Flutter/Dart第04天：Dart异步编程（Future和async/await）

滴水恩情 · 2023-10-10 11:33:23

Dart官网代码实验室：https://dart.dev/codelabs/async-await
重要说明：本博客基于Dart官网代码实验室，但并不是简单的对官网文章进行翻译，我会根据个人研发经验，在覆盖官网文章核心内容情况下，加入自己的一些扩展问题和问题演示和总结，包括名称解释、使用场景说明、代码样例覆盖、最后完整的场景编程等。
启蒙：错误的异步编程样例

下面是一个错误的异步编程样例，大概过程：通过模拟网络API获取订单ID，然后组织订单ID文案，最终输出问题。
我们期望最终输出的是正确的订单ID文案，可结果并不符合我们的期望：订单ID并不是T2023092900001，而是Instance of 'Future'

// 1.1 创建订单消息
String createOrderMessage() {
var order = fetchOrderID();
return '订单ID: $order';
}
// 1.2 获取订单ID内容
Future<String> fetchOrderID() =>
// 假设获取订单ID是一次网络交互，处理过程需要2秒钟，因此模拟了2秒钟返回订单ID
Future.delayed(
const Duration(seconds: 2),
() => 'T2023092900001',
);
void main() {
// 1. 启蒙：错误的异步编程样例
final message = createOrderMessage();
print(message);
// 结果：订单ID: Instance of 'Future<String>'
}

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同步编程和异步编程说明：

同步编程：按照代码块顺序执行代码块，前面代码块没有执行完成之前，后面代码被阻塞。
异步编程：异步操作代码块完成初始化之后，后面代码块就可以执行了（非阻塞），异步代码块执行完成（如上面样例等待2秒钟），执行完成回调代码块（即回调）。

Future异步结果说明

异步操作的结果都是Future类的实例（https://api.dart.cn/stable/3.1.3/dart-async/Future-class.html），异步操作有2种状态：未完成和完成状态。调用异步代码块（或函数），返回值都是未完成状态的结果。

未完成状态：调用一个异步函数，返回一个Future结果，在异步操作执行结束或者执行出错之前的状态。
完成状态：异步操作执行结束正常返回结果或者执行出错，都是完成状态。正常完成的返回结果即Futrue的T（如：Future），如果无需返回结果，则为void，即异步函数的返回值为Future。如果异步函数执行出错，则返回结果是一个Error，可以进行捕获。

下面2个代码样例，分别为返回值为void和出错结果：

// 2.1 异步操作无返回值
Future<void> fetchOrderID2() {
// 模拟了2秒钟输出了订单ID
return Future.delayed(const Duration(seconds: 2), () => print('ID2:T2023092900002'));
}
// 2.2 异常操作返回错误
Future<void> fetchOrderID3() {
return Future.delayed(const Duration(seconds: 2), () => throw Exception('网络异常'));
}
void main() {
// 2. Future/async/await异步结果说明
fetchOrderID2();
print('2. fetchOrderID2-Future/async/await异步结果说明...');
// 结果：
// 2. fetchOrderID2-Future/async/await异步结果说明...
// ID2:T2023092900002
fetchOrderID3();
print('2. fetchOrderID3-Future/async/await异步结果说明...');
// 结果：
// 2. fetchOrderID3-Future/async/await异步结果说明...
// Unhandled exception:
// Exception: 网络异常
}

复制代码

async/await异步操作定义和使用

async定义一个异步操作，而await则是使用一个异步操作的结果。
在应用async和await是，有2点需要遵守的基本规则：

如果需要定义一个异步函数，则在函数体之前增加async关键字
只有在异步函数中（即函数体前有async关键字的函数），await关键字才会生效（也就是await必须配合async使用）

定义一个异步函数方法样例（即增加async关键字）：

// 1. 同步函数转异步函数：无返回结果
// 1.1 同步函数
void funcVoid() {}
// 1.2 异步返回
Future<void> funcVoid() async {}
// 2. 同步函数转异步函数：有返回结果
// 2.1 同步函数
String funcResult() {}
// 2.2 异常函数
Future<String> funcResult() async {}

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接下来，我们来重写第1张中，异步函数代码，以使结果符合我们预期：

获取订单ID函数fetchOrderID()前，增加await关键字。
创建订单消息的函数createOrderMessageV2()，增加async关键字变成异步函数，同返回结果由String变成Future异步结果。
同样的，main()函数调用了异步函数，因此也需要增加async关键字。

// 3. async/await异步操作定义和使用
Future<String> createOrderMessageV2() async {
var order = await fetchOrderID();
return '订单ID: $order';
}
void main() async {
// 3. async/await异步操作定义和使用
final messageV2 = await createOrderMessageV2();
print('3. async/await异步操作定义和使用');
print('$messageV2');
// 结果：
// 3. async/await异步操作定义和使用
// 订单ID: T2023092900001
}

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try/catch异步操作的异常处理

在第2章节中，fetchOrderID3()异步方法会抛出异常，从而中断程序处理。异步操作的异常，我们也可以和同步函数调用一样，通过try-catch的方式进行处理。
下面我们把fetchOrderID3()使用的地方进行改写，捕获异常从而不中断我们的程序：

void main() async {
// 4. try/catch异步操作的异常处理
try {
await fetchOrderID3();
print('4. try/catch异步操作的异常处理.');
} catch (e) {
print('4. try/catch异步操作的异常处理: $e');
}
// 结果：4. try/catch异步操作的异常处理: Exception: 网络异常
}

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场景编程：异步编程的大合唱

应用场景假设：对当前登录的用户打个招呼，同时用户退出登录。因为退出登录操作可被降级，因此退出登录需要捕获所有异常。

获取当前登录的用户名，因为是网络API操作，因此是异步操作。
退出登录时，需要获取当前缓存的用户名，设计到存储操作，因此也是异步操作。

// 5.1 组装用户欢迎语
String makeGreeting(String userName) {
return '欢迎你 $userName';
}
// 5.2 获取用户名，异步操作
Future<String> fetchUserName() async {
return Future.delayed(const Duration(seconds: 2), () => 'NTopic.CN');
}
// 5.3 用户登录-打声招呼
Future<String> greeting() async {
final userName = await fetchUserName();
return makeGreeting(userName);
}
// 5.4 用户退出-再见
Future<String> goodbye() async {
final userName = await fetchUserName();
return '$userName 下次再见！';
}
void main() async {
// 5. 场景编程：异步编程的大合唱
print('5. 场景编程：异步编程的大合唱...');
print(await greeting());
try {
print(await goodbye());
} catch (e) {
print('5. 场景编程：异步编程的大合唱-Goodbye异常: $e');
}
// 结果：
// 5. 场景编程：异步编程的大合唱...
// 欢迎你 NTopic.CN
// NTopic.CN 下次再见！
}

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最后-完整的实例代码

本文介绍的完整的实例代码：

// 第04天：异步编程
// 1.1 创建订单消息
String createOrderMessage() {
var order = fetchOrderID();
return '订单ID: $order';
}
// 1.2 获取订单ID内容
Future<String> fetchOrderID() =>
// 假设获取订单ID是一次网络交互，处理过程需要2秒钟，因此模拟了2秒钟返回订单ID
Future.delayed(
const Duration(seconds: 2),
() => 'T2023092900001',
);
// 2.1 异步操作无返回值
Future<void> fetchOrderID2() {
// 模拟了2秒钟输出了订单ID
return Future.delayed(const Duration(seconds: 2), () => print('ID2:T2023092900002'));
}
// 2.2 异常操作返回错误
Future<void> fetchOrderID3() {
return Future.delayed(const Duration(seconds: 2), () => throw Exception('网络异常'));
}
// 3. async/await异步操作定义和使用
Future<String> createOrderMessageV2() async {
var order = await fetchOrderID();
return '订单ID: $order';
}
// 5.1 组装用户欢迎语
String makeGreeting(String userName) {
return '欢迎你 $userName';
}
// 5.2 获取用户名，异步操作
Future<String> fetchUserName() async {
return Future.delayed(const Duration(seconds: 2), () => 'NTopic.CN');
}
// 5.3 用户登录-打声招呼
Future<String> greeting() async {
final userName = await fetchUserName();
return makeGreeting(userName);
}
// 5.4 用户退出-再见
Future<String> goodbye() async {
final userName = await fetchUserName();
return '$userName 下次再见！';
}
void main() async {
// 1. 启蒙：错误的异步编程样例
final message = createOrderMessage();
print(message);
// 2. Future/async/await异步结果说明
fetchOrderID2();
print('2. fetchOrderID2-Future/async/await异步结果说明...');
// fetchOrderID3();
print('2. fetchOrderID3-Future/async/await异步结果说明...');
// 3. async/await异步操作定义和使用
final messageV2 = await createOrderMessageV2();
print('3. async/await异步操作定义和使用');
print('$messageV2');
// 4. try/catch异步操作的异常处理
try {
await fetchOrderID3();
print('4. try/catch异步操作的异常处理.');
} catch (e) {
print('4. try/catch异步操作的异常处理: $e');
}
// 5. 场景编程：异步编程的大合唱
print('5. 场景编程：异步编程的大合唱...');
print(await greeting());
try {
print(await goodbye());
} catch (e) {
print('5. 场景编程：异步编程的大合唱-Goodbye异常: $e');
}
}

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我的本博客原地址：https://ntopic.cn/p/2023092901

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