# Dart线程模型及异常捕获 ## Dart单线程模型 在Java和OC中，如果程序发生异常且没有被捕获，那么程序将会终止，但在Dart或JavaScript中则不会，究其原因，这和它们的运行机制有关系，Java和OC都是多线程模型的编程语言，任意一个线程触发异常且没被捕获时，整个进程就退出了。但Dart和JavaScript不同，它们都是单线程模型，运行机制很相似(但有区别)，下面我们通过Dart官方提供的一张图来看看dart大致运行原理：  Dart 在单线程中是以消息循环机制来运行的，其中包含两个任务队列，一个是“微任务队列” **microtask queue**，另一个叫做“事件队列” **event queue**。从图中可以发现，微任务队列的执行优先级高于事件队列。 现在我们来介绍一下Dart线程运行过程，如上图中所示，入口函数 main() 执行完后，消息循环机制便启动了。首先会按照先进先出的顺序逐个执行微任务队列中的任务，当所有微任务队列执行完后便开始执行事件队列中的任务，事件任务执行完毕后再去执行微任务，如此循环往复，生生不息。 在Dart中，所有的外部事件任务都在事件队列中，如IO、计时器、点击、以及绘制事件等，而微任务通常来源于Dart内部，并且微任务非常少，之所以如此，是因为微任务队列优先级高，如果微任务太多，执行时间总和就越久，事件队列任务的延迟也就越久，对于GUI应用来说最直观的表现就是比较卡，所以必须得保证微任务队列不会太长。值得注意的是，我们可以通过`Future.microtask(…)`方法向微任务队列插入一个任务。 在事件循环中，当某个任务发生异常并没有被捕获时，程序并不会退出，而直接导致的结果是**当前任务**的后续代码就不会被执行了，也就是说一个任务中的异常是不会影响其它任务执行的。 ## Flutter异常捕获 Dart中可以通过`try/catch/finally`来捕获代码块异常，这个和其它编程语言类似，，如果读者不清楚，可以查看Dart语言文档，不在赘述，下面我们看看Flutter中的异常捕获。 ### Flutter框架异常捕获 Flutter 框架为我们在很多关键的方法进行了异常捕获。这里举一个例子，当我们布局发生越界或不合规范时，Flutter就会自动弹出一个错误界面，这是因为Flutter已经在执行build方法时添加了异常捕获，最终的源码如下： ``` @override void performRebuild() { ... try { //执行build方法 built = build(); } catch (e, stack) { // 有异常时则弹出错误提示 built = ErrorWidget.builder(_debugReportException('building $this', e, stack)); } ... } ``` 可以看到，在发生异常时，Flutter默认的处理方式是弹一个ErrorWidget，但如果我们想自己捕获异常并上报到报警平台的话应该怎么做？我们进入`_debugReportException()`方法看看： ``` FlutterErrorDetails _debugReportException( String context, dynamic exception, StackTrace stack, { InformationCollector informationCollector }) { //构建错误详情对象 final FlutterErrorDetails details = FlutterErrorDetails( exception: exception, stack: stack, library: 'widgets library', context: context, informationCollector: informationCollector, ); //报告错误 FlutterError.reportError(details); return details; } ``` 我们发现，错误是通过`FlutterError.reportError`方法上报的，继续跟踪： ``` static void reportError(FlutterErrorDetails details) { ... if (onError != null) onError(details); //调用了onError回调 } ``` 我们发现`onError`是`FlutterError`的一个静态属性，它有一个默认的处理方法 `dumpErrorToConsole`，到这里就清晰了，如果我们想自己上报异常，只需要提供一个自定义的错误处理回调即可，如： ``` void main() { FlutterError.onError = (FlutterErrorDetails details) { reportError(details); }; ... } ``` 这样我们就可以处理那些Flutter为我们捕获的异常了，接下来我们看看如何捕获其它异常。 ### 其它异常捕获与日志收集 在Flutter中，还有一些Flutter没有为我们捕获的异常，如调用空对象方法异常、Future中的异常。在Dart中，异常分两类：同步异常和异步异常，同步异常可以通过`try/catch`捕获，而异步异常则比较麻烦，如下面的代码是捕获不了`Future`的异常的： ``` try{ Future.delayed(Duration(seconds: 1)).then((e) => Future.error("xxx")); }catch (e){ print(e) } ``` Dart中有一个`runZoned(...)` 方法，可以给执行对象指定一个Zone。Zone表示一个代码执行的环境范围，为了方便理解，读者可以将Zone类比为一个代码执行沙箱，不同沙箱的之间是隔离的，沙箱可以捕获、拦截或修改一些代码行为，如Zone中可以捕获日志输出、Timer创建、微任务调度的行为，同时Zone也可以捕获所有未处理的异常。下面我们看看`runZoned(...)`方法定义： ``` R runZoned<R>(R body(), { Map zoneValues, ZoneSpecification zoneSpecification, Function onError, }) ``` - zoneValues: Zone 的私有数据，可以通过实例`zone[key]`获取，可以理解为每个“沙箱”的私有数据。 - zoneSpecification：Zone的一些配置，可以自定义一些代码行为，比如拦截日志输出行为等，举个例子： 下面是拦截应用中所有调用`print`输出日志的行为。 ``` main() { runZoned(() => runApp(MyApp()), zoneSpecification: new ZoneSpecification( print: (Zone self, ZoneDelegate parent, Zone zone, String line) { parent.print(zone, "Intercepted: $line"); }), ); } ``` 这样一来，我们APP中所有调用`print`方法输出日志的行为都会被拦截，通过这种方式，我们也可以在应用中记录日志，等到应用触发未捕获的异常时，将异常信息和日志统一上报。ZoneSpecification还可以自定义一些其他行为，读者可以查看API文档。 - onError：Zone中未捕获异常处理回调，如果开发者提供了onError回调或者通过`ZoneSpecification.handleUncaughtError`指定了错误处理回调，那么这个zone将会变成一个error-zone，该error-zone中发生未捕获异常(无论同步还是异步)时都会调用开发者提供的回调，如： ``` runZoned(() { runApp(MyApp()); }, onError: (Object obj, StackTrace stack) { var details=makeDetails(obj,stack); reportError(details); }); ``` 这样一来，结合上面的`FlutterError.onError`我们就可以捕获我们Flutter应用中全部错误了！需要注意的是，error-zone内部发生的错误是不会跨越当前error-zone的边界的，如果想跨越error-zone边界去捕获异常，可以通过共同的“源”zone来捕获，如： ``` var future = new Future.value(499); runZoned(() { var future2 = future.then((_) { throw "error in first error-zone"; }); runZoned(() { var future3 = future2.catchError((e) { print("Never reached!"); }); }, onError: (e) { print("unused error handler"); }); }, onError: (e) { print("catches error of first error-zone."); }); ``` ### 总结 我们最终的异常捕获和上报代码如下： ``` void collectLog(String line){ ... //收集日志 } void reportErrorAndLog(FlutterErrorDetails details){ ... //上报错误和日志逻辑 } FlutterErrorDetails makeDetails(Object obj, StackTrace stack){ ...// 构建错误信息 } void main() { FlutterError.onError = (FlutterErrorDetails details) { reportErrorAndLog(details); }; runZoned( () => runApp(MyApp()), zoneSpecification: ZoneSpecification( print: (Zone self, ZoneDelegate parent, Zone zone, String line) { collectLog(line); //手机日志 }, ), onError: (Object obj, StackTrace stack) { var details = makeDetails(obj, stack); reportErrorAndLog(details); }, ); } ```