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一、 本专栏图示概念标准
本专栏是对 异步编程 的系统探究，会经过各个方面去认知、考虑 异步编程 的概念。期间会用到一些图片进行表达与暗示，在一开端先对图中的元素和 根本概念 进行标准和说明。
1. 使命概念标准
使命: 完结一项需求的根本单位。分发使命: 触发使命开端的动作。使命完毕: 使命完结的标识。使命生命期: 使命从开端到完结的时刻跨度。
如下所示，方块 表明使命；当 箭头指向一个使命时，表明对该使命进行分发；任何被分发的使命都会完毕。在使命分发和完毕之间，有一条虚线进行连接，表明 使命生命期 。
2. 使命的状态
未完结: Uncompleted成功完结: Completed with Success反常完毕: Completed with Error
一个使命生命期间有三种状态，如下经过三种色彩表明。在 使命完毕 之前，该使命都是 未完结 态，经过 浅蓝色 表明；任何被分发的使命都是为了完结某项需求，任何使命都会完毕，在完毕时刻依据是否完结需求，可分为 成功完结 和 反常完毕 两种状态，如下分别用 绿色 和 红色 表明。
3. 时刻与时刻线
机体: 使命分发者或处理者。时刻: 机体运转中的某一瞬间。时刻线: 一切时刻构成的接连有向轴线。
在一个机体运转的进程中，时刻线是肯定的，经过 紫色有向线段 表明时刻的流逝的方向。时刻 是时刻线上恣意一点 ，经过 黑点 表明。
4.同步与异步
同步: 机体在时刻线上，将使命按顺序顺次分发。
同步履行使命时，前一个使命完结后，才会分发下一使命。意思是说: 恣意时刻只要一个使命在生命期中。
异步: 机体在时刻线上，在一个使命未完结时，分发另一使命。
也便是说经过异步编程，答应某时刻有两个及以上的使命在生命期中。如下所示，在 使命1 完结后，分发 使命2； 在 使命2 未完毕的状况下，能够分发 使命 3 。此时关于使命 3 来说，使命 2 便是异步履行的。
二、了解单线程中的异步使命
上面对根本概念进行了标准，看起来或许比较笼统，下面咱们经过一个小场景来了解一下。妈妈早上出门散步，临走前嘱咐：
小捷，别睡了。快起床，把碗刷一下，地扫一下。还有，没开水了，记得烧。
当时场景下只要小捷 一个机体，需求完结的使命有四个：起床、刷碗、拖地 、烧水 。
1. 使命的分配
当机体有多个使命需求分发时，需求对使命进行分配。知道使命之间的联系，是使命分配的第一步。只要理清联系，才干合理分配使命。分配进程中需求注意：
[1] 使命之间或许存在明确的先后顺序，比方起床 需求在 刷碗 之前。[2] 使命之间先后顺序也或许无所谓，比方先扫地还是先刷碗，并没有太大区别。[3] 某类使命只需求机体来分发，生命期中不需求机体处理，并且和后续的使命没有什么关联性，比方烧水使命。
像烧水这种使命，即耗时，又不需求机体在使命生命期中做什么事。假如这类使命运用同步处理，那么使命期间机体能做的事只要 等候 。关于一个机体来说，这种等候就会意味着堵塞，不能处理任何事。
结合日常生活，咱们知道当时场景之中，想要发挥机体最大的效能，最好的办法是起床之后，先分发 烧水使命，不需求等候烧水使命完结，就去履行刷碗、扫地使命。这样的使命分配便是将 烧水 作为一个异步使命来履行的。
但在假如在分配时，将烧水作为最后一个使命，那么异步履行的价值就会消失。所以对使命的合理分配，对机体的处理功率是非常重要的。
2.异步使命特点
从上面能够看出，异步使命 有很明显的特征，并不是任何使命都有必要异步履行。特别是关于单一机体来说，使命生命期间需求机体亲身参加，是无法异步处理的。比方一个人不能一边刷碗 ，一边 扫地 。所以关于单线程来说，像一些只需求 分发使命，使命的详细履行逻辑由其他机体完结的使命，适合运用 异步 处理，来避免不必要的等候。
这种使命，在应用程序中最常见的是网络 io和 磁盘 io 的使命。比方，从一个网络接口中获取数据，关于机体来说，只需求分发使命来发送恳求，就像烧水时只需求装水按下发动键相同。而服务器怎么依据恳求，查询数据库来回来呼应信息，数据怎么在网络中传输的，和分发使命的机体没有联系。磁盘的拜访也是相同，分发读写文件使命后，真实干活的是操作系统。
像这类使命经过异步处理，能够避免在分发使命后，机体因等候使命的完毕而堵塞。在等候其他机体处理的进程中，去分发其他使命，能够更好地分配时刻。比方下面所示，网络数据获取 的使命分发后，需求经过网络把恳求传输给服务器，服务器进行处理，给出呼应成果。
整个使命处理的进程，并不需求机体参加，所以分发 网络数据获取 使命后，无需等候使命完结，接着分发 构建加载中界面 的使命，来展现加载中的界面。从而给出用户交互的反应，而不是堵塞在那里等候网络使命完结，这便是一个非常典型的异步使命运用场景。
3. 异步使命完结与回调
前面的介绍中能够看出，异步使命在分发之后，并不会等候使命完结，在使命生命期中，能够持续分发其他使命。但任何使命都会完毕，很多时候咱们需求知道异步使命何时完结，以及使命的完结状况、使命回来的成果，以便该使命后续的处理。比方，在烧水完结之后，咱们需求处理 冲水 的使命。
这就要涉及到一个对异步而言非常重要的概念:
回调: 使命在生命期间向机体提供告诉的办法。
比方 烧水 使命完结后，烧水壶 “叮” 的一声告诉使命完结；或许烧水期间产生故障，宣布报警提示。这种在使命生命期间向机体发送告诉的办法称为回调 。在编程中，回调一般是经过 函数参数 来完结的，所以习惯称 回调函数 。 另外，函数能够传递数据，所以经过回调函数不仅能够知道使命完毕的契机，还能够经过回调参数将使命的内部数据露出给机体。
比方在实践开发中，分发 网络数据获取 的使命，其意图是为了经过网络接口获取数据。就像烧开水使命完结之后，需求把 开水 倒入瓶中相同。咱们也需求知道 网络数据获取 的使命完结的机遇，将获取的数据 "倒入" 界面中进行显现。
从发送异步使命，到异步使命完毕的回调触发，便是一个异步使命完整的 生命期。
三、 Dart 言语中的异步
上面只是介绍了 异步模型 中的概念，这些概念是共通的，不管什么编程言语都相同适用。就像实践中，不管运用哪国的言语表述，四则运算的概念都不会有任何区别。只是在表述进程中，表现形式会在言语的语法上有所差异。
1.编程言语中与异步模型的对应联系
每种言语的描绘，都是对概念模型的具象化完结。这儿既然是对 Flutter 中异步编程的介绍，自然要说一下 Dart 言语对异步模型的描绘。
关于 使命 概念来说，在编程中和 函数 有着千丝万缕的联系：函数体 能够完结 使命处理的详细逻辑，也能够触发 使命分发的动作 。但我并不认为两者是等价的， 使命 有着明确的 意图性 ，而 函数 是完结这种 意图 的手段。在编程活动中，函数 作为 使命 在代码中的逻辑表现，使命 应先于 函数 存在。
如下代码所示，在 main 函数中，触发 calculate 使命，核算 0 ~ count 累加值和核算耗时，并回来。其中 calculate 函数便是对该使命的代码完结：
void main(){
TaskResult result = calculate();
}
TaskResult calculate({int count = 10000000}){
int startTime = DateTime.now().millisecondsSinceEpoch;
int result = loopAdd(count);
int cost = DateTime.now().millisecondsSinceEpoch-startTime;
return TaskResult(
cost:cost,
data:result,
taskName: "calculate"
);
}
int loopAdd(int count) {
int sum = 0;
for (int i = 0; i <= count; i++) {
sum+=i;
}
return sum;
}
这儿 TaskResult 类用于记载使命完结的信息：
class TaskResult {
final int cost;
final String taskName;
final dynamic data;
TaskResult({
required this.cost,
required this.data,
required this.taskName,
});
Map<String,dynamic> toJson()=>{
"taskName":taskName,
"cost":cost,
"data": data
};
}
2.Dart 编程中的异步使命
如下在核算之后，还有两个使命：saveToFile 使命，将运算成果保存到文件中；以及 render 使命将运算成果烘托到界面上。
void main() {
TaskResult result = cacaulate();
saveToFile(result);
render(result);
}
这儿 render 使命暂时经过在控制台打印显现作为烘托，逻辑如下：
void render(TaskResult result) {
print("成果烘托: ${result.toJson()}");
}
下面是将成果写入文件的使命完结逻辑。其中 File 目标的 writeAsString 是一个异步办法，能够将内容写入到文件中。经过 then 办法设置回调，监听使命完结的机遇。
void saveToFile(TaskResult result) {
String filePath = path.join(Directory.current.path, "out.json");
File file = File(filePath);
String content = json.encode(result);
file.writeAsString(content).then((File value){
print("写入文件成功:!${value.path}");
});
}
3.当时使命分析
如下是这三个使命的履行暗示，在 saveToFile 中运用 writeAsString 办法将异步处理写入逻辑。
这样就像在烧水使命分发后，能够履行刷碗相同。saveToFile 使命分发之后，不需求等候文件写入完结，能够持续履行 render 办法。日志输出如下：烘托使命的履行并不会因写入文件使命而堵塞，这便是异步处理的价值。
四、异步模型的延伸
1. 单线程异步模型的局限性
本文首要介绍 异步模型 的概念，知道异步的作用，以及 Dart 编程言语中异步办法的根本运用。至于代码中更详细的异步运用办法，将在后期文章中结合详细介绍。另外，一般状况下，Dart 是以 单线程 运转的，所以本文中强调的是 单线程 下的异步模型。
细心考虑一下，能够看出，单线程中完结异步是有局限性的。比方说需求解析一个很大的 json ，或许进行杂乱的逻辑运算等 耗时使命，这种必须由 本机体 处理的逻辑，而不是 等候成果 的场景，是无法在单线程中异步处理的。
就像是 扫地 和 刷碗 使命，关于单一机体来说，不或许同时参加到两个使命之中。在实践开发中这两个使命可类比为 解析超大 json 和 显现解析中界面 两个使命。假如前者耗时三秒，因为单线程 中同步办法的堵塞，界面就会卡住三秒，这便是单线程异步模型的 局限性。
2. 多线程与异步的联系
上面问题的实质矛盾是：一个机体无法 同时 参加到两件使命 详细履行进程中。解决方案也非常简单，一个人搞不定，就摇人呗。多个机体参加使命分配的场景，便是 多线程 。
很多人都会评论 异步 和 多线程 的联系，其实很简单：两个机体，一个 扫地，一个 刷碗，同一时刻，存在两个及以上的使命在生命期中，一定是异步的。毫无疑问，多线程 是 异步模型 的一种完结办法。
3. Dart 中怎么解决单线程异步模型的局限性
像 C++ 、Java 这些言语有 多线程 的支撑，经过 “摇人” 能够充沛调度 CPU 中心，来处理一些核算密集型的使命，完结使命在时刻上的最合理分配。
绝大多数人或许觉得 Dart 是一个单线程的编程言语，其实不然。或许是很多人并没有在 Flutter 端做过核算密集型的使命，没有对多线程迫切的需求。究竟 移动/桌面客户端 大多是网络、数据库拜访等 io 密集型 的使命，人手一个终端，没有什么高并发的场景。不像后端那样需求保证一个终端被百万人同时拜访。
或许核算密集型的使命都有由渠道机体进行处理，将成果告诉给 Flutter 端。这导致 Dart 看起来更像是一个 使命分发者，指挥若定的人，绝大多数时候并不需求亲身参加使命的履行进程中。而这正是单线程下的异步模型所拿手的：借别人之力，监听回调信息。
其实咱们在日常开发中，运用的渠道相关的插件，其中的办法根本上都是异步的，实质上便是这个原因。渠道 是个烧水壶，烧水使命只需求分发 和 监听回调。至于水怎么烧开，是 渠道 需求关心的，这和 网络 io 、磁盘 io 是很相似的，都是 恳求 与 呼应 的形式。这种使命，由单线程的异步模型进行处理，是最有用的，究竟 “摇人” 还是要管饭的。
那假如非要在 Dart 中处理核算密集型的使命，该怎么是好呢？不必担心，Dart 的 isolate 机制能够完结这项需求。关于这点，在后面会进行胪陈。知道 异步 是什么，是本文的中心，那本文就到这儿，谢谢观看 ~
