Flutter 异步编程：Future 与 Stream 深度解析
系列入口：
1️⃣ Future 与 Stream 深度解析
2️⃣Isolate 与 compute 性能优化
3️⃣ FutureBuilder 与 StreamBuilder 架构优化
4️⃣ 异步 + 状态管理融合（Riverpod / Bloc）
5️⃣ Flutter 响应式架构设计
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引言
在 Flutter 开发中，异步编程无处不在——从网络请求到动画控制、文件读写到 Socket 通信。
而支撑这一切的核心机制，就是 Future 与 Stream。
本文将结合项目实战，从原理到最佳实践，一次性搞懂 Flutter 的异步体系。
一、为什么 Flutter 需要异步？
Flutter 采用 单线程 UI 渲染模型。
主 Isolate 负责所有渲染与事件响应，如果执行耗时任务（如 I/O 或 JSON 解析）会造成 UI 卡顿。
异步编程的意义：让程序在“等待”的同时继续渲染界面。
void fetchData() {final data = http.get('https://api.example.com/user');print('请求已发送');
}
这时 print 会先执行，因为 Dart 的事件循环会让 Future 异步排队执行。
二、Future：一次性异步任务
Future 表示一个将来会返回结果的异步操作。它可以成功、失败或超时。
Future<String> getUserName() async {await Future.delayed(const Duration(seconds: 2));return 'FlutterDev';
}void main() async {print('开始');final name = await getUserName();print('你好，$name');
}
输出：
开始
（等待2秒）
你好，FlutterDev
三、async / await 实战与最佳实践
1. async + await 原理速记
-
async把函数变成异步函数，返回Future<T>； -
await会暂停当前函数直到该Future完成； -
await后续代码会被放入 microtask 队列，优先执行。
Future<User> fetchUser() async {final res = await http.get(Uri.parse('https://api.xxx.com/user'));return User.fromJson(json.decode(res.body));
}
2. 串行 vs 并行
// 串行（前一步结果是后一步输入）
final token = await login();
final profile = await fetchProfile(token);// 并行（互不依赖）
final result = await Future.wait([apiA(), apiB(), apiC()]);
3. 错误与超时
try {final data = await fetch();
} on TimeoutException {print('请求超时');
} catch (e, st) {print('异常: $e');
}
4. 重试与竞速
Future<T> retry<T>(Future<T> Function() run, {int max = 3}) async {var delay = const Duration(milliseconds: 300);for (int i = 0; i < max; i++) {try { return await run(); } catch (_) {}await Future.delayed(delay);delay *= 2; // 指数退避}return await run();
}// 竞速：谁先返回用谁
final fastest = await Future.any([pingA(), pingB()]);
5. UI绑定：FutureBuilder
FutureBuilder<User>(future: fetchUser(),builder: (_, snap) {if (snap.connectionState == ConnectionState.waiting) {return const CircularProgressIndicator();}if (snap.hasError) return Text('错误：${snap.error}');return Text('Hi, ${snap.data!.name}');},
);
6. 异步取消
Dart 的 Future 无法直接取消，可用软标志：
bool _canceled = false;
Future<void> runJob() async {_canceled = false;final a = await step1();if (_canceled) return;final b = await step2(a);
}
void cancelJob() => _canceled = true;
或使用 CancelableOperation（来自 package:async）。
7. 小结口诀
有依赖 → 串行；无依赖 → 并行；
操作UI前先判断mounted；
超时、重试、竞速都靠 Future 组合。
四、Stream：持续事件的流
Stream 用于处理多次异步事件，如进度更新、传感器、Socket。
final controller = StreamController<int>();controller.stream.listen((event) => print('收到：$event'),onError: (e) => print('错误：$e'),onDone: () => print('结束'),
);controller.add(1);
controller.add(2);
controller.close();
输出：
收到：1
收到：2
结束
常见应用场景
| 场景 | 示例 |
|---|---|
| 下载/上传进度 | Stream<double> |
| 蓝牙 / 串口数据 | Stream<List<int>> |
| 用户输入防抖 | debounce |
| Socket 长连接 | Stream<String> |
五、Future vs Stream 对比
| 特性 | Future | Stream |
|---|---|---|
| 结果数量 | 一次 | 多次 |
| 典型场景 | 网络请求 | 进度/Socket |
| 取消支持 | 无 | 可取消订阅 |
| UI绑定组件 | FutureBuilder | StreamBuilder |
六、Event Loop 与微任务机制
Dart 异步执行顺序：
microtask → event → render → 下一帧
示例：
print('A');
scheduleMicrotask(() => print('B'));
Future(() => print('C'));
print('D');
// 输出: A, D, B, C
七、实战案例：下载进度条
class DownloadTask {final _ctrl = StreamController<double>();Stream<double> get progress => _ctrl.stream;Future<void> start() async {for (int i = 1; i <= 10; i++) {await Future.delayed(const Duration(milliseconds: 500));_ctrl.add(i / 10);}_ctrl.close();}
}final task = DownloadTask();task.progress.listen((p) => print('进度: ${(p * 100).toInt()}%'));
task.start();
八、异步任务选型决策表
| 场景 | 推荐方案 |
|---|---|
| 一次性请求（接口 / 文件） | Future + async/await |
| 多次更新（进度 / 实时数据） | Stream |
| 并发请求 | Future.wait / Future.any |
| 可取消任务 | CancelableOperation |
| 大计算任务 | compute / Isolate |
| UI绑定 | FutureBuilder / StreamBuilder |
九、总结
Future：一次性异步操作；
Stream：多次事件流；
async/await：让异步像同步；
Event Loop：协调调度顺序；
搭配
FutureBuilder与StreamBuilder，
就能构建不卡顿、响应流畅的 Flutter 界面。