小菜尝试过 Future 和 Stream 实现 Dart 异步处理，但仅限于基本的使用，网上有很多相关的资料，小菜仅从初识者的角度学习了解 Dart 的实现的异步处理；
Dart 是单线程的！这点很重要，是不可变更的；但单线程的 Dart 是如何实现多线程的，这是很值得研究的；
小菜了解的异步操作来处理耗时任务的方式主要是两种：一种是类似于 Java 的开启多线程，并在线程间通信；另一种是类似于 Dart 的单线程和事件循环 Event Loop；其中 Event Loop 事件循环就是把一系列的（点击事件/滑动事件/网络请求/ IO 事件等）事件存放在 Event Queue 队列中，循环执行从 Event Loop 中获取事件进行执行，直到清空队列事件；
Dart 可以通过 Future 和 Stream 实现异步操作，小菜先尽量全面的学习 Future；
Future
Future Methods
Future 的应用主要涉及三种状态，分别是未完成状态(UnCompleted / Pending)，完成成功(Completed with Data)，完成失败(Completed with Error)；
当 Future 任务执行完成之后，通常需要一个回调，这个回调会立即执行，不会添加到事件队列中，其中通过 then() 的成功回调来来监听 Future 执行完成时获取到的结果；通过 catchError() 异常回调来监听 Future 执行失败或者出现异常时的错误信息；通过 whenComplete() 最终回调来获取最终回调，不管成功还是失败；
小菜做了一个不太严谨的对比，这三种状态类似于 try-catch-finally，其中 try 对应 then() 成功回调，catch 对应 catchError() 异常回调，而 finall 对应 whenComplete() 最终回调；
Future 还有两个常用的回调，分别是 timeout 超时回调和 asStream() 转换成 Stream 流回调；Future 的使用可以通过 Future Constructors 构造方法或 async-await 方式；
Future.delayed(Duration(seconds: 3), () { print('Future.delayed(), CurrentTime = ${DateTime.now().millisecondsSinceEpoch}'); return 'Future.delayed() result! CurrentTime = ${DateTime.now().millisecondsSinceEpoch}';}).timeout(Duration(seconds: 1), onTimeout: () => 'Future.delayed() TimeOut! CurrentTime = ${DateTime.now().millisecondsSinceEpoch}') .then((val) => print(val)) .whenComplete(() => print('Future.delayed() whenComplete! CurrentTime = ${DateTime.now().millisecondsSinceEpoch}'));
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Future Constructors
1. Future(FutureOr<T> computation())
用于返回状态结果的基本构造方法；其中 computation 返回的可以是普通类型也可以是 Future；
factory Future(FutureOr<T> computation()) { _Future<T> result = new _Future<T>(); Timer.run(() { try { result._complete(computation()); } catch (e, s) { _completeWithErrorCallback(result, e, s); } }); return result;}
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分析源码可知，Future 主要是通过 Timer.run() 来执行，在回调方法中执行 computation();
Future(() => print('Future(FutureOr<T> computation()) 01'));Future(() { print('Future(FutureOr<T> computation()) 02'); return 'Future(FutureOr<T> computation()) 02 result!';}).then((val) => print(val));Future(() { print('Future(FutureOr<T> computation()) 03'); return 'Future(FutureOr<T> computation()) 03 result!';}).then((val) => print(val)).whenComplete(() => print('Future(FutureOr<T> computation()) 03 whenComplete!'));
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2. Future.value([FutureOr<T> value])
创建一个固定类型的 Future；
Future.value('Future.value() 01').then((val) => print(val));Future.value('Future.value() 02').then((val) => print(val));Future.value('Future.value() 03') .then((val) => print(val)) .whenComplete(() => print('Future.value() 03 whenComplete!'));
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3. Future.delayed(Duration duration, [FutureOr<T> computation()])
delayed 是延迟执行，任务会到设置的延迟时间之后再执行；
factory Future.delayed(Duration duration, [FutureOr<T> computation()]) { _Future<T> result = new _Future<T>(); new Timer(duration, () { if (computation == null) { result._complete(null); } else { try { result._complete(computation()); } catch (e, s) { _completeWithErrorCallback(result, e, s); } } }); return result;}
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分析源码可知，与默认的构造方法相比，Timer 只是多了一个 duration，会在 duration 之后调用 computation()；
print('CurrentTime01 = ${DateTime.now().millisecondsSinceEpoch}');Future.delayed(Duration(seconds: 3), () => print('Future.delayed() 01, CurrentTime = ${DateTime.now().millisecondsSinceEpoch}'));print('CurrentTime02 = ${DateTime.now().millisecondsSinceEpoch}');Future.delayed(Duration(seconds: 1), () => print('Future.delayed() 02, CurrentTime = ${DateTime.now().millisecondsSinceEpoch}'));print('CurrentTime03 = ${DateTime.now().millisecondsSinceEpoch}');Future.delayed(Duration(seconds: 2), () { print('Future.delayed() 03, CurrentTime = ${DateTime.now().millisecondsSinceEpoch}'); return 'Future.delayed() 03 result! CurrentTime = ${DateTime.now().millisecondsSinceEpoch}';}).then((val) => print(val)).whenComplete(() => print('Future.delayed() 03 whenComplete! CurrentTime = ${DateTime.now().millisecondsSinceEpoch}'));print('CurrentTime04 = ${DateTime.now().millisecondsSinceEpoch}');
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4. Future.sync(FutureOr<T> computation())
sync 是同步方法，任务会被立即执行；
factory Future.sync(FutureOr<T> computation()) { try { var result = computation(); if (result is Future<T>) { return result; } else { return new _Future<T>.value(result); } } catch (error, stackTrace) { var future = new _Future<T>(); AsyncError replacement = Zone.current.errorCallback(error, stackTrace); if (replacement != null) { future._asyncCompleteError( _nonNullError(replacement.error), replacement.stackTrace); } else { future._asyncCompleteError(error, stackTrace); } return future; }}
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分析源码可知，与默认的构造方法相比，sync 直接调用 computation()，并未通过 Timer() 的回调；
Future.sync(() => print('Future.sync() 01'));Future.sync(() { print('Future.sync() 02'); return 'Future.sync() 02 result!';}).then((val) => print(val));Future.sync(() { print('Future.sync() 03'); return 'Future.sync() 03 result!';}).then((val) => print(val)).whenComplete(() => print('Future.value() 03 whenComplete!'));
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5. Future.error(Object error, [StackTrace stackTrace])
error 主要创建一个异常状态的 Future；
Future.error(ArgumentError.notNull('Input'));Future.error('Future error01') .then((val) => print('Future.error01 result = $val')) .catchError((val) => print(val));Future.error('Future error02') .then((val) => print('Future.error02 result = $val')) .catchError((val) => print(val)) .whenComplete(() => print('Future.error03 whenComplete!'));
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6. Future.microtask(FutureOr<T> computation())
microtask 比较特殊，会创建一个微队列事件的 Future，Dart 的异步任务队列主要包括 Event Queue 普通事件队列和 Microtask Queue 微事件队列，其中 Microtask Queue 的执行优先级更高，Future 默认是 Event Queue 普通队列事件，小菜会在后面的博客中进一步研究；
Future.microtask(() => print('Future.microtask() 01'));Future.microtask(() { print('Future.microtask() 02'); return 'Future.microtask() 02 result!';}).then((val) => print(val)).whenComplete(() => print('Future.microtask() 02 whenComplete!'));Future.microtask(() => print('Future.microtask() 03'));
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Future Static Methods
1. any<T>(Iterable<Future<T>> futures)
静态方法 any() 是 Futures 数组中完成第一个 Future 的回调监听，包括成功回调 then() 和异常回调 catchError()，其中第一个 Future 完成之后，并不影响其他的 Future 执行；
Future.any([ Future.delayed(Duration(seconds: 4)).then((val) => 4), Future.delayed(Duration(seconds: 2)).then((val) => '2'), Future.delayed(Duration(seconds: 3)).then((val) => null),]).then((val) => print(val));
Future.any([ Future.error(ArgumentError.notNull('Input')), Future.error('Future error01').then((val) => print('Future.error01 result = $val')).catchError((val) => print(val)), Future.error('Future error02').then((val) => print('Future.error02 result = $val')).catchError((val) => print(val)) .whenComplete(() => print('Future.error03 whenComplete!'))]).then((val) => print('Future.any() --> then()')) .catchError((val) => print('Future.any() --> catchError() --> $val')) .whenComplete(() => print('Future.any() whenComplete!'));
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2. doWhile(FutureOr<bool> action())
静态方法 doWhile() 可以用来执行循环任务，只有当返回内容是 false 或异常时停止；
var i = 0;Future.doWhile(() { ++i; return Future.delayed(Duration(seconds: 2), () { print('Future.doWhile() $i, CurrentTime = ${DateTime.now().millisecondsSinceEpoch}'); return i < 6; }).then((val) { print(val); return val; });}.then((val) => print('Future.doWhile -> then() -> $val')) .whenComplete(() => print('Future.doWhile -> whenComplete()'));
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3. forEach<T>(Iterable<T> elements, FutureOr action(T element))
静态方法 forEach() 用来遍历执行 elements 中各 item，不止于单一数据类型；
Future.forEach([ 1, Future(() => print('Future.forEach() 01')), Future(() { print('Future.forEach() 02'); return 'Future.forEach() 02 result!'; }).then((val) => print(val)), 'Hello Flutter!', Future(() { print('Future.forEach() 03'); return 'Future.forEach() 03 result!'; }).then((val) => print(val)) .whenComplete(() => print('Future.forEach() 03 whenComplete!'))], (val) => print(val)) .then((val) => print('Future.forEach() -> then() -> $val')) .whenComplete(() => print('Future.forEach() -> whenComplete()'));
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4. wait<T>(Iterable<Future<T>> futures, {bool eagerError: false, void cleanUp(T successValue)})
静态方法 wait() 用来等待多个 Futures 完成之后再执行，并收集结果，其中 Futures 时按延迟或其他顺序执行，只有所有的 Futures 结束之后会按 Futures 数组收集；
Future.wait([ Future.delayed(Duration(seconds: 4)).then((val) { print('Future -> 4'); return 4; }).whenComplete(() => print('Future -> 4 whenComplete!')), Future.delayed(Duration(seconds: 2)).then((val) { print('Future -> 2.toString()'); return '2'; }).whenComplete(() => print('Future -> 2.toString() whenComplete!')), Future.delayed(Duration(seconds: 3)).then((val) { print('Future -> null'); return null; }).whenComplete(() => print('Future -> null whenComplete!')),]).then((val) => print(val)) .catchError((val) => print('Future.wait() --> catchError() --> $val')) .whenComplete(() => print('Future.wait() whenComplete!'));
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a. Future.wait() 只会捕获 Futures 中第一个异常，且当前 Future 未进行捕获，即：Future 中都进行了 catchError 则不会进入 wait().catchError()；
Future.wait([ Future.delayed(Duration(seconds: 4)).then((val) { print('Future -> 4'); return 4; }).whenComplete(() => print('Future -> 4 whenComplete!')), Future.error('Future error01') .then((val) => print('Future.error01 result = $val')) .catchError((val) => print(val)), Future.error(ArgumentError.notNull('Input')), Future.error('Future error02') .then((val) => print('Future.error02 result = $val')) .catchError((val) => print(val)) .whenComplete(() => print('Future.error02 whenComplete!'))]).then((val) => print('Future.wait() --> then()')) .catchError((val) => print('Future.wait() --> catchError() --> $val')) .whenComplete(() => print('Future.wait() whenComplete!'));
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b. wait() 但异常捕获时机与 eagerError 参数相关，eagerError = true 时，Futures 中第一个返回异常时 wait() 立即捕获；eagerError = false 时，需等 Futures 全部执行结束之后才会捕获；
c. Futures 中出现异常时，cleanUp 会给每项正常执行的 Future 进行清理操作，传递给 cleanUp 的参数为每个正常执行项的返回内容；
Future.wait([ Future.delayed(Duration(seconds: 4)).then((val) { print('Future -> 4'); return 4; }).whenComplete(() => print('Future -> 4 whenComplete!')), Future.error('Future error01') .then((val) => print('Future.error01 result = $val')) .catchError((val) => print(val)), Future.error(ArgumentError.notNull('Input')), Future.delayed(Duration(seconds: 2)).then((val) { print('Future -> 2.toString()'); return '2'; }), Future.error('Future error02') .then((val) => print('Future.error02 result = $val')) .catchError((val) => print(val)) .whenComplete(() => print('Future.error02 whenComplete!')),], cleanUp: (val) => print('Future.wait() --> cleanUp --> $val')) .then((val) => print('Future.wait() --> then()')) .catchError( (val) => print('Future.wait() --> catchError() --> $val')) .whenComplete(() => print('Future.wait() whenComplete!'));
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Dart Future 案例尝试
小菜对 Dart 异步的认知还不完全，接下来会继续尝试 await-async 以及 EventLoop 执行顺序等；如有错误和遗漏请多多指导！
来源： 阿策小和尚
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