《深入浅出Dart》Dart的Isolate

linwu

发布于 2023-07-27 16:13:45

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Dart的Isolate

Isolate 是 Dart 中进行并发编程的一种方式。由于 Dart 是单线程模型，因此在需要处理 CPU 密集型任务或需要执行长时间运行的操作时，可以使用 Isolate。以下列出了一些常见的 Isolate 应用场景：

创建 Isolate

在 Dart 中，所有的代码都运行在一个单线程中，这个线程被称为主 Isolate。如果你需要执行耗时的计算，你可以创建一个新的 Isolate，然后在这个新的 Isolate 中执行你的计算。

import 'dart:isolate';

void printMessage(var message) {
  print('Message: $message');
}

void main() async {
  var receivePort = ReceivePort();
  await Isolate.spawn(printMessage, 'Hello!', onExit: receivePort.sendPort);
  await for (var message in receivePort) {
    print('Received: $message');
  }
}

在这个示例中，我们使用 Isolate.spawn 创建了一个新的 Isolate。我们传递了一个函数 printMessage 和一个消息 'Hello!' 给这个新的 Isolate。当这个新的 Isolate 完成后，它将使用 onExit 参数指定的 SendPort 发送一个消息。

需要注意的是，不同的 Isolate 之间不能共享内存，它们只能通过消息传递来进行通信。因此，你不能在一个 Isolate 中访问另一个 Isolate 的变量。

消息传递

在 Dart 中，Isolate 之间的消息传递是通过 SendPort 和 ReceivePort 来实现的。

SendPort和ReceivePort

SendPort 和 ReceivePort 是 Dart 中进行进程间通信的工具。你可以将 SendPort 看作是一个邮箱的地址，ReceivePort 看作是一个邮箱。你可以通过 SendPort 发送消息，然后在对应的 ReceivePort 中接收消息。

当你创建一个 ReceivePort 时，它将自动生成一个与之关联的 SendPort：

var receivePort = ReceivePort();
var sendPort = receivePort.sendPort;

你可以使用 sendPort.send 方法发送消息，然后在 receivePort 中监听消息：

sendPort.send('Hello!');

receivePort.listen((message) {
  print('Received: $message');
});

在Isolate 之间传递消息

当你创建一个新的 Isolate 时，你可以将一个 SendPort 传递给这个新的 Isolate。然后你就可以通过这个 SendPort 向新的 Isolate 发送消息，或者从新的 Isolate 接收消息。

void printMessage(var message) {
  var sendPort = message[0] as SendPort;
  var message = message[1] as String;
  
  print('Message: $message');

  sendPort.send('Hello from new Isolate!');
}

void main() async {
  var receivePort = ReceivePort();
  await Isolate.spawn(printMessage, [receivePort.sendPort, 'Hello!']);

  receivePort.listen((message) {
    print('Received: $message');
  });
}

在这个示例中，我们向新的 Isolate 发送了一个列表。这个列表的第一个元素是一个 SendPort，第二个元素是一个字符串。在新的 Isolate 中，我们首先通过 SendPort 发送了一个消息，然后打印了接收到的字符串。在主 Isolate 中，我们监听了 ReceivePort，然后打印了接收到的消息。

需要注意的是，你只能通过 SendPort 发送一些简单的数据，例如数字、字符串、列表、映射等。你不能发送一个函数或者一个对象的实例。

应用场景

数据处理

对于大量的数据处理或复杂的计算任务，例如图像处理、大文件的读写、大数据集合的排序和筛选等，你可以使用 Isolate 进行处理，防止这些操作阻塞 UI 线程，造成应用程序的卡顿或无响应。

import 'dart:isolate';

void longRunningTask(SendPort port) {
  // 做一些耗时的操作，例如处理大量数据
  for (int i = 0; i < 1000000000; i++) {}
  port.send("Task done");
}

void main() {
  var receivePort = ReceivePort();
  Isolate.spawn(longRunningTask, receivePort.sendPort);
  receivePort.listen((message) {
    print(message);
  });
}

网络请求

尽管 Dart 的 I/O 操作是非阻塞的，但是在进行网络请求并接收数据时，如果数据量较大或需要复杂的处理（如 JSON 或 XML 的解析），这可能会消耗大量的 CPU 时间，从而阻塞 UI 线程。在这种情况下，你可以使用 Isolate。

void fetchData(SendPort sendPort) async {
  HttpClient httpClient = HttpClient();
  HttpClientRequest request = await httpClient.getUrl(Uri.parse("http://example.com"));
  HttpClientResponse response = await request.close();
  sendPort.send(await consolidateHttpClientResponseBytes(response));
}

void main() async {
  ReceivePort receivePort = ReceivePort();
  await Isolate.spawn(fetchData, receivePort.sendPort);
  List<int> data = await receivePort.first;
  String result = utf8.decode(data);
  print(result);
}