以下是 Dart 中 并发编程（Concurrent Programming） 的概念性概述，涵盖 事件循环（Event Loop）、异步语言特性（async/await、Future、Stream） 以及 隔离区（Isolates） 的核心机制。此内容适用于理解 Dart 的并发模型，若需实际代码示例，请参考官方的 Asynchronous Programming 和 Isolates 页面。

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🔄 事件循环（Event Loop）

Dart 的运行时基于 单线程事件循环模型。所有代码（包括 UI 响应、I/O、定时器等）都通过一个 事件队列（event queue） 依次处理：

while (eventQueue.waitForEvent()) {
  eventQueue.processNextEvent();
}

• 事件来源：UI 重绘、用户输入、网络响应、文件读取等。
• 处理方式：先进先出（FIFO），一次只处理一个事件。
• 关键点：Dart 是单线程的，但通过 异步 API 实现“并发”效果——在等待 I/O 时让出 CPU，处理其他事件。

✅ 异步操作（如 http.get()）会立即返回一个 Future，并将回调注册到事件循环中，待结果就绪后再执行。

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⏳ 异步编程（Asynchronous Programming）

1. Future

表示一个未来会完成的异步操作（成功返回值，或失败抛出错误）。

Future<String> _readFileAsync(String filename) {
  return File(filename).readAsString().then((contents) => contents.trim());
}

2. async / await

提供声明式语法，让异步代码看起来像同步代码：

void main() async {
  final data = await _readFileAsync();
  print(jsonDecode(data));
}

Future<String> _readFileAsync() async {
  final contents = await File('file.txt').readAsString();
  return contents.trim();
}

⚠️ await 只能在标记为 async 的函数中使用。

3. Stream

用于处理随时间多次发出的值（如传感器数据、定时器、WebSocket 消息）。

Stream<int> squares = Stream.periodic(Duration(seconds: 1), (i) => i * i);

配合 await for 和 yield 实现流式处理：

Stream<int> sumStream(Stream<int> stream) async* {
  var sum = 0;
  await for (final value in stream) {
    yield sum += value;
  }
}

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🧱 隔离区（Isolates）

Dart 的真正并发机制：Isolates。

核心特性：

• 每个 isolate 有 独立内存空间（无共享状态）。
• 每个 isolate 有 自己的事件循环。
• 通信仅通过 消息传递（message passing），使用 SendPort 和 ReceivePort。
• 基于 Actor 模型，避免数据竞争、锁、死锁等问题。

主隔离区（Main Isolate）

• 所有 Dart 程序从 main() 在 main isolate 中启动。
• 即使单 isolate 程序也能流畅运行，只要合理使用 async/await 避免阻塞事件循环。

❗ 长时间同步计算（如递归斐波那契）会阻塞事件循环，导致 UI 卡顿。

后台工作器（Background Workers）

将耗时任务（如大 JSON 解析、加密、复杂计算）移至 worker isolate：

int slowFib(int n) => n <= 1 ? 1 : slowFib(n - 1) + slowFib(n - 2);

void fib40() async {
  var result = await Isolate.run(() => slowFib(40)); // 在新 isolate 中运行
  print('Fib(40) = $result');
}

使用方式

方法	适用场景
Isolate.run()	推荐：执行一次性计算，自动管理生命周期
Isolate.spawn()	长期运行的 isolate，需手动管理消息和退出
Isolate.spawnUri()	从独立 URI 启动 isolate（慢，不共享代码）

💡 Isolate.run() 是现代 Dart 中最简洁、安全的后台任务方式。

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⚠️ Isolate 的限制与注意事项

1. 不是线程

• 全局变量在不同 isolate 中是完全独立的副本。
• 修改 worker isolate 中的变量不会影响 main isolate。

2. 可发送的消息类型

可通过 SendPort.send() 发送大多数 Dart 对象，但以下类型不可发送：

• Socket, ReceivePort, DynamicLibrary
• Pointer, Finalizer, UserTag
• 标记了 @pragma('vm:isolate-unsendable') 的类实例

3. 同步阻塞通信限制

• 虽然可创建数百个 isolate，但并行执行的 isolate 数量受 VM 堆大小限制。
• 在 FFI（C 互操作）中进行同步阻塞调用可能导致死锁。
• 解决方案：在 C 代码中调用 Dart_ExitIsolate() 释放当前 isolate，操作完成后再 Dart_EnterIsolate()。

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🌐 Web 平台上的并发

• Dart Web 不支持 Isolates。
• 替代方案：Web Workers。
  • 功能类似，但需单独编译入口文件（类似 spawnUri）。
  • 消息传递通过数据拷贝（无内存转移优化），大消息性能较差。
  • 无 Isolate.spawn() 的轻量级复用机制。

✅ 所有平台（包括 Web）都支持 Future、Stream、async/await。

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📚 建议资源

• Actor Model（Isolate 的理论基础）
• Flutter: IsolateNameServer（跨 isolate 命名通信）
• 非 Flutter: package:isolate_name_server
• 官方 API 文档：
  • Isolate.spawn()
  • Isolate.exit()
  • SendPort / ReceivePort

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✅ 总结

机制	用途	是否跨核心	是否共享内存
Future / Stream / async-await	I/O 并发、非阻塞操作	❌（单线程）	✅（同 isolate）
Isolate	CPU 密集型任务、真正并行	✅（多核）	❌（消息传递）

🎯 最佳实践：

• I/O 操作 → 用 async/await
• 计算密集型任务 → 用 Isolate.run()
• 避免在 main isolate 中做长时间同步计算
• Web 开发中用 Web Workers 替代 Isolates