一文詳解Dart如何實現多任務並行

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Isolate(隔離區域)

Dart 是一種支持多任務並行的編程語言，它提供瞭多種機制來實現並發和並行。下面是 Dart 實現多任務並行的幾種方式：

Dart 中的 Isolate 是一種輕量級的並發機制，類似於線程。每個隔離區域都是獨立的內存空間，每個隔離區域都有自己的內存空間和執行線程，因此不同的隔離區域之間可以獨立地執行代碼，每個隔離區都在自己的核心上運行，不會阻塞其他 Isolate。從而實現並發。但是有一點需要註意它們之間不能直接共享數據，必須通過消息傳遞來實現。

下面是一個簡單的示例代碼，展示瞭如何使用Isolate在Dart中實現並發執行：

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

在上面的示例中，我們首先使用Isolate.spawn函數創建兩個隔離區域，每個隔離區域都會執行runIsolate函數，並傳入不同的參數（1和2）。runIsolate函數是隔離區域中實際執行的代碼，它隻是簡單地打印一條信息。

在創建完隔離區域之後，我們使用Future.wait函數等待隔離區域執行完畢。這裡的exitCode屬性返回隔離區域的退出代碼，如果代碼成功執行，它將返回0。

當我們運行上面的代碼時，我們會看到如下輸出：

Isolate 1 is running
Isolate 2 is running

可以看到，兩個隔離區域幾乎同時啟動並執行，實現瞭並發執行的效果。這隻是Isolate的簡單示例，您可以使用它來執行更復雜的並發任務，例如使用多個Isolate同時下載多個文件，或在不同的隔離區域中執行計算密集型任務，以提高性能等。

async/await

在Dart中，async/await使用的是Future對象來實現異步操作。當我們在一個函數或方法前面加上async關鍵字時，這個函數就變成瞭一個異步函數。在異步函數中使用await關鍵字可以等待其他異步操作的結果，而不會阻塞當前函數的執行。

下面是一個使用async/await實現異步並發的Demo代碼，它會同時下載兩個URL的內容，並在兩個下載操作都完成後將結果打印出來：

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方法是一個異步函數，它使用HttpClient類下載給定URL的內容。在main函數中，我們使用Future.wait方法來等待兩個下載操作都完成，然後打印結果。由於result1和result2是同時進行的，因此整個過程是並發的。

Stream

Dart 中的 Stream 是一種基於事件的異步編程模型，它可以處理連續的異步事件流。使用 Stream 可以將一個長時間運行的任務分解成多個小任務，並且可以在每個小任務完成後將結果推送到事件流中，這樣其他任務就可以異步地獲取結果。

下面是一個使用Stream實現異步並發的Demo代碼，它會從兩個URL下載數據並將結果打印出來：

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Stream對象，用於異步下載給定URL的內容。在main函數中，我們使用StreamGroup.merge方法將兩個下載流合並為一個，並使用await for循環逐個處理下載結果。

需要註意的是，在downloadUrl方法中，我們使用yield關鍵字來逐個將下載的數據塊發送到Stream中，這樣就可以在下載過程中不斷地將數據發送出去，而不用等到所有數據都下載完成後再一次性發送。這也是Stream在處理大量異步事件時的優勢之一。

Compute Function

Dart 中的 Compute Function 是一種可以在獨立的 Isolate 中運行的函數，它可以接收輸入參數並返回結果。使用 Compute Function 可以將一個計算密集型的任務分解成多個小任務，在每個小任務中使用 Compute Function 來並行地計算結果，最終將結果合並起來。

下面是一個使用Compute Function實現異步並發的Demo代碼，它會計算兩個斐波那契數列，並將結果打印出來：

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函數將斐波那契數列的計算任務交給後臺隔離線程執行，然後使用Future.wait方法等待兩個任務都完成後打印結果。

需要註意的是，在使用compute函數時，傳遞給它的函數必須是頂層函數或靜態函數，因為後臺隔離線程無法訪問非靜態變量或實例變量。

總的來說，Dart 提供瞭多種機制來實現多任務並行，包括 Isolate、async/await、Stream 和 Compute Function。這些機制可以根據具體的任務需求選擇使用，從而實現高效的並發和並行。

以上就是一文詳解Dart如何實現多任務並行的詳細內容，更多關於Dart 多任務並行的資料請關註WalkonNet其它相關文章！

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