理解Future执行时序原理

在Flutter开发中，一般使用Future、Stream、async/wait使用异步操作。 Future类用于异步任务、Stream类主要用文件IO，而async/wait是关键字。

官方介绍：Dart消息循环 https://webdev.dartlang.org/articles/performance/event-loop

打开future.dart可以看到Future抽象类依赖Timer抽象类，而Timer抽象类又依赖Zone抽象类(zone.dart)。 Future是对Timer类的封装，而Timer类又是对Zone类的封装。注意这3个类的关系是依赖，而不是继承。在Flutter开发中，也可以直接使用Timer或者Zone实现异步任务。

  factory Future(FutureOr<T> computation()) {
    _Future<T> result = new _Future<T>();
    Timer.run(() {
      try {
        result._complete(computation());
      } catch (e, s) {
        _completeWithErrorCallback(result, e, s);
      }
    });
    return result;
  }

值得注意的是用户输入、Timer、点击事件运行在一个线程中( 即Main isolate)。 Dart消息队列的特点有2个队列，即event queue和microtask queue。

event queue：包括IO、鼠标事件、绘制事件、定时器、dart isolate之间的消息等等；Futter添加的异步任务都就是向event queue里添加。

microtask：可以理解为拦截器，优先级比event queue要高。即microtask里的任务必须执行完后，才能执行event queue。

为了加深对Futter的理解，先看一段代码：

void main() {
  print("this is dart entrance");

  Future future1 = new Future(() => null);
  future1.then((_) {
    print("future1 then");
  }).catchError((e) {
    print("future1 catchError");
  }).whenComplete(() {
    print("future1 whenComplete");
  });

  Future future2 = new Future((){
    print("future2 init");
  });

  future2.then((_) {
    print("future2 then");
    future1.then((_){
      print("future1 excute by future2");
    });
  }).catchError((e) {
    print("future2 catchError");
  }).whenComplete(() {
    print("future2 whenComplete");
  });

  future1.then((_) {
    print("future1 reexecute");
  });

  Future future3 = new Future((){
    print("future3 init");
  });
  print("this is dart end");

}

运行结果：

this is dart entrance
this is dart end
future1 then
future1 whenComplete
future1 reexecute
future2 init
future2 then
future2 whenComplete
future1 excute by future2
future3 init

原理解释：

1、main方法执行完成后，才能执行event queue里的定时器。所以最先打印前2句。

2、为什么“future1 reexecute”先于future2？请注意Future的构造函数，在实例化Future对象时已经向event queue里新增了一个Timer，执行then只是设置回调函数。总结一下：一个Future可以注册多个then、delay等回调； Future的执行时序是按照Future实例化的先后顺序执行的。

3、为什么"future1 execute by future2"执行在“future3 init”之前？请看then函数的注释，在futurer2的then执行时， future1已经结束了，即event loop正在处理future2。再次调用future1.then会将timer添加到microtask，这时microtask优先于event queue里的future3，所以先打印了"future1 execute by future2"。

   * When this future completes with a value,
   * the [onValue] callback will be called with that value.
   * If this future is already completed, the callback will not be called
   * immediately, but will be scheduled in a later microtask.

4、then是Future注册的回调函数，如果Future已经完成（即event loop处理它后面的event），那么会在microtask里调度执行。

catchError是then函数里抛出异常后被捕获。

whenComplete是最后执行的。

为了加深理解，Future的then/catchError/whenComplete执行时序同Java的try/catch/finally。 catchError不一定执行，但whenComplete肯定是最后执行。

在业务开发中可能碰到这个场景，多个网络接口api都返回后才能刷新UI，即等待若干个异步任务全部结束后触发某个行为，这时可以使用Future.wait函数。

   * Waits for multiple futures to complete and collects their results.
   *
   * Returns a future which will complete once all the provided futures
   * have completed, either with their results, or with an error if any
   * of the provided futures fail.

Future future3 = new Future((){
    print("future3 init");
    return "future3";
  });
  print("this is dart end");

  Future.wait([
    Future.delayed(new Duration(seconds: 1), () {
      print("do something1");
      return "hello world";
    }),
    future3,
    Future.delayed(new Duration(seconds: 1), () {
      print("do something2");
      return "hello world2222";
    })
  ]).then((results) {
    print(results);
  }).catchError((e) {
    print(e);
  });

在wait里可以执行多个Future，待全部执行完成后执行then。

do something1
do something2
[hello world, future3, hello world2222]