异步编程：futures, async, await

本代码是学习Future和async await关键字编写异步代码。使用嵌入式DartPad编辑器，您可以通过运行示例代码并完成练习来测试您的知识。
本文主要包含：

• 如何以及何时使用async await关键字。

异步代码的重要性

异步操作使您的程序可以在等待另一个操作完成的同时完成工作。以下是一些常见的异步操作：

• 通过网络获取数据。
• 写入数据库。
• 从文件读取数据
  要在Dart中执行异步操作，可以使用Future类和async 和 await关键字。

示例：错误地使用异步函数

以下示例显示了使用异步函数（fetchUserOrder()）的错误方法。稍后，您将使用async和修复示例await。在运行此示例之前，请尝试找出问题所在–您认为输出将是什么？

// This example shows how *not* to write asynchronous Dart code.

String createOrderMessage() {
  var order = fetchUserOrder();
  return 'Your order is: $order';
}

Future<String> fetchUserOrder() =>
    // Imagine that this function is more complex and slow.
    Future.delayed(
      Duration(seconds: 2),
      () => 'Large Latte',
    );

void main() {
  print(createOrderMessage());
  //Your order is: Instance of '_Future<String>'
}

这就是示例无法打印fetchUserOrder()最终产生的值的原因：

• fetchUserOrder() 是一个异步函数，在延迟后，它提供了一个描述用户顺序的字符串：'Large Latte',
• 要获取用户的订单，createOrderMessage()应调用fetchUserOrder() 并等待其完成。因为createOrderMessage()它没有等待fetchUserOrder()到结束，createOrderMessage()没有得到字符串值fetchUserOrder()，最终提供的结果。
• 相反，createOrderMessage()它代表待完成的工作：未完成的future。
• 由于createOrderMessage()无法获取描述用户订单的值，因此该示例无法在控制台上打印“ Large Latte”，而是打印“您的订单是：'_ Future的实例'”。

在接下来的部分中，我们将了解Future以及如何使用Future（使用async和await），以便能够将必要的代码编写fetchUserOrder() 为在控制台上打印所需的值（'Large Latte'）。

关键词：

• 同步操作：同步操作会阻止其他操作执行到完成。
• 同步功能：同步功能仅执行同步操作。
• 异步操作：异步操作一旦启动，就可以在完成之前执行其他操作。
• 异步函数：异步函数至少执行一个异步操作，也可以执行同步操作。

Fulure是什么？

Fulure表示异步操作的结果，并且可以具有两种状态：未完成或已完成

未完成

当您调用异步函数时，它将返回一个未完成的Fulure。Fulure正在等待函数的异步操作完成或引发错误。

已完成

如果异步操作成功，则Fulure将以一个值完成。否则，它会以错误完成。

Future值

Future是一个Future<T>所以，我们可以将任何值作为返回类型

完成错误

如果该函数执行的异步操作由于任何原因而失败，则将来会出现错误。

示例：介绍Fulure

Future<void> fetchUserOrder() {
  // Imagine that this function is fetching user info from another service or database.
  return Future.delayed(Duration(seconds: 2), () => print('Large Latte'));
}

void main() {
  fetchUserOrder();
  print('Fetching user order...');
  //Fetching user order... 
  //Large Latte
}

在以下示例中，fetchUserOrder()返回打印到控制台后完成的Fulure。因为它不返回可用的值，所以 fetchUserOrder()的类型Future<void>。在运行示例之前，请尝试预测将首先打印的内容：“'Large Latte'”或“Fetching user order...”。

示例：错误完成

运行以下示例以查看将来如何完成并出现错误。稍后，您将学习如何处理该错误。

Future<void> fetchUserOrder() {
// Imagine that this function is fetching user info but encounters a bug
  return Future.delayed(Duration(seconds: 2),
      () => throw Exception('Logout failed: user ID is invalid'));
}

void main() {
  fetchUserOrder();
  print('Fetching user order...');
  
  //Fetching user order...
  //Uncaught Error: Exception: Logout failed: user ID is invalid
}

在此示例中，fetchUserOrder()显示一个错误，指示用户ID无效。

这个错误的演示是为了理解学习如何使用async和await关键字获得结果

快速总结：

• Future<T> 实例产生类型的值T

• 如果Future未产生可用价值，则Future的类型为Future<void>。

• Future可能处于以下两种状态之一：未完成或已完成。

• 当您调用返回未来的函数时，该函数会将要完成的工作排队，并返回未完成的未来。

• 当future的操作完成时，future以一个值或一个错误完成。

关键词：

• Future：Dart Future类。
• future：Dart Future类的实例。

使用Future：async和await

在async和await关键字提供一个声明的方式来定义异步函数，并使用其结果。使用async和时请记住以下两个基本准则await：

• **要定义异步函数，要在函数主体之前添加：async **
• 该await关键字只能在async函数中使用

main()从同步功能转换为异步功能的示例。

void main() async { ··· }

如果函数具有声明的返回类型，则将类型更新为Future<T>，其中T是函数返回的值的类型。如果该函数未明确返回值，则返回类型为 Future<void>：

Future<void> main() async { ··· }

现在您有了async函数，可以使用await关键字等待将来完成：

print(await createOrderMessage());

如以下两个示例所示，asyncand await关键字生成的异步代码看起来与同步代码非常相似。异步示例中突出显示了唯一的区别，

• 同步

String createOrderMessage() {
  var order = fetchUserOrder();
  return 'Your order is: $order';
}

Future<String> fetchUserOrder() =>
    // Imagine that this function is
    // more complex and slow.
    Future.delayed(
      Duration(seconds: 2),
      () => 'Large Latte',
    );

void main() {
  print('Fetching user order...');
  print(createOrderMessage());
  // Fetching user order...
  // Your order is: Instance of _Future<String>
}

• 异步

Future<String> createOrderMessage() async {
  var order = await fetchUserOrder();
  return 'Your order is: $order';
  // Fetching user order...
  // Your order is: Large Latte
}

Future<String> fetchUserOrder() =>
    // Imagine that this function is
    // more complex and slow.
    Future.delayed(
      Duration(seconds: 2),
      () => 'Large Latte',
    );

Future<void> main() async {
  print('Fetching user order...');
  print(await createOrderMessage());
}

异步示例在三种方面有所不同：

• 的返回类型createOrderMessage()从变化String到Future<String>。
• 该async关键字的函数体之前出现 createOrderMessage()和main()。
• 该await关键字调用异步函数之前出现 fetchUserOrder()和createOrderMessage()。

关键词：

• async：您可以async在函数主体之前使用关键字将其标记为异步。
• 异步函数：async函数是带有async 关键字的函数。
• await：您可以使用await关键字来获取异步表达式的完整结果。该await关键字只有内工作的async功能。

具有async和await的执行流

一个async函数同步运行直到第一个 await关键字。这意味着在async函数体内，第一个await关键字之前的所有同步代码将立即执行。

示例：异步函数中的执行

Future<void> printOrderMessage() async {
  print('Awaiting user order...');
  var order = await fetchUserOrder();
  print('Your order is: $order');
}

Future<String> fetchUserOrder() {
  // Imagine that this function is more complex and slow.
  return Future.delayed(Duration(seconds: 4), () => 'Large Latte');
}

Future<void> main() async {
  countSeconds(4);
  await printOrderMessage();
}

// You can ignore this function - it's here to visualize delay time in this example.
void countSeconds(int s) {
  for (var i = 1; i <= s; i++) {
    Future.delayed(Duration(seconds: i), () => print(i));
  }
}