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Dart Isolate

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我们知道一般常用并发机制主要包括进程、线程以及后面的协程，在Dart 语言中并发机制由Isolate实现，Isolate你可以简单的理解是一种特殊的线程。

Isolate的特点：

  • Isolate之间不共享内存。
  • Isolate之间只能通过消息通讯。

不共享内存，意味着你不能像线程那样通过变量共享状态，每个Isolate都有自己独立的内存，这样设计的好处就是你不用加锁，也能安全的操作自己的数据。

1.为什么需要多个Isolate实现并发处理

默认情况Dart启动一个Isolate，main函数就是他的入口，这就是为什么说Dart是单线程，默认只是启动一个Isolate, 相当于程序是单线程执行的。

我们通过异步机制，可以同时处理多个接口请求之类的异步任务，不是也有类似并发的效果吗？那么为什么还需要Isolate并发机制。

首先，一个Isolate不能利用多个CPU, 再则异步机制只是适合用于处理各种网络IO，这些网络IO不怎么消耗CPU资源，只是需要大量的等待请求响应的时间，因此我们可以利用等待的空闲时间去处理其他任务，这就是异步机制可以提高性能的原因。但是如果你有一个计算量非常大的任务，例如，你有大量的数据要处理，需要对视频进行格式化处理 ，这个时候这些CPU密集型计算会阻塞你的线程，其他任务都执行不了了。

针对比较消耗CPU的任务，最好创建一个新的 Isolate 去处理，避免阻塞主 Isolate （也就是主线程），这样可以利用设备的多核特性。

2. Isolate 基本用法

通过例子了解Isolate基本用法。

// 导入isolate包
import 'dart:isolate';

void main() {
        // 通过Isolate.spawn静态函数，创建一个新的Isolate
        // spawn是一个泛型函数，接受一个泛型参数，表示Isolate入口函数接受的参数类型
       // 这里spawn的泛型参数是String，subTask是入口函数
       // 第二个参数跟泛型参数类型一致，表示传递给入口函数的参数，这里传入的是字符串。
	Isolate.spawn<String>(subTask, "Task1 parameter");
        
        // main函数结束标记 
	print("main func end.");
}

// Isolate入口函数定义，接受一个String参数
// 入口函数的参数类型由上面的spawn的泛型参数决定。
void subTask(String msg) {
	print("subTask recv: $msg");
}

输出结果:

main func end.
subTask recv: Task1 parameter

通过输出，我们发现先打印了 main func end. 然后，执行新建Isolate的入口函数。 如果我们想让代码执行顺序，跟我们书写顺序一致的话，可以使用await关键词等待Isolate执行结束

例子改写为：

// 导入isolate包
import 'dart:isolate';

// 使用async关键词将main函数标记为一个异步函数，这样才能使用await关键词
void main() async {
        // 使用await关键词等待任务执行完成
	await Isolate.spawn<String>(subTask, "Task1 parameter");
        
        // main函数结束标记 
	print("main func end.");
}

// Isolate入口函数定义，接受一个String参数
void subTask(String msg) {
	print("subTask recv: $msg");
}

输出：

subTask recv: Task1 parameter
main func end.

这个时候输出顺序跟我们代码书写顺序一致了。

3.Isolate 消息通讯

多个Isolate 之间只能通过消息通讯，例如，我们如何获取一个Isolate的计算结果。

主要通过ReceivePort和SendPort两个类处理消息通讯。

ReceivePort 负责接收 SendPort 发送的消息， SendPort 和 ReceivePort 是捆绑关系， SendPort 是由 ReceivePort 创建的。

例子:

// 导入isolate包
import 'dart:isolate';

void main() async {
    // 创建一个ReceivePort用于接收消息
    var recv = ReceivePort();

    // 创建一个Isolate，泛型参数为SendPort，入口函数为subTask
    // subTask入口函数的参数为SendPort类型，因此spawn第二个参数，传入recv的sendPort对象。
	Isolate.spawn<SendPort>(subTask, recv.sendPort);
        
    // 使用await等待recv的第一条消息
    var result = await recv.first;

    print("recv: $result");
}

// Isolate入口函数定义，接收一个SendPort对象作为参数
void subTask(SendPort port) {
    // 使用SendPort发送一条字符串消息
	port.send("subTask Result.");
}

输出：

recv: subTask Result.
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