Dart语言概览

Dart语言详解

前言

该不该学习Dart语言？

如果你在2018年问这个问题，收到答案肯定是不应该学，因为2018年Dart被评为了最不应该学习语言的榜首。

如果您在2019年，我建议学习Dart，因为Dart被评为2019年开发者最希望学习的榜首。

2018 和2019为何出现如此截然相反的态度呢，原因很简单其亲爹谷歌已经将其册封为太子，而且还为其娶了一个叫Flutter的太子妃，未来新一代操作系统fuchsia将以Dart为主力语言。而且谷歌最赚钱的Adwords广告业务已经采用Dart进行开发。站在巨人肩膀上的Dart肯定能够成为未来的主流语言。

Dart发展史

• Dart语言的诞生

  2011年10月10日,Google 在 GOTO 开发者大会上首次发布了 Dart 编程语言。Dart 的设计目标是为现代 Web 应用程序提供高效的编程语言，作为 JavaScript 的替代品。

  Dart的设计目标: - 创建用于Web编程的结构化但灵活的语言 - 使Dart 对程序员感到熟悉和自然，从而易于学习。 - 确保Dart 在从小型手持设备到服务器端执行的所有现代Web浏览器和环境中提供高性能。

• 第一个正式稳定的版本

  2013年11月14日，Dart 1.0 正式发布，标志着语言进入生产环境。 Dart 1.0 提供了稳定的 SDK，支持 Dart-to-JavaScript 编译，并带来了 Dartium（内置 Dart VM 的 Chromium 浏览器）。从13至18年，Dart不温不火，特别是其运行效率成为了被人诟病的槽点。

• Flutter 框架的引入

  2015年：Google 宣布 Flutter 项目，作为使用 Dart 语言的跨平台 UI 框架。Flutter 的引入极大地推动了 Dart 的普及，特别是在移动开发领域。

• Dart 2.0 重生的版本

  Dart 2.0 专注于为开发现代应用程序提供更高效的开发体验，特别是与 Flutter 的集成。2018年8月8日，Dart 2.0 版本发布，对Dart进行全新改版，带来了显著的改进，从底层重构了Dart，加入了很多面向未来的新特性，包括强类型系统和改进的开发工具，语言性能大幅提高。还重写了Dart web platform提供了一套高性能、可扩展的生产工具。

  Dart2标志着Dart作为主流编程语言的重生，为移动和Web应用程序实现快速开发并拥有出色的用户体验。(使开发客户端应用程序的开发人员能够使用减少重复样板的语言，框架和组件来提高工作效率，并让他们专注于业务逻辑) Dart 2专注于三个领域：语言功能不断加强并更加严谨；支持web和移动客户端开发；丰富工具箱和组件；

• Dart 2.12 Null Safety

  2021年3月3日Dart 2.12 发布，引入了 Null Safety（空安全）功能。这是 Dart 语言的一个重要里程碑，提供了静态类型检查，防止空引用异常，从而提高代码的可靠性和安全性。

  这也是接入Flutter之后第一次大规模更新，工程项目中所有的依赖项，工程自身，以及编码细节均进行更新。

• Dart 3.0 Sound Null Safety 2023 年 5 月发布，引入了强制的空安全（Sound Null Safety），引入了新的核心功能记录（Records） 模式（Patterns），这些特性简化了复杂数据结构的处理，并使代码更加具有表达力。类修饰符（Class Modifiers） ，则提供了更多控制类行为和继承的能力。

执行方式

目前Dart有三种方式执行：一是在原生的虚拟机上，二是将Dart代码转成Javascript，直接在Javascript引擎上执行，三是将其编译为可执行文件并执行。

支持与生态

丰富开发工具与文档

• 支持Android Studio、IntelliJ IDEA、WebStorm的JetBrains工具套件，
• 支持带有Dart Code扩展名的Visual Studio Code。

• 可以让你在任何现代化的浏览器中体验 Dart 编程语言线上工具DartPad 已针对Dart 2进行了全面更新。

• Web工具基于新的构建系统，可以快速，可调试和可扩展。如生成序列化代码，

• 附带了包管理器，静态的分析工具，网页文档，dart风格编程指南。

增长快速

在过去的一年中，Dart取得了惊人的增长。 google的分析表明，外部使用量增长了十倍。 从拉取请求的角度来看，在最后一个季度，Dart是GitHub上增长最快的语言之一。 StackOverflow问题的增长也生动地展示了Dart的发展势头

大量使用

Dart是Google用于Web应用程序开发的几种语言之一，它来自数十个不同项目的数百万行代码，

• Blossom, Montage, Soundtrap, Mandrill, 谷歌内部 CRM 应用 and Google Elections Google Ads，Google Shopping和Dart基础架构团队。

  最大的广告之一是Google Ads，它为数十亿美元的网络经济提供动力。在将代码迁移到Dart的过程中，他们将UI代码库的大小减少了40％，同时提高了开发人员的生产力和应用程序质量。

• Flutter 2018年12月4日，谷歌发布Flutter 1.0版本，Flutter是谷歌开源的移动应用开发SDK，其最大的特点就是一套代码多平台运行、高性能和Hot Reload（热重载）。Flutter采用Dart作为其底层语言。
• Fuchsia 谷歌即将发布Fuchsia系统就以Flutter为主要开发框架。

Dart也由于Flutter美好未来而得到众多开发者的青睐。

Dart概述

Dart通常情况下运行在DartVM上，但是在特定情况下它也可以编译成本地代码运行在硬件上，比如Flutter会将代码编译成指定平台的本地代码来提高性能。

Dart的特性主要有以下几点

• 执行速度快，Dart同时支持JIT（Just In Time，即时编译）和AOT（Ahead of Time，运行前编译）两种编译模式。

  JIT 在运行时即时编译，在开发周期中使用，可以动态下发和执行代码，开发测试效率高，但运行速度和执行性能则会因为运行时即时编译受到影响。 AOT 即提前编译，可以生成被直接执行的二进制代码，运行速度快、执行性能表现好，但每次执行前都需要提前编译，开发测试效率低。 Flutter在开发期使用JIT编译，可以缩短产品的开发周期，例如热重载就是基于该特性。在发布期使用AOT，具有运行速度快、执行性能好的特点。

• 易于移植，Dart可编译成ARM和X86代码，这样Dart可以在Android、iOS和其他地方运行。

• 容易上手，Dart充分吸收了高级语言特性，如果你已经熟悉C++、C、Java，可以在短短几天内用Dart来开发。

• 易于阅读，Dart使Flutter不需要单独的声明式布局语言（XML或JSX），或者单独的可视化界面构建器，这是因为Dart的声明式编程布局易于阅读。

• 避免抢占式调度，Dart可以在没有锁的情况下进行对象分配和垃圾回收。像JavaScript一样，Dart避免了抢占式调度和共享内存，大多数支持并发执行线程的计算机语言(Java、Kotlin、Swift)都使用抢占式来切换线程，抢占就会产生竞态条件，竞态条件很有可能导致严重错误，如应用程序崩溃导致数据丢失等等，一般解决竞态条件使用锁来保护，但是锁本身可能导致卡顿，也有可能产生死锁，而Dart针对这个问题，采取了isolate方法来解决，Dart中的线程称为isolate，不共享内存。那么Dart是单线程的，意味根本不允许抢占。单线程有助于开发者确保关键功能(动画和转场)完成而无需抢占。 Flutter应用程序被编译为本地代码，因此它们不需要再领域之间建立缓慢的桥梁，所以启动速度快得多。

Dart的重要概念有以下几点：

• 在Dart中，一切都是对象，每个对象都是一个类的实例，所有对象都继承自Object。

• Dart在运行前解析所有的代码，指定数据类型和编译时常量，可以使代码运行的更快。

• 与Java不同，Dart不具备关键字public、protected、private。如果一个标识符以下划线_开始，那么它和它的库都是私有的。

• Dart支持顶级的函数如main()，也支持类或对象的静态和实例方法，还可以在函数内部创建函数。

• Dart支持顶级的变量，也支持类或对象的静态变量和实例变量，实例变量有时称为字段或属性。

• Dart支持泛型类型，如List（整数列表）或List（任何类型的对象列表）。

• Dart工具可以报告两种问题：警告和错误。警告只是说明代码可能无法正常工作，但不会阻止程序执行。错误可以是编译时或运行时的。编译时错误会阻止代码执行; 运行时错误会导致代码执行时报出异常。

• 任何保存在变量中的都是一个 对象 ， 并且所有的对象都是对应一个 类 的实例。 无论是数字，函数和 null 都是对象。所有对象继承自 Object 类。

• 尽管 Dart 是强类型的，但是 Dart 可以推断类型，所以类型注释是可选的。 如果要明确说明不需要任何类型， 使用特殊类型var dynamic 。

• 标识符 以字母或下划线（_）开头，后跟任意字母和数字组合。

内存分配与垃圾回收

Dart VM的内存分配策略为，创建对象时只需要在堆上移动指针，内存增长始终是线性的，省去了查找可用内存的过程。

在Dart中，并发是通过Isolate实现的。Isolate是类似于线程但不共享内存，独立运行的worker。这样的机制，就可以让Dart实现无锁的快速分配。

Dart的垃圾回收采用多生代算法。新生代在回收内存时采用“半空间”机制，出发垃圾回收时，Dart会将当前半空间中的“活跃”对象拷贝到备用控件，然后整体释放当前空间的所有内存。回收过程中，Dart只需要操作少量的“活跃”对象，没有引用的大量“死亡”对象则被忽略，这样的回收机制很适合Flutter框架中大量Widget销毁重建的场景。

单线程

Dart是单线程模型，不存在资源竞争和状态同步的问题。这就意味着，一旦某个函数开始执行，就将执行到这个函数结束，而不会被其他Dart代码打断。

Dart中并没有线程，只有Isolate（隔离区）。Isolates之前不会共享内存，就像几个运行在不同进程中的worker，通过事件循环（Event Looper）在事件队列（Event Queue）上传递消息通信。

一个简单的dart程序

// 定义一个函数
printInteger(int aNumber) {
  print('The number is $aNumber.'); // 打印到控制台。
}

// 应用从这里开始执行。
main() {
  var number = 42; // 声明并初始化一个变量。
  printInteger(number); // 调用函数。
}