Programación asincrónica: futuros

Contenido

• Introduccion
• ¿Cuál es el futuro?
• Asíncrono - espera
  
  • Manejo de errores
  • Ejecución secuencial
• API futura
  
  • Manejo de errores
  • Llamando a múltiples funciones devolviendo el futuro
• ¿Qué más leer?

Lo que es importante:

• El código en Dart se ejecuta en una ejecución de subproceso único ( subproceso de nota - subproceso ).
• Debido al código que toma (bloquea) el hilo durante mucho tiempo, el programa puede congelarse.
• Future objetos futures ( futures ) representan los resultados de operaciones asincrónicas: procesamiento o E / S, que se completarán más adelante.
• Para suspender la ejecución hasta su finalización en el futuro, use await en la función asincrónica (o then() cuando use la API Future ).
• Para detectar errores, use la construcción try-catch (o catchError() cuando use la API Future ) en la función asincrónica.
• Para el procesamiento simultáneo, cree un aislamiento (o trabajador para la aplicación web).

El código en Dart se ejecuta en un solo hilo de ejecución. Si el código está ocupado con cálculos largos o está esperando una operación de E / S, entonces todo el programa está en pausa.

Las operaciones asincrónicas permiten que su programa complete otras tareas mientras espera que se complete la operación. Dart usa futures para presentar los resultados de operaciones asincrónicas. También puede usar async and await o Future API para trabajar con futures .

Una nota

Todo el código se ejecuta en el contexto del aislamiento, que posee toda la memoria utilizada por el código. No se puede iniciar más de una ejecución de código en el mismo aislamiento.

Para la ejecución paralela de bloques de código, puede separarlos en aislamientos separados. (Las aplicaciones web utilizan trabajadores en lugar de aislamientos). Normalmente, cada uno de los aislamientos se ejecuta en su propio núcleo de procesador. Los aislamientos no comparten memoria, y la única forma en que pueden interactuar es enviándose mensajes entre ellos. Para profundizar en el tema, consulte la documentación para aislamientos o trabajadores .

Introduccion

Veamos un ejemplo de código que puede "congelar" la ejecución del programa:

 // Synchronous code void printDailyNewsDigest() { var newsDigest = gatherNewsReports(); // Can take a while. print(newsDigest); } main() { printDailyNewsDigest(); printWinningLotteryNumbers(); printWeatherForecast(); printBaseballScore(); } 

Nuestro programa lee las noticias del archivo del día, las muestra y luego muestra información que todavía es de interés para el usuario:

 <gathered news goes here> Winning lotto numbers: [23, 63, 87, 26, 2] Tomorrow's forecast: 70F, sunny. Baseball score: Red Sox 10, Yankees 0 

En este ejemplo, el problema es que todas las operaciones después de llamar a gatherNewsReports() esperarán hasta que gatherNewsReports() devuelva el contenido del archivo, sin importar cuánto tiempo tarde. Si leer el archivo lleva mucho tiempo, el usuario se verá obligado a esperar los resultados de la lotería, el pronóstico del tiempo y el ganador de un juego reciente.

Para mantener la capacidad de respuesta de la aplicación, los autores de Dart utilizan un modelo asincrónico para identificar funciones que realizan un trabajo potencialmente costoso. Dichas funciones devuelven su valor utilizando futures .

¿Cuál es el futuro?

future es una instancia de la clase Future <T> , que es una operación asincrónica que devuelve un resultado de tipo T. Si no se utiliza el resultado de la operación, Future<void> indica el tipo de future . Cuando se llama a una función que devuelve el future , suceden dos cosas:

1. La función se pone en cola para su ejecución y devuelve un objeto Future incompleto.
2. Más tarde, cuando se completa la operación, el future termina con un valor o error.

Para escribir código dependiente del future , tiene dos opciones:

• Usar async - await
• Use Future API

Asíncrono - espera

Las palabras clave async y en await son parte del soporte async de Dart. Le permiten escribir código asincrónico que se parece a un código síncrono y no utiliza la API Future . Una función asincrónica es una función con la palabra clave async frente a su cuerpo. La palabra clave await solo funciona en funciones asincrónicas.

Nota: en Dart 1.x, las funciones asincrónicas retrasan inmediatamente la ejecución. En Dart 2, en lugar de pausar inmediatamente, las funciones asincrónicas se ejecutan sincrónicamente hasta que la primera await o return .

El siguiente código simula la lectura de noticias de un archivo usando async - await . Abra DartPad con la aplicación , inicie y haga clic en CONSOLA para ver el resultado.

 // Copyright (c) 2013, the Dart project authors. Please see the AUTHORS file // for details. All rights reserved. Use of this source code is governed by a // BSD-style license that can be found in the LICENSE file. import 'dart:async'; Future<void> printDailyNewsDigest() async { var newsDigest = await gatherNewsReports(); print(newsDigest); } main() { printDailyNewsDigest(); printWinningLotteryNumbers(); printWeatherForecast(); printBaseballScore(); } printWinningLotteryNumbers() { print('Winning lotto numbers: [23, 63, 87, 26, 2]'); } printWeatherForecast() { print("Tomorrow's forecast: 70F, sunny."); } printBaseballScore() { print('Baseball score: Red Sox 10, Yankees 0'); } const news = '<gathered news goes here>'; const oneSecond = Duration(seconds: 1); // Imagine that this function is more complex and slow. :) Future<String> gatherNewsReports() => Future.delayed(oneSecond, () => news); // Alternatively, you can get news from a server using features // from either dart:io or dart:html. For example: // // import 'dart:html'; // // Future<String> gatherNewsReportsFromServer() => HttpRequest.getString( // 'https://www.dartlang.org/f/dailyNewsDigest.txt', // ); 

Tenga en cuenta que primero llamamos a printDailyNewsDigest() , pero las noticias se imprimen en último lugar, incluso si el archivo contiene solo una línea. Esto se debe a que el código que lee e imprime el archivo se ejecuta de forma asincrónica.

En este ejemplo, printDailyNewsDigest() hace una llamada a gatherNewsReports() , que no bloquea. Llamar al método gatherNewsReports() trabajo, pero no detiene la ejecución del resto del código. El programa muestra los números de lotería, el pronóstico y la puntuación de un juego de béisbol; El programa imprime las noticias después de que se gatherNewsReports() la recopilación de gatherNewsReports() . Si gatherNewsReports() tarda un tiempo en completar su trabajo, no pasa nada malo: el usuario puede leer otras cosas antes de que se imprima el resumen de noticias diario.

Presta atención a los tipos de devolución. El tipo de retorno de la función gatherNewsReports() es Future<String> , lo que significa que devuelve un future que termina con un valor de cadena. La función printDailyNewsDigest() , que no devuelve un valor, tiene un tipo de retorno de Future<void> .

El siguiente diagrama muestra los pasos de ejecución del código.

1. La aplicación comienza a ejecutarse.
2. La función main() se printDailyNewsDigest() función asincrónica printDailyNewsDigest() , que comienza a ejecutarse sincrónicamente.
3. printDailyNewsDigest() utiliza printDailyNewsDigest() para llamar a la función gatherNewsReports() , que comienza a ejecutarse.
4. gatherNewsReports() devuelve un future inacabado (una instancia de Future<String> ).
5. Dado que printDailyNewsDigest() es una función asincrónica y espera un valor, detiene la ejecución y devuelve el future incompleto (en este caso, Future<void> ) a la función main () llama.
6. El resto de las funciones de salida se realizan. Como son sincrónicos, cada función se realiza por completo antes de pasar a la siguiente. Por ejemplo, todos los números de lotería ganadores se mostrarán antes del pronóstico del tiempo.
7. Después de completar main() las funciones asincrónicas pueden reanudar la ejecución. Primero obtenemos el future con noticias sobre la finalización de gatherNewsReports() . Luego printDailyNewsDigest() continúa la ejecución, mostrando las noticias.
8. Al final de la ejecución de printDailyNewsDigest() , future recibido originalmente y se cierra la aplicación.

Tenga en cuenta que la función asincrónica comienza inmediatamente (sincrónicamente). La función detiene la ejecución y devuelve un future inacabado cuando ocurre la primera ocurrencia de cualquiera de los siguientes:

• La primera expresión de await (después de que la función obtiene el future incompleto de esta expresión).
• Cualquier return en una función.
• El final del cuerpo de la función.

Manejo de errores

Lo más probable es que desee "detectar" un error en la ejecución de la función que devuelve el future . En funciones asincrónicas, puede manejar errores usando try-catch :

 Future<void> printDailyNewsDigest() async { try { var newsDigest = await gatherNewsReports(); print(newsDigest); } catch (e) { // Handle error... } } 

Un try-catch con código asincrónico se comporta igual que con el código síncrono: si el código en el bloque try produce una excepción, se ejecuta el código dentro de catch .

Ejecución secuencial

Puede usar múltiples expresiones de await para asegurarse de que cada declaración se complete antes de ejecutar lo siguiente:

 // Sequential processing using async and await. main() async { await expensiveA(); await expensiveB(); doSomethingWith(await expensiveC()); } 

expensiveB() no se ejecuta hasta que se complete expensiveA() , y así sucesivamente.

API futura

Antes de agregar async y await en Dart 1.9, tenía que usar la API Future . Todavía puede ver el uso de Future API en el código antiguo y en el código que necesita más funcionalidades que async–await tiene para ofrecer.

Para escribir código asincrónico usando la API Future , use el método then() para registrar la devolución de llamada. Esta devolución de llamada funcionará cuando se complete el future .

El siguiente código simula la lectura de noticias de un archivo utilizando la API Future . Abra DartPad con la aplicación , inicie y haga clic en CONSOLA para ver el resultado.

 // Copyright (c) 2013, the Dart project authors. Please see the AUTHORS file // for details. All rights reserved. Use of this source code is governed by a // BSD-style license that can be found in the LICENSE file. import 'dart:async'; Future<void> printDailyNewsDigest() { final future = gatherNewsReports(); return future.then(print); // You don't *have* to return the future here. // But if you don't, callers can't await it. } main() { printDailyNewsDigest(); printWinningLotteryNumbers(); printWeatherForecast(); printBaseballScore(); } printWinningLotteryNumbers() { print('Winning lotto numbers: [23, 63, 87, 26, 2]'); } printWeatherForecast() { print("Tomorrow's forecast: 70F, sunny."); } printBaseballScore() { print('Baseball score: Red Sox 10, Yankees 0'); } const news = '<gathered news goes here>'; const oneSecond = Duration(seconds: 1); // Imagine that this function is more complex and slow. :) Future<String> gatherNewsReports() => Future.delayed(oneSecond, () => news); // Alternatively, you can get news from a server using features // from either dart:io or dart:html. For example: // // import 'dart:html'; // // Future<String> gatherNewsReportsFromServer() => HttpRequest.getString( // 'https://www.dartlang.org/f/dailyNewsDigest.txt', // ); 

Tenga en cuenta que primero llamamos a printDailyNewsDigest() , pero las noticias se imprimen en último lugar, incluso si el archivo contiene solo una línea. Esto se debe a que el código que lee e imprime el archivo se ejecuta de forma asincrónica.

Esta aplicación se ejecuta de la siguiente manera:

1. La aplicación comienza a ejecutarse.
2. La función principal llama a printDailyNewsDigest() , que no devuelve el resultado inmediatamente, pero primero llama a gatherNewsReports() .
3. gatherNewsReports() comienza a leer noticias y regresa en el future .
4. printDailyNewsDigest() usa then() para registrar una devolución de llamada que tomará como parámetro el valor obtenido al final del future . La llamada then() devuelve un nuevo future , que termina con el valor devuelto por la devolución de llamada de then() .
5. El resto de las funciones de salida se ejecutan. Como son sincrónicos, cada función se realiza por completo antes de pasar a la siguiente. Por ejemplo, todos los números de lotería ganadores se mostrarán antes del pronóstico del tiempo.
6. Cuando se han recibido todas las noticias, el future devuelto por la función gatherNewsReports() termina con una cadena que contiene las noticias recopiladas.
7. El código especificado en then() en printDailyNewsDigest() se ejecuta para printDailyNewsDigest() noticias.
8. La aplicación se está cerrando.

Nota: en la función printDailyNewsDigest() , el código future.then(print) equivalente a lo siguiente: future.then((newsDigest) => print(newsDigest)) .

Además, el código dentro de then() puede usar llaves:

 Future<void> printDailyNewsDigest() { final future = gatherNewsReports(); return future.then((newsDigest) { print(newsDigest); // Do something else... }); } 

Debe especificar el argumento de devolución de llamada en then() , incluso si future es del tipo Future<void> . Por convención, un argumento no utilizado se define a través de _ (guión bajo).

 final future = printDailyNewsDigest(); return future.then((_) { // Code that doesn't use the `_` parameter... print('All reports printed.'); }); 

Manejo de errores

Usando la API Future , puede detectar el error usando catchError() :

 Future<void> printDailyNewsDigest() => gatherNewsReports().then(print).catchError(handleError); 

Si las noticias no son legibles, el código anterior se ejecuta de la siguiente manera:

1. future devuelto por gatherNewsReports() falla.
2. future devuelto por then() falla, no se llama a print() .
3. La catchError() de catchError() en catchError() ( handleError() ) handleError() el error, el future devuelto por catchError() completa normalmente y el error no se propaga más.

La cadena catchError() - catchError() es un patrón común cuando se usa la API Future . Considere este par como el equivalente de un try-catch en la API Future .

Al igual que then (), catchError () devuelve un nuevo future que termina con el valor de retorno de la devolución de llamada. Para profundizar en el tema, lea Futuros y manejo de errores .

Llamar a múltiples funciones que devuelven el future

Consideremos tres funciones: expensiveA() , expensiveB() , expensiveC() , que devuelven el future . Puede llamarlos secuencialmente (una función comienza después de que se complete la anterior), o puede ejecutarlos todos al mismo tiempo y hacer algo tan pronto como regresen todos los valores. La interfaz de Future es lo suficientemente flexible como para implementar ambos casos de uso.

Una cadena de llamadas de función usando then()
Cuando las funciones que devuelven el future deben ejecutarse en orden, use la cadena desde then() :

 expensiveA() .then((aValue) => expensiveB()) .then((bValue) => expensiveC()) .then((cValue) => doSomethingWith(cValue)); 

Adjuntar devoluciones de llamada también funciona, pero es más difícil de leer. ( nota http://callbackhell.com/ )

Esperando que se completen múltiples futures usando Future.wait()
Si el orden de ejecución de las funciones no es importante, puede usar Future.wait() . Cuando especifica la lista de futures para los parámetros de la función Future.wait (), inmediatamente devuelve el future . Este future no terminará hasta que todos los futures especificados futures . Este future terminará con una lista de los resultados de todos los futures indicados.

 Future.wait([expensiveA(), expensiveB(), expensiveC()]) .then((List responses) => chooseBestResponse(responses, moreInfo)) .catchError(handleError); 

Si falla una llamada a cualquiera de las funciones, también falla el future devuelto por Future.wait() . Use catchError() para detectar este error.

¿Qué más leer?

Dart 2. Programación asincrónica: flujos de datos