Flutter中的异步编程

目录

前言

1. Future 和 async/await

1.Future

1.什么是Future?

2.Flutter的三种状态

1.未完成（Uncompleted） 

1.定义      

2.处理未完成的Future

2.已完成(Completed with a value)

1.概念

2.处理已完成的Future

3.使用async/await

4.Future的已完成状态的处理

3.已失败(Completed with an error)

1.概念

2.处理失败状态的Future

3.使用 async/await

4.捕获和处理错误的最佳实践

1.始终捕获错误

2.提供用户反馈

3.记录错误

3.创建Future

1.使用Future构造函数

2.使用Future.delayed

3.使用Future.value和Future.error

4.处理Future

1.使用then和catchError

2.使用async/await

3.Future的链式调用

2. Stream

1.Stream的两种类型

2.创建Stream

1.使用StreamController

2.使用异步生成器函数

3.监听Stream

4.使用StreamBuilder

5.Stream的高级用法

1.转换Stream

2.合并Stream

6.总结

3.FutureBuilder和StreamBuilder

1.FutureBuilder

2.StreamBuilder

---

前言

        在Flutter应用程序开发中，异步编程是必不可少的。异步编程使应用程序能够在不阻塞主线程的情况下执行耗时操作，如网络请求、文件读取和数据库访问。本文将介绍Flutter中常用的异步编程方法及其最佳实践。

1. Future 和 async/await

1.Future

1.什么是Future?

        在Flutter中，Future是一个用于表示异步操作结果的类。它代表一个在将来某个时刻会完成的计算，类似于其他编程语言中的Promise。Future非常适合处理那些需要一些时间才能完成的操作，例如网络请求、文件读取或其他耗时任务。

2.Flutter的三种状态

1.未完成（Uncompleted） 

1.定义      

        表示异步操作尚未完成。在未完成状态的时候，Future尚未提供结果，也没有抛出错误。

        当你调用一个异步函数时，它会返回一个未完成的 Future。该 Future 正在等待函数的异步操作完成或抛出错误。

        以下是一个创建和使用Future的示例，展示Future在未完成状态时的行为：

Future<String> fetchData() {// 创建一个延迟两秒后完成的Futurereturn Future.delayed(Duration(seconds: 2), () => 'Data fetched');
}void main() {print('Fetching data...');fetchData().then((result) {print(result);}).catchError((error) {print('Error: $error');});print('Waiting for data...');
}

        控制台输入信息如下：

Fetching data...
Waiting for data...
Data fetched

        这里可以看到，在调用fetchData之后和Future完成之前，控制台输出了”Waiting for data…”。这表示在这段时间内，Future处于未完成状态。

2.处理未完成的Future

        通常，我们使用then方法来处理Future完成时的结果，使用catchError方法来处理Future失败时的错误。

        此外，可以使用await关键字在异步函数中等待Future完成：

Future<void> fetchDataAndPrint() async {print('Fetching data...');try {String result = await fetchData();print(result);} catch (error) {print('Error: $error');}print('Data fetching completed.');
}void main() {fetchDataAndPrint();
}

        执行这个代码时，控制台的输出如下：

Fetching data...
Data fetched
Data fetching completed.

2.已完成(Completed with a value)

1.概念

        已完成状态表示异步操作成功完成，并返回了结果。

2.处理已完成的Future

        当Future进入已完成状态时，我们可以使用then方法来处理成功的结果，使用catchError方法来处理失败的错误。另外，可以使用async/await来简化异步代码。

        以下是一个创建和使用Future的示例，展示如何处理已完成状态的Future：

Future<String> fetchData() {
  // 创建一个延迟两秒后完成的Future
  return Future.delayed(Duration(seconds: 2), () => 'Data fetched');
}

void main() {
  print('Fetching data...');
  
  fetchData().then((result) {
    // 当Future完成时，处理结果
    print(result);
  }).catchError((error) {
    // 当Future失败时，处理错误
    print('Error: $error');
  });

  print('Waiting for data...');
}

        执行这段代码时，控制台的输出如下：

Fetching data...
Waiting for data...
Data fetched

        在上面的实例中：

1.fetchData函数返回一个在两秒后完成的Future，并返回字符串"Data fetched"。

2.使用then方法处理Future完成时的结果，输出"Data fetched"。

3.使用catchError方法处理Future失败时的错误（示例中未发生错误）。

3.使用async/await

        async/await语法使得处理异步操作更加直观和简洁。以下是同样功能的代码，使用async/await：

Future<void> fetchDataAndPrint() async {
  print('Fetching data...');
  
  try {
    // 使用await等待Future完成
    String result = await fetchData();
    print(result);
  } catch (error) {
    print('Error: $error');
  }

  print('Data fetching completed.');
}

void main() {
  fetchDataAndPrint();
}    

        执行这个代码时，控制台的输出如下：

Fetching data...
Data fetched
Data fetching completed.

        在这个示例中：

1.使用await关键字等待Future完成，并获取其结果。

2.try块用于捕获可能的错误，并在catch块中处理错误。

4.Future的已完成状态的处理

        在Flutter的完成状态中，有失败和成功两种情况。

1.对于成功完成的Future，使用then方法处理完成的Future,或者在async函数中是用await。

2.对于失败完成的Future,使用catchError方法处理失败完成的Future,或者在async函数中使用try/catch。

3.已失败(Completed with an error)

1.概念

        Future的失败状态表示该异步操作已经完成，但由于某种原因失败，并抛出了一个错误。

2.处理失败状态的Future

        当Future进入失败状态时，可以使用catchError方法来处理失败的错误，或者在async/await语法中使用try/catch块来捕获和处理错误。

        以下是一个创建和使用Future的示例，展示如何处理失败状态的Future：

Future<String> fetchData() {
  // 创建一个延迟两秒后失败的Future
  return Future.delayed(Duration(seconds: 2), () => throw 'Failed to fetch data');
}

void main() {
  print('Fetching data...');
  
  fetchData().then((result) {
    // 当Future成功完成时，处理结果
    print(result);
  }).catchError((error) {
    // 当Future失败时，处理错误
    print('Error: $error');
  });

  print('Waiting for data...');
}

        执行这段代码时，控制台的输出如下：

Fetching data...
Waiting for data...
Error: Failed to fetch data

        在上面这个示例中：

1. fetchData函数返回一个在两秒后失败的Future，并抛出字符串"Failed to fetch data"。

2. 使用then方法处理Future成功完成时的结果（在此示例中不会被调用）。

3. 使用catchError方法处理Future失败时的错误，输出"Error: Failed to fetch data"。

3.使用 async/await

        async/await语法使得处理异步操作的失败更加直观和简洁。以下是同样功能的代码，使用async/await：

Future<void> fetchDataAndPrint() async {
  print('Fetching data...');
  
  try {
    // 使用await等待Future完成
    String result = await fetchData();
    print(result);
  } catch (error) {
    // 捕获并处理错误
    print('Error: $error');
  }

  print('Data fetching completed.');
}

void main() {
  fetchDataAndPrint();
}

        执行这个代码时，控制台的输出如下：

Fetching data...
Error: Failed to fetch data
Data fetching completed.

        在这个示例中：

1. 使用await关键字等待Future完成，并获取其结果。

2. try块用于捕获可能的错误，并在catch块中处理错误。

4.捕获和处理错误的最佳实践

        理解和处理Future的失败状态是Flutter异步编程的重要部分。通过使用catchError和try/catch语法，可以有效地捕获和处理异步操作中的错误，从而编写更健壮和稳定的Flutter应用程序。

1.始终捕获错误

        无论使用then和catchError还是async/await，始终确保捕获并处理Future中的错误，以避免未处理的异常。

2.提供用户反馈

        在用户界面上提供适当的反馈，如显示错误消息或提示用户重试操作。

3.记录错误

        在开发和调试过程中，记录错误信息有助于查找和修复问题。

3.创建Future

        创建一个Future非常简单，可以使用Future构造函数、Future.delayed、Future.value和Future.error等方法。

1.使用Future构造函数

Future<String> fetchData() {return Future(() {return 'Data fetched';});
}void main() {fetchData().then((data) {print(data);});
}

2.使用Future.delayed

Future<String> fetchData() {return Future.delayed(Duration(seconds: 2), () {return 'Data fetched';});
}void main() {fetchData().then((data) {print(data);});
}

3.使用Future.value和Future.error

void main() {Future.value('Immediate data').then((data) {print(data);});Future.error('An error occurred').catchError((error) {print(error);});
}

4.处理Future

        处理Future通常有两种方式：使用then和catchError方法，或者使用async/await语法。

1.使用then和catchError

Future<String> fetchData() {return Future.delayed(Duration(seconds: 2), () {return 'Data fetched';});
}void main() {fetchData().then((data) {print(data);}).catchError((error) {print('Error: $error');});
}

2.使用async/await

Future<String> fetchData() async {await Future.delayed(Duration(seconds: 2));return 'Data fetched';
}void main() async {try {String data = await fetchData();print(data);} catch (error) {print('Error: $error');}
}

3.Future的链式调用

        多个Future可以通过链式调用连接在一起，从而依次处理多个异步操作。

Future<void> fetchData() {
  return Future.delayed(Duration(seconds: 2), () {
    print('Step 1: Data fetched');
  }).then((_) {
    return Future.delayed(Duration(seconds: 1), () {
      print('Step 2: Additional data fetched');
    });
  }).then((_) {
    print('Step 3: All steps completed');
  });
}

void main() {
  fetchData();
}

2. Stream

        在Flutter中，Stream用于表示一系列异步数据事件。与Future不同，Stream可以提供多个值而不是单个值。它非常适合处理诸如用户输入、实时数据更新和传感器数据等连续数据流。本文将详细介绍Flutter中`Stream`的基本概念和用法。

1.Stream的两种类型

        1.单订阅Stream（Single-subscription Stream）：只能被单个监听器（listener）监听。这种Stream适用于大多数情况。
        2.广播Stream（Broadcast Stream）：可以被多个监听器同时监听。这种Stream适用于需要多个订阅者的情况，如事件总线（Event Bus）。

2.创建Stream

        创建Stream有多种方式，常见的包括使用StreamController和异步生成器函数。

1.使用StreamController

        StreamController用于创建和管理Stream。

void main() {// 创建一个StreamControllerfinal controller = StreamController<int>();// 获取Streamfinal stream = controller.stream;// 监听Streamstream.listen((data) {print('Data: $data');}, onDone: () {print('Stream closed');});// 添加数据到Streamcontroller.add(1);controller.add(2);controller.add(3);// 关闭Streamcontroller.close();
}

        执行这个代码时，控制台的输出如下：

Data: 1
Data: 2
Data: 3
Stream closed

2.使用异步生成器函数

        可以使用async*和yield关键字创建Stream。

Stream<int> countStream(int to) async* {for (int i = 1; i <= to; i++) {await Future.delayed(Duration(seconds: 1));yield i;}
}void main() {final stream = countStream(5);stream.listen((data) {print('Data: $data');}, onDone: () {print('Stream closed');});
}

        执行这个代码时，控制台的输出如下：

Data: 1
Data: 2
Data: 3
Data: 4
Data: 5
Stream closed

3.监听Stream

        使用listen方法可以监听Stream，并处理接收到的数据和错误。

stream.listen((data) {print('Data: $data');},onError: (error) {print('Error: $error');},onDone: () {print('Stream closed');},cancelOnError: false, // 当为true时，接收到错误后将取消订阅
);

4.使用StreamBuilder

        在Flutter中，StreamBuilder小部件用于根据Stream构建UI。它会监听Stream并在每次接收到数据时重新构建UI。

Stream<int> countStream(int to) async* {
  for (int i = 1; i <= to; i++) {
    await Future.delayed(Duration(seconds: 1));
    yield i;
  }
}

class MyHomePage extends StatelessWidget {
  @override
  Widget build(BuildContext context) {
    return Scaffold(
      appBar: AppBar(
        title: Text('StreamBuilder Example'),
      ),
      body: Center(
        child: StreamBuilder<int>(
          stream: countStream(5),
          builder: (context, snapshot) {
            if (snapshot.connectionState == ConnectionState.waiting) {
              return CircularProgressIndicator();
            } else if (snapshot.hasError) {
              return Text('Error: ${snapshot.error}');
            } else if (!snapshot.hasData) {
              return Text('No Data');
            } else {
              return Text('Count: ${snapshot.data}');
            }
          },
        ),
      ),
    );
  }
}

void main() => runApp(MaterialApp(home: MyHomePage()));

        在这个示例中，StreamBuilder监听countStream，并根据Stream的状态更新UI。

5.Stream的高级用法

1.转换Stream

        使用Stream的转换方法可以方便地处理数据，例如使用map方法转换数据：

Stream<int> countStream(int to) async* {for (int i = 1; i <= to; i++) {await Future.delayed(Duration(seconds: 1));yield i;}
}void main() {final stream = countStream(5).map((data) => data * 2);stream.listen((data) {print('Transformed Data: $data');});
}

2.合并Stream

        可以使用StreamGroup来合并多个Stream：

void main() {final stream1 = Stream.fromIterable([1, 2, 3]);final stream2 = Stream.fromIterable([4, 5, 6]);final mergedStream = StreamGroup.merge([stream1, stream2]);mergedStream.listen((data) {print('Merged Data: $data');});
}

6.总结

        Stream在Flutter中是处理异步数据事件的强大工具。通过理解和使用StreamController、异步生成器函数以及StreamBuilder，可以有效地处理和显示连续的数据流。希望本文能帮助你更好地理解和使用Flutter中的Stream。

        Future 表示不会立即完成的计算。普通函数会返回结果，而异步函数则会返回 Future，后者最终会包含结果。Future 会告诉您结果何时准备就绪。

        Stream(流)是一系列异步事件。它类似于异步 Iterable — 流不会在您请求时获取下一个事件，而是在事件准备就绪时告诉您有事件发生。

3.FutureBuilder和StreamBuilder

        FutureBuilder和StreamBuilder是Flutter中用于处理异步数据的两个常用小部件。

1.FutureBuilder

        FutureBuilder用于构建依赖于Future的widget。

FutureBuilder<String>(future: fetchUserOrder(),builder: (context, snapshot) {if (snapshot.connectionState == ConnectionState.waiting) {return CircularProgressIndicator();} else if (snapshot.hasError) {return Text('Error: ${snapshot.error}');} else {return Text('Order: ${snapshot.data}');}},
);

2.StreamBuilder

        StreamBuilder用于构建依赖于Stream的widget。

StreamBuilder<int>(stream: countStream(5),builder: (context, snapshot) {if (snapshot.connectionState == ConnectionState.waiting) {return CircularProgressIndicator();} else if (snapshot.hasError) {return Text('Error: ${snapshot.error}');} else if (!snapshot.hasData) {return Text('No Data');} else {return Text('Count: ${snapshot.data}');}},
);