面试题：Flutter异步操作中async/await与Future的深度结合

Question

在Flutter项目中，假设你有多个需要按顺序执行的异步任务，每个任务的执行结果依赖于上一个任务。请使用async/await和Future的相关特性来实现该场景，并阐述如何处理任务执行过程中出现的错误，以确保整个流程的健壮性。同时，说明在这种场景下使用Future的链式调用和async/await有什么优缺点。

Answer 1

1. 使用 async/await 实现按顺序执行异步任务

Future<void> executeTasksSequentially() async {
  try {
    // 第一个任务
    var result1 = await firstTask();
    // 第二个任务，依赖第一个任务的结果
    var result2 = await secondTask(result1);
    // 第三个任务，依赖第二个任务的结果
    var result3 = await thirdTask(result2);
    print('所有任务执行完成，最终结果: $result3');
  } catch (e) {
    print('任务执行过程中出现错误: $e');
  }
}

Future<String> firstTask() async {
  // 模拟异步操作
  await Future.delayed(const Duration(seconds: 1));
  return '第一个任务结果';
}

Future<String> secondTask(String previousResult) async {
  // 模拟异步操作
  await Future.delayed(const Duration(seconds: 1));
  return '$previousResult - 第二个任务结果';
}

Future<String> thirdTask(String previousResult) async {
  // 模拟异步操作
  await Future.delayed(const Duration(seconds: 1));
  return '$previousResult - 第三个任务结果';
}

2. 错误处理

在上述代码中，使用 try-catch 块来捕获异步任务执行过程中抛出的错误。当任何一个 await 的任务抛出异常时，catch 块会捕获该异常，从而确保整个流程不会因为某个任务失败而崩溃。在 catch 块中，可以根据具体需求进行错误处理，例如记录日志、提示用户等。

3. Future 链式调用和 async/await 的优缺点

Future 链式调用

• 优点：
  • 代码简洁：在链式调用中，代码可以在一行内完成多个异步操作的串联，对于简单的异步流程非常直观。例如：firstTask().then((result1) => secondTask(result1)).then((result2) => thirdTask(result2)).then((result3) => print('最终结果: $result3')).catchError((e) => print('错误: $e'));
  • 函数式风格：符合函数式编程的理念，每个 then 方法返回一个新的 Future，便于进行函数组合和复用。
• 缺点：
  • 嵌套层级问题（Callback Hell）：当异步任务较多时，链式调用会导致代码向右缩进严重，可读性变差。例如：firstTask().then((result1) => secondTask(result1)).then((result2) => thirdTask(result2)).then((result3) => fourthTask(result3)).then((result4) => fifthTask(result4))...
  • 错误处理相对复杂：虽然可以使用 catchError 来捕获错误，但对于复杂的异步流程，难以精确控制错误处理的范围，特别是当不同任务可能需要不同错误处理逻辑时。

async/await

• 优点：
  • 代码可读性好：使用 async/await 语法，异步代码看起来更像同步代码，逻辑更加清晰。对于顺序执行的异步任务，代码结构更符合人类的阅读习惯，易于理解和维护。
  • 错误处理方便：可以使用传统的 try-catch 块来捕获错误，错误处理逻辑更加直观和精确。可以针对不同的 await 语句块进行针对性的错误处理。
• 缺点：
  • 语法相对繁琐：相比于简单的链式调用，async/await 需要更多的语法结构，例如 async 关键字修饰函数，await 关键字等待 Future 完成。在一些简单场景下，会显得过于冗长。
  • 可能影响性能：由于 await 会暂停函数执行直到 Future 完成，在某些情况下可能会阻塞事件循环，影响应用的响应性。不过，合理使用 async/await 并结合异步任务的调度，可以有效避免这个问题。