前，我们先了解一下 Dart 的消息循环机制：
- Dart 从两个队列执行任务：Event事件队列 和 Microtask微任务队列
- 事件循环会优先处理微任务队列，microtask清空之后才将 event事件队列中的下一个项目出队并处理
- 事件队列具有来自Dart（Future，Timer，Isolate Message等）和系统（用户输入，I/O等)
- 微任务队列目前仅包含来自Dart，当然我们也可以自己往微队列中插入任务
什么是 Future
Future 是什么？这里我们用小篇幅简单描述一下。future是一个异步的执行操作，可以在不阻塞代码的情况下实现耗时功能。
main() {
Future(() {
print('我是一个耗时操作');
}).then((value){
print('future 结束了');
});
print('main');
}
//打印结果
main
我是一个耗时操作
future 结束了
在项目中，我们使用 Future 、Async、await 相互组合实现异步编码。
Future 操作具备'原子性'吗
上面的篇幅我们说过，future 创建后会被直接加入到事件队列依次执行。那么在上一个 future 在没有标识完成前，下一个 future 可以被执行吗？
小编写了几个样例来做实验：
实验写法一：
main() {
Test1.future1().then((value) => print(value));
Test1.future2().then((value) => print(value));
}
abstract class Test1 {
static Future<String> future1() async {
return Future(() async {
print('开始 future1');
await TestTool.timeConsume(1000000000); //耗时运算
print('一千年过去了');
return 'future1 结束了';
});
}
static Future<String> future2() async {
return Future(() async {
print('开始 future2');
await TestTool.timeConsume(1000); //耗时运算
print('继续 future2');
return 'future2 结束了';
});
}
}
//打印结果
开始 future1
一千年过去了
future1 结束了
开始 future2
继续 future2
future2 结束了
实验结果：
- 从打印结果上看,future任务没有中断，执行完当前任务后才可执行队列中的下一个future
实验写法二：
main() {
Test2.future1().then((value) => print(value));
Test2.future2().then((value) => print(value));
}
abstract class Test2 {
static Future<String> future1() async {
print('开始 future1');
await TestTool.timeConsume(1000000000);//耗时运算
print('一千年过去了');
return 'future1 结束了';
}
static Future<String> future2() async {
print('开始 future2');
await TestTool.timeConsume(1000);//耗时运算
print('继续 future2');
return 'future2 结束了';
}
}
//打印结果
开始 future1
开始 future2
一千年过去了
future1 结束了
继续 future2
future2 结束了
实验结果：
- future2在future1没有结束前就已经开始了任务。
- future2会在future1任务执行完成后响应结束，整个过程仍然保持了完成顺序与加入事件队列的顺序一致性。
实验写法三：
main() {
Test3.future1().then((value) => print(value));
Test3.future2().then((value) => print(value));
}
abstract class Test3 {
static Future<String> future1() async {
print('开始 future1');
await Future(() => TestTool.timeConsume(1000000000));//耗时运算
print('一千年过去了');
return 'future1 结束了';
}
static Future<String> future2() async {
print('开始 future2');
await TestTool.timeConsume(1000);//耗时运算
print('继续 future2');
return 'future2 结束了';
}
}
//打印结果
开始 future1
开始 future2
继续 future2
future2 结束了
一千年过去了
future1 结束了
实验结果：
- 从打印结果上看，future1开始后，future2直接开始任务，且future2任务完成后直接标识完成。
- future1 和 future2 的完成顺序已经和加入事件队列的顺序无关了，只与内部耗时正相关。
附上耗时代码：
abstract class TestTool {
///耗时操作
static Future<int> timeConsume(int num) async {
final result = _timeConsume(num);
return result;
}
static int _timeConsume(int num) {
int count = 0;
while (num > 0) {
if (num % 2 == 0) {
count++;
}
num--;
}
return count;
}
}
论证结论
综合上述三种写法分析：
future方法体内部不属于可靠的'原子性操作'，不同的写法有不同的差异性。 如果想将整个方法体内部作为不可拆分的执行单位。在外层使用Future进行包裹处理，如写法一中Test1示例：
static Future<T> funcName() async {
return Future(() async {
...
具体的方法体内容
...
return result;
});
}
future在创建的同时，就会被加入到event事件队列中。事件队列是依次执行的，但每个future的完成顺序与加入的顺序不存在可靠的一致性。 如果在业务内想保持顺序的一致性，可参考上述写法，或使用 await 进行强制等待如：
main() async {
await Test2.future1().then((value) => print(value));
Test2.future2().then((value) => print(value));
}
这样写，future2 就一定会在 future1 执行完成后才进入开始状态。
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