async await 与 Future

在异步调用中有三个关键词，async、await、Future，其中async和await需要一起使用。在Dart中可以通过async和await进行异步操作，async表示开启一个异步操作，也可以返回一个Future结果。如果没有返回值，则默认返回一个返回值为null的Future。

await的操作，不会影响方法外后续代码的执行;只会阻塞async方法的后续代码

例子1

_testAsyncKeyword() {

    print("test函数开始了：${DateTime.now()}");

    _testString().then((value) => print(value));

    print("test函数结束了：${DateTime.now()}");

  }


  Future<String> _testString() async {

    Future f = Future.delayed(Duration(milliseconds: 300), () {

      return "我是测试字符串===1";

    });

    String result = await f;

    print("我是测试字符串===2");

    return result;

  }

// flutter: test函数开始了：

// flutter: test函数结束了：

// flutter: 我是测试字符串===2

// flutter: 我是测试字符串===1

在代码示例中,执行到_testString()方法,会同步进入方法内部进行执行，当执行到await时就会停止async内部的执行，从而继续执行外面的代码。所以await的操作，不会影响后面代码的执行("test函数结束了"会先于_testString()内部打印)。
当await有返回后，会继续从await的位置继续执行(所以先打印出了 "我是测试字符串===2" ,然后返回Future的结果,并通过print打印出 "我是测试字符串===1")。

例子2

_testAsyncKeyword() async {

    print("test函数开始了：${DateTime.now()}");

    print(await _testString());

    print("test函数结束了：${DateTime.now()}");

  }


  Future<String> _testString() async {

    Future f = Future.delayed(Duration(milliseconds: 300), () {

      return "我是测试字符串===1";

    });

    String result = await f;

    print("我是测试字符串===2");

    return result;

  }


// flutter: test函数开始了：

// flutter: 我是测试字符串===2

// flutter: 我是测试字符串===1

// flutter: test函数结束了：

在代码示例中, _testAsyncKeyword() 本身内部就有一个await操作,当执行到await时就会停止_testAsyncKeyword() async内部的执行.等待_testString()有结果返回之后,继续执行.

_testString()内部也是有一个await操作,当执行到await时就会停止_testString() async内部的执行,等待300毫秒,Future有结果后,打印字符串2

_testAsyncKeyword() 继续执行 打印 字符串1 及 结束

例子3

_testAsyncKeyword() {

    print("test函数开始了：${DateTime.now()}");

    firstString().then((value) => print(value));

    secondString().then((value) => print(value));

    thirdString().then((value) => print(value));

    print("test函数结束了：${DateTime.now()}");

  }


_testKeyword2() async{

    print("test函数开始了：${DateTime.now()}");

    print(await firstString());

    print(await secondString());

    print(await thirdString());

    print("test函数结束了：${DateTime.now()}");

  }

Future<String> firstString() {

    return Future.delayed(Duration(milliseconds: 300), () {

      return "我是一个字符串";

    });

  }


  Future<String> secondString() {

    return Future.delayed(Duration(milliseconds: 200), () {

      return "我是二个字符串";

    });

  }


  Future<String> thirdString() {

    return Future.delayed(Duration(milliseconds: 100), () {

      return "我是三个字符串";

    });

  }


//_testAsyncKeyword() 的打印:

//flutter: test函数开始了：

//flutter: test函数结束了：

//flutter: 我是三个字符串

//flutter: 我是二个字符串

//flutter: 我是一个字符串


//_testKeyword2() 的打印:

//flutter: test函数开始了：

//flutter: 我是一个字符串

//flutter: 我是二个字符串

//flutter: 我是三个字符串

//flutter: test函数结束了：

通过上面三个例子 , 可以看出 await async 和 then之间的区别和联系了.

async、await的原理

async、await的操作属于**"假异步"**,这是为什么呢?
如果想要得到这个问题的答案,首先我们需要了解async、await的原理，了解协程的概念，因为async、await本质上就是协程的一种语法糖。协程，也叫作coroutine，是一种比线程更小的单元。如果从单元大小来说，基本可以理解为 进程->线程->协程。

任务调度

在弄懂协程之前，首先要明白并发和并行的概念

• 
  
• 并发: 指的是由系统来管理多个IO的切换，并交由CPU去处理。
  
• 并行: 指的是多核CPU在同一时间里执行多个任务。
  

并发的实现由非阻塞操作+事件通知来完成，事件通知也叫做“中断”。操作过程分为两种，一种是CPU对IO进行操作，在操作完成后发起中断告诉IO操作完成。另一种是IO发起中断，告诉CPU可以进行操作。

线程: 本质上也是依赖于中断来进行调度的，线程还有一种叫做“阻塞式中断”，就是在执行IO操作时将线程阻塞，等待执行完成后再继续执行,通过单线程并发可以进行大量并发操作。但线程的消耗是很大的，并不适合大量并发操作的处理,且单个线程只能使用到单个CPU。当多核CPU出现后，单个线程就无法很好的利用多核CPU的优势了，所以又引入了线程池的概念，通过线程池来管理大量线程。当需要同时执行多项任务的时候，我们就会采用多线程并发执行.

Dart单线程运行模型: 输入单吸纳成运行机制,主要是通过消息循环机制来实现任务调度和处理的.

协程coroutine

多线程并发 操作系统在线程等待IO的时候，会阻塞当前线程，切换到其它线程，这样在当前线程等待IO的过程中，其它线程可以继续执行。当系统线程较少的时候没有什么问题，但是当线程数量非常多的时候，却产生了问题。一是系统线程会占用非常多的内存空间，二是过多的线程切换会占用大量的系统时间。
协程 运行在线程之上，当一个协程执行完成后，可以选择主动让出，让另一个协程运行在当前线程之上。协程并没有增加线程数量，只是在线程的基础之上通过分时复用的方式运行多个协程，而且协程的切换在用户态完成，切换的代价比线程从用户态到内核态的代价小很多。
协程分为无线协程和有线协程.

• 
  
• 无线协程在离开当前调用位置时，会将当前变量放在 堆区，当再次回到当前位置时，还会继续从堆区中获取到变量。所以，一般在执行当前函数时就会将变量直接分配到堆区，而async、await就属于无线协程的一种。
  
• 有线协程则会将变量继续保存在 栈区，在回到指针指向的离开位置时，会继续从栈中取出调用。
  

async、await原理

之所以说async/await是假异步,是因为他在执行过程中并没有开启新的线程更没有并发执行,而是通过单线程上的任务调度(协程,没有并发执行功能)实现的:
当代码执行到async则表示进入一个协程，会同步执行async的代码块。async的代码块本质上也相当于一个函数，并且有自己的上下文环境。当执行到await时，则表示有任务需要等待，CPU则去调度执行其他IO，也就是后面的代码或其他协程代码。过一段时间CPU就会轮询一次，看某个协程是否任务已经处理完成，有返回结果可以被继续执行，如果可以被继续执行的话，则会沿着上次离开时指针指向的位置继续执行，也就是await标志的位置。

由于并没有开启新的线程，只是进行IO中断改变CPU调度，所以网络请求这样的异步操作可以使用async、await，但如果是执行大量耗时同步操作的话，应该使用isolate开辟新的线程去执行。