Flutter--线程模型

Flutter线程模型

• isolate是通过Flutter Engine层面的一个线程来实现的，Flutter Engine线程的创建和管理是由embedder负责的，下面是Flutter Engine的运行架构

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• Platform Task Runner

  • 它是Flutter Engine的主Task Runner，既可以处理与Engine的交互也可以处理来自native平台的交互，他类似与Android Main Thread， IOS的Main Thread。每一个Flutter应用启动的时候都会创建一个Engine实例，Engine创建的时候会创建一个Platform Thread供Platform Runner使用，Flutter Engine中很多模块都是废县丞安全的，即使Platform Thread被阻塞，也不会直接导致应用卡顿，但是尽量不要长时间卡住Platform Thread，避免应用被系统的WatchDog强行中止。

• UI Task Runner

  • 它用于执行Dart root isolate代码，Root isolate在引擎启动的时候绑定了不少flutter所需要的方法，从而使其具备调度/提交/渲染帧的能力，该流程如下

    • Root isolate通知Flutter Engine有帧需要渲染
    • 渲染会生成Layer Tree并交给Flutter Engine, 但是此时仅仅生成了需要哦描绘的内容
    • 创建并更新Layer Tree，这个Layer Tree会决定显示在屏幕上的内容

  • 除了渲染相关逻辑之外Root Isolate还是处理来自Native Plugins的消息，Timers，Microtasks和异步IO等操作。Root Isolate负责创建管理的Layer Tree最终决定绘制到屏幕上的内容。因此这个线程的过载会直接导致卡顿掉帧。

• GPU Task Runner

  • 它用于执行与设备GPU相关的调用，它可以将UI Task Runner 生成的Layer Tree所提供的信息转化为实际的GPU指令。GPU Runner会根据目前帧被执行的进度向UI Task Runner要求下一帧的数据，在任务繁重时，UI Task Runner会延迟任务进程，这种机制来确保GPU Task Runner 不至于出现过载现象，同时避免了UI Task Runner不必要的消耗

• IO Task Runner

  • IO Task Runner 的运行线程也对应着平台的子线程，我们发现之前三个Runner对耗时操作比较敏感，当他们出现过载的时候，都会伴随着应用的卡顿。所以IO Task Runner来负责他们处理不了的任务—IO操作。IO Runner的主要功能是做一些预先处理的读取操作，然后将准备好的数据上交给GPU Runner。仿佛IO Runner是GPU Runner的一个助手

isolate

• 在Flutter中所有dart代码都是在isolate上运行的即dart程序的并发都是运行多个isolate的结果，通常情况下，应用都是运行在main isolate中，但是isolate是有自己的内存和单线程控制的运行实体，在内存上是完全隔离的，所以多个isolate之间无法共享内存，必须通过port通信才可以，这也是他和线程之间的区别

创建单独的isolate（仍受Root isolate控制）

• 正如上面谈到的isolate和线程之间的区别，创建一个单独的isolate，可以在UI Task Runner运算量过大的时候，单独进行数据运算，所以单独的isolate显得比较重要：

import 'dart:isolate';

main() async {

  // isolate的创建必须要有通过ReceivePort创建的SendPort
  final receivePort = new ReceivePort();


  // 创建Isolate
  await Isolate.spawn(_isolate, receivePort.sendPort);


  // 发送第一个message(即sendPort)
  var sendPort = await receivePort.first;


  // 发送信息
  var message = await sendReceive(sendPort, "Send1");
  print('received $message');
  message = await sendReceive(sendPort, "Send2");
  print('received $message');
}


// 入口函数
_isolate(SendPort sendPort) async {
  // 实例化一个ReceivePort以接收消息
  var port = new ReceivePort();


  // 将传入的sendPort发送给当前Isolate, 以便当前Isolate可以给他发送消息
  sendPort.send(port.sendPort);


  // 监听port并从中获取消息
  await for (var message in port) {
    var data = message[0];
    SendPort replyTo = message[1];
    replyTo.send('reply: ' + data);
//    print('reply' + data);
//    print('reply' + replyTo.toString());
    if (message[0] == "Send2") {
      port.close();
    }
  }
}


Future sendReceive(SendPort sendPort, message) {
  ReceivePort receivePort = new ReceivePort();
  // 将信息传递给宿主Isolate
  sendPort.send([message, receivePort.sendPort]);
  // 返回当前Stream,类似一个管道
  return receivePort.first;
}

• 代码执行流程：main->创建单独的isolate->snedReceive并将当前发的receivePort的sendPort传入->sendPort将信息发送给宿主Isolate->_Isolate将信息读取并发送回main->main中将结果打印出来

• 运行结果：

received reply: Send1
received reply: Send2