谈谈flutter的线程

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刚接触flutter的同学肯定会对fluter所谓的单线程架构很蒙逼，因为这与我们学开发时，各种语言里的多线程的介绍有点出入，而且手机的CPU现在基本都是多核的，操作系统不可能同一时间只在处理一件事件的，
那么flutter究竟是怎样实现 其所谓的单线程架构的呢？ 在深入了解flutter的线程架构前，我们先来看看flutter使用的Dart语言的线程模型Isolate

1 Isolate

Isolate是Dart中一种轻量级的执行单元，类似于其他语言的线程，但又比线程更轻量级。其在底层实际还是依赖于操作系统提供的OSThread,与普通的线程的区别在于，Isolate拥有独立的内存，而普通的线程则需要与其他线程共享内存。因此每个Isolate相互独立，有自己单独内存空间（这个更接近于进程），不能在Isolate
之间共享内存。如果两个Isolate之间需要通信，可以通过端口port的方式进行数据的通信。
一个简单的Isolate之间通信的代码为：

   // 注册监听
   var port = ReceivePort();
    IsolateNameServer.registerPortWithName(
        port.sendPort, "listen_name_demo");
      port.listen((message) {
      	// 这里去处理接收到的信息
      	}

   	// 发送消息
   	// 名字需要与前面注册的一样
   	  final SendPort? sendPort =
        IsolateNameServer.lookupPortByName("listen_name_demo");
    if (sendPort != null) {
    	// 里面的消息的结构，与注册那边保持一致就可（可理解为约定的协议格式）
      sendPort.send([id, status.value, progress]);
      return;
    }

Isolate 之间通过消息传递进行通信的，但 Isolate 内部是怎样对消息进行分发处理的呢？

1.1 内部消息处理

Isolate 内部是通过事件循环和消息队列来实现内部的消息的分发处理的，每个Isolate都会包含两个消息队列和一个事件循环

  • Microtask queue: 微任务事件队列，微事件队列的优先级比普通事件队列高
  • Event queue: 普通事件队列
  • Event Loop: 事件循环，不断在从队列中获取事件进行分发处理，类似于Android原生的Looper

1.2 异步处理

前面我们了解到Isolate是有消息队列的，但怎样给队列添加异步事件呢？答案是Future
一个简单的添加事件的代码为：

Future.delayed(const Duration(seconds: 3), () {
   // 延迟3s后执行的异步操作             
 });


 Future.microtask(() {
    // 提交一个异步的微任务
  });

而通过关键字Future，async 和 await的结合使用，我们可以把对应的方法变成一个异步的（也等于向普通事件队列里添加一个事件）

// async 说明这是一个异步的方法
Future<T> demoMethod() async {
	// 具体的方法名
}

// 在使用的地方可以使用await 等待这个异步方法执行完（不加await说明不用等这个异步方法执行完）
 await demoMehtod();

2 线程模型

Flutter所谓的单线程架构是指如果我们不额外创建Isolate的话，它的逻辑都是跑在一个叫做Root的Isolate上，那么这个Isolate是哪里创建呢？
答案就是Embedder（不知道Embedder的同学，可以网上找一张Flutter的架构图看看）。Embedder是Flutter的适配层，用于适配不同的操作系统，负责原生平台插件，
线程管理等功能。Embedder 提供了四个Task Runner

  • Platform Task Runner：与平台的主线程相对应，用于处理与平台的交互;
  • UI Task Runner：用于执行 Dart 代码，处理 UI 渲染和帧更新(Root Isolate就是运行在这里)。
  • GPU Task Runner：用于执行 GPU 绘制任务。
  • IO Task Runner：用于执行输入/输出任务，如文件读写、网络操作等;

2.1 Platform Task Runner

该Runner运行所有在线程为原生的主线程（也就是我们经常说的UI线程），主要用于：

  • 与Flutter Engine层进行交互
  • 处理平台（Android,iOS,Web等）的消息

尽管是运行在原生的主线程，但在这个Runner里做耗时的操作并不会导致整个应用的卡顿,不过一般也不建议在这里做比较耗时的操作；

2.2 UI Task Runner

该Runner运行所有在线程为原生的子线程，主要用于：

  • 执行Dart代码，也就是执行Root Isolate的逻辑
  • 执行渲染与处理Vsync信号，将Widget转换生成Layer Tree
  • 处理原生的Plugin消息
  • 定时器，microtasks任务；

2.3 GPU Task Runner

该Runner运行所有在线程为原生的子线程，主要用于：

  • 执行GPU相关的指令;
  • 将UI Task生成的Layer Tree 转化为GPU可执行的指令；

同样的，虽然是运行在原生的子线程里，但阻塞该线程会引起应用的卡顿，

2.4 IO Task Runner

该Runner运行所有在线程为原生的子线程，主要用于：资源文件相关的处理，如处理图片数据；

3 总结

综上所述，Flutter是通过以下几个部分来实现其线程的管理的：

  • Isolate及其事件循环和消息队列
  • 异步处理的语法糖，如async/await 和 Future/Stream
  • Embedder提供了四个Task Runner

4参考

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posted @ 2024-09-13 19:46  woodWu  阅读(16)  评论(0)  编辑  收藏  举报