Dart语言概览

Posted 2021-04-24 iOS小生活

前面对Dart语言的基本语法做了简单介绍，本篇文章我们站在一个更高的维度来聊一聊Dart。

在学习一门新技术的时候，千万不要陷入细节里。我们学习一门语言，并不是为了成为语言专家，而是为了解决实际问题。通过几天的学习，在了解了一门语言是如何表达信息和处理信息之后，去实践，去边做边学就OK了。

Dart是什么？

2011年10月，在丹麦召开的GOTO大会上，Google发布了一种新的编程语言——Dart。如同Kotlin和Swift的出现，分别是为了解决Java和Objective-C在编写应用程序的一些实际问题一样，Dart的诞生正是要解决javascript存在的、在其语言本质上无法改进的缺陷。

JavaScript之父 布兰登 艾克（Brendan Eich）曾在一次采访中说：JavaScript几天就设计出来了。由于设计时间太短，很多细节考虑不完善，导致后来很长一段时间，使用JavaScript开发的程序混乱不堪。出于对JavaScript的不满，Google程序员们决定自己写一个新的语言来换掉它，所以Dart的最初定位也是一种运行在浏览器中的脚本语言。

而为了推广Dart，Google甚至将自己的Chrome浏览器内置了Dart VM，可以直接高效地运行Dart代码。而对于普通浏览器来说，Google也提供了一套能够将Dart代码编译成JavaScript的转换工具。这样一来，开发者们就可以毫无顾虑地去使用Dart进行开发了，而不必担心兼容问题。再加上出身名门，Dart在一开始就赢得了部分前端开发者的关注。

但是，JavaScript的生命力似乎比预想的更强大。

原本JavaScript只能在浏览器中运行，但是Node.js的出现让它开始有能力运行在服务端，很快手机应用与桌面应用也成为了JavaScript的宿主容器，一些明星项目比如React、React Native、Vue等框架如雨后春笋般崛起，迅速扩展了它的边界。

于是，JavaScript成为了前后端通吃的全栈语言。就如同Atwood定律描述的：凡是能用JavaScript写出来的系统，最终都会用JavaScript写出来。

JavaScript因为Node.js焕发了第二春，而Dart就没有这么好的运气了。由于缺少顶级项目的使用，Dart始终不温不火。2015年，在听取了大量开发者的反馈之后，Google决定将内置的Dart VM引擎从Chrome中移除，这对Dart发展来说是重大挫折，代理JavaScript就更无从谈起了。

但，Dart也借此机会开始转型：在Google内部孵化了移动开发框架Flutter，弯道超车进入移动开发的领域；而在Google未来的操作系统Fuchsia中，Dart更是被指定为官方的开发语言。

Dart的特性

作为移动端开发的后来者，Dart语言可以说是集百家之长，拥有其他优秀编程语言的诸多特性和影子，所以对于其他语言的开发者而言，学习成本无疑是非常低的。接下来我和你分享一下它的核心特性。

JIT与AOT

借助于先进的工具链和编译器，Dart是少数同时支持JIT（Just In Time，即时编译）和AOT（Ahead Of Time，运行前编译）的语言之一。那么什么是JIT和AOT呢？

语言在运行之前通常都需要编译，JIT和AOT则是最常见的两种编译模式。

• JIT在运行时即时编译，可以动态下发和执行代码，开发测试效率高，但是运行速度和执行性能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，执行性能高，但是每次执行前都需要重新编译，开发测试效率低。
  

总结来讲，在开发期使用JIT编译，可以提高开发测试效率、缩短产品的开发周期。Flutter最受欢迎的功能之一热重载，正是基于此特性。而在发布期使用AOT，就不需要像React Native那样在跨平台JavaScript代码和原生android、ios代码之间建立低效的方法调用映射关系。所以，Dart相对JS具有运行速度快、执行性能好的特点。

那么，如何区分一门语言究竟是JIT还是AOT呢？通常而言，看代码在执行前是否需要编译即可。如果需要，一般属于AOT；如果不需要，属于JIT。

AOT的代表是C/C++，其代码在执行前都必须编译成机器码；JIT则包含了JavaScript、Python等几乎所有的脚本语言。

内存分配与垃圾回收

Dart VM的内存分配策略比较简单，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，但是不共享内存、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，则是采用了多生代算法。新生代在回收内存时采用“半空间”机制，触发垃圾回收时，Dart会将当前“半空间”中的“活跃”对象拷贝至备用空间，然后整体释放当前空间的所有内容。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。

单线程模型

支持并发执行线程的高级语言（比如，C++、Java、Objective-C），大都以抢占式的方式切换线程，即：每个线程都会被分配一个固定的时间片来执行，超过了时间片之后线程上下文将被抢占后切换。如果这时正在更新线程间的共享资源，抢占后就可能导致数据不同步的问题。

解决这一问题的典型方法是，使用锁来保护共享资源，但是锁本身又可能会带来性能损耗等更严重的问题。

这时，Dart是单线程模型的优势就体现出来了，因为它天然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。

所以，Dart中并没有线程，只有Isolate（隔离区）。Isolate之间不会共享内存，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。

无需单独的声明式布局语言

在Flutter中，界面布局直接通过Dart编码来定义。

Dart声明式编程布局易于阅读和可视化，使得flutter并不需要类似JSX或XML的声明式布局语言。所有的布局都使用同一种格式也使得Flutter很容易提供高级工具使布局更简单。

开发过程中也不需要可视化界面构建器，因为热重载可以让我们立即在手机上看到运行效果。

Dart的未来

一种编程语言，并不是说搞定了引擎和开发者接口就完成了，而是必须在这个语言得以立足的库、框架、应用程序等“生态”都成熟起来之后，其价值才会真正体现。而要走到这一步，通常需要花上数年时间。

目前，基于Dart语言的第三方库还很少，并且质量一般。不过值得庆幸的是，由于Flutter和Fuchsia的推送，Dart SDK更新迭代的速度快了很多，开发者的热情也急剧增长，Dart的生态增速很快。

我觉得，Dart是否能够成功，目前来看主要取决于Flutter和Fuchsia是否能够成功。而Flutter是构建Fuchsia的UI开发框架，因此这个问题也就变成了Fuchsia是否能够成功。

截止2019年7月9号，Flutter正式版发布也就半年多的时间，目前在GitHub上的star数是69.5K，而React Native 是78.8K，可见Flutter的热度之高。

Google在遭受与Oracle的Java侵权案后，痛定思痛下决心要发展自己的语言生态系统：Dart凭借Flutter和Fuchsia的生态主攻前端和移动端，而服务端，则有借助于Docker的火热势头增长迅猛的Go语言。

所以说，Google的布局不仅全面，应用和影响也非常广泛，前后端均有杀手级作品用来构建语言生态。相信随着Google新系统Fuchsia的发布，Flutter和Dart会以更迅猛的速度释放他们的力量，而Google统一前后端开发技能栈的愿望也在一定程度上得以实现。

总结

Dart是一门现代语言，集合了各种语言的优秀特点。如果你不了解Dart也无需担心，只要你有过其他编程语言，尤其是Java、或者Objective-C编程经验的话，可以很容易的在dart身上找到他们的影子，以极低的成本快速上手。