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深入了解Flutter的isolate(4) --- 使用Compute写isolates

0x00 前言

前面讲了如何创建isolate,这篇文章讲创建isolate的另一种方法。

0x01 使用isolates的方法

使用isolates的方法种:

  1. 高级API:Compute函数 (用起来方便)
  2. 低级API:ReceivePort

0x02 Compute函数

Compute函数对isolate的创建和底层的消息传递进行了封装,使得我们不必关系底层的实现,只需要关注功能实现。

首先我们需要:

  1. 一个函数:必须是顶级函数或静态函数
  2. 一个参数:这个参数是上面的函数定义入参(函数没有参数的话就没有)

比如,还是计算斐波那契数列:

void main() async{
  //调用compute函数,compute函数的参数就是想要在isolate里运行的函数,和这个函数需要的参数
  print( await compute(syncFibonacci, 20));
  runApp(MyApp());
}

int syncFibonacci(int n){
  return n < 2 ? n : syncFibonacci(n-2) + syncFibonacci(n-1);
}
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运行后的结果如下:

flutter: 6765
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是不是很简单,接下来看下compute函数的源码,这里的代码有点复杂,会把分析的添加到代码的注释里,首先介绍一个compute函数里用到的函数别名:

ComputeCallback<Q, R>定义如下:

// Q R是泛型,ComputeCallback是一个有参数Q,返回值为R的函数
typedef ComputeCallback<Q, R> = R Function(Q message);
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正式看源码:

//compute函数 必选参数两个,已经讲过了
Future<R> compute<Q, R>(ComputeCallback<Q, R> callback, Q message, { String debugLabel }) async {
  //如果是在profile模式下,debugLabel为空的话,就取callback.toString()
  profile(() { debugLabel ??= callback.toString(); });
  final Flow flow = Flow.begin();
  Timeline.startSync('$debugLabel: start', flow: flow);
  final ReceivePort resultPort = ReceivePort();
  Timeline.finishSync();
  //创建isolate,这个和前面讲的创建isolate的方法一致
  //还有一个,这里传过去的参数是用_IsolateConfiguration封装的类
  final Isolate isolate = await Isolate.spawn<_IsolateConfiguration<Q, R>>(
    _spawn,
    _IsolateConfiguration<Q, R>(
      callback,
      message,
      resultPort.sendPort,
      debugLabel,
      flow.id,
    ),
    errorsAreFatal: true,
    onExit: resultPort.sendPort,
  );
  final R result = await resultPort.first;
  Timeline.startSync('$debugLabel: end', flow: Flow.end(flow.id));
  resultPort.close();
  isolate.kill();
  Timeline.finishSync();
  return result;
}

@immutable
class _IsolateConfiguration<Q, R> {
  const _IsolateConfiguration(
    this.callback,
    this.message,
    this.resultPort,
    this.debugLabel,
    this.flowId,
  );
  final ComputeCallback<Q, R> callback;
  final Q message;
  final SendPort resultPort;
  final String debugLabel;
  final int flowId;

  R apply() => callback(message);
}

void _spawn<Q, R>(_IsolateConfiguration<Q, R> configuration) {
  R result;
  Timeline.timeSync(
    '${configuration.debugLabel}',
    () {
      result = configuration.apply();
    },
    flow: Flow.step(configuration.flowId),
  );
  Timeline.timeSync(
    '${configuration.debugLabel}: returning result',
    () { configuration.resultPort.send(result); },
    flow: Flow.step(configuration.flowId),
  );
}

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0x03 ReceivePort

import 'dart:async';
import 'dart:io';
import 'dart:isolate';

import 'package:flutter/foundation.dart';
import 'package:flutter/material.dart';

//一个普普通通的Flutter应用的入口
//main函数这里有async关键字,是因为创建的isolate是异步的
void main() async{
  runApp(MyApp());
  
  //asyncFibonacci函数里会创建一个isolate,并返回运行结果
  print(await asyncFibonacci(20));
}

//这里以计算斐波那契数列为例,返回的值是Future,因为是异步的
Future<dynamic> asyncFibonacci(int n) async{
  //首先创建一个ReceivePort,为什么要创建这个?
  //因为创建isolate所需的参数,必须要有SendPort,SendPort需要ReceivePort来创建
  final response = new ReceivePort();
  //开始创建isolate,Isolate.spawn函数是isolate.dart里的代码,_isolate是我们自己实现的函数
  //_isolate是创建isolate必须要的参数。
  await Isolate.spawn(_isolate,response.sendPort);
  //获取sendPort来发送数据
  final sendPort = await response.first as SendPort;
  //接收消息的ReceivePort
  final answer = new ReceivePort();
  //发送数据
  sendPort.send([n,answer.sendPort]);
  //获得数据并返回
  return answer.first;
}

//创建isolate必须要的参数
void _isolate(SendPort initialReplyTo){
  final port = new ReceivePort();
  //绑定
  initialReplyTo.send(port.sendPort);
  //监听
  port.listen((message){
    //获取数据并解析
    final data = message[0] as int;
    final send = message[1] as SendPort;
    //返回结果
    send.send(syncFibonacci(data));
  });
}

int syncFibonacci(int n){
  return n < 2 ? n : syncFibonacci(n-2) + syncFibonacci(n-1);
}
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