Flutterで非同期処理とIsolateの違いを解説 ~ Dev.

チャプター1：基本的な非同期処理の理解

非同期処理とは何ですか？

非同期処理は、タスクを並行して実行することでプログラムの効率を向上させる方法です。これにより、メインの同期コード実行をブロックせずに並行して実行できます。MDN Web Docsで非同期処理についてより深く理解することができます。

Futureとasync-await

Flutterでは、非同期処理は、Futureとasync-awaitを使用して実装されます。Dart言語ガイドでこれについて詳しく見ることができます。

Future：あるタスクが完了した後に結果値を提供するオブジェクトです。Futureは完了しているか未完成の状態です。通常、Futureは非同期操作の結果を伝達するために使用されます。
async-await：asyncおよびawaitは非同期操作コードを記述する際に役立つキーワードです。async関数はFutureを返し、awaitは操作が完了するのを待ってから結果を取得します。

FutureBuilderの使用方法

FutureBuilderは、非同期タスクに関連するUIを簡単に構築できるようにするFlutterのウィジェットです。FutureBuilderは、初期データのローディング、完了、およびエラー処理のUIを提供します。使用方法は次のとおりです。


FutureBuilder( 
future: someAsynchronousFunction(), 
builder: (BuildContext context, AsyncSnapshot snapshot) { 
// ここでスナップショットに基づいてUIを構築できます。 
}, 
)

これにより、チャプター1の基本的な非同期処理を理解できます。他のチャプターの関連コンテンツについてもっと知りたい場合はここをクリックしてください。

チャプター2：Isolatesの紹介

Isolateの基本概念

Isolateは、Dartで並行性を扱うために導入された概念であり、メモリを共有しない独立した実行スレッドです。各Isolateは独自のメモリヒープを持ち、他のIsolateと通信するためにメッセージを送信できます。詳細については、Dart APIドキュメントを参照してください。

Isolatesを使用する理由

Flutterアプリケーションは基本的にシングルスレッドで動作するため、CPU負荷の高いタスクを実行するとUIがブロックされます。Isolatesを使用することで、UIスレッドとは別に動作する独立したワーカースレッドを作成し、この問題を解決できます。

FlutterでのIsolatesの役割

Flutterでは、Isolatesはメインスレッドとは別に動作し、CPU負荷の高いタスクを処理するために使用されます。たとえば、画像処理、ファイルの入出力、データベース操作などのタスクはIsolatesで処理できます。これにより、メインスレッドはUI操作に集中できます。

これで、チャプター2ではIsolateの基本概念、使用する理由、およびFlutterでの役割について理解しました。他の章の内容について知りたい場合はここをクリックしてください。

チャプター3：非同期処理とIsolatesの違い

非同期処理とIsolatesの概念的な違い

非同期処理は、メインコードの実行をブロックせずにタスクを並行して実行します。一方、Isolatesは並行性のために導入された概念であり、メモリを共有しない独立した実行スレッドを提供します。

非同期処理とIsolatesの実践的な違い

非同期処理は入出力を含むほとんどのタスクに使用できますが、Isolatesは主にCPU負荷の高い作業が必要な場合に使用されます。Isolatesはメモリを共有しないため、並行実行に適したコードを書く際に役立ちます。

非同期処理とIsolatesを使用するタイミング

非同期処理：ネットワークリクエスト、ファイル入出力、デバイスAPIへのアクセスなど、メインスレッドをブロックせずに処理できるタスクに使用されます。
Isolate：画像処理、データ処理、暗号化などのCPU負荷の高いタスクに使用されます。これにより、パフォーマンスが向上し、メインスレッドのインターフェースが維持されます。

チャプター3では、非同期処理とIsolatesの違いについて理解しました。他の章の内容について知りたい場合はここをクリックしてください。

チャプター4：FlutterでのIsolatesの使用

Isolatesの作成と実行

FlutterでIsolateを作成するには、以下の手順を実行します。


import 'dart:isolate'; 

void isolateFunction(SendPort sendPort) { 
	// Isolateで実行するコードを記述します。 
} 

void main() async {
	// Isolateを作成し、実行します.
	ReceivePort receivePort = ReceivePort(); 
	Isolate.spawn(isolateFunction, receivePort.sendPort);
}

Isolates間の通信

Isolate間の通信のために、DartはSendPortとReceivePortの2つの種類のポートを提供します。一つのIsolateから別のIsolateにメッセージを送信するには、SendPortを使用します。また、メッセージを受け取るにはReceivePortを使用します。


import 'dart:isolate'; 

void isolateFunction(SendPort sendPort) { 
	// Isolateで実行するコードを記述します。 
	// メッセージを送信します。
	sendPort.send("Hello from Isolate");
} 

void main() async {
	// Isolateを作成し、実行します。
	ReceivePort receivePort = ReceivePort(); 
	Isolate.spawn(isolateFunction, receivePort.sendPort);

	// メッセージを受け取ります。
	receivePort.listen((message) {
		print(message);
	});
}

これで、チャプター4ではFlutterでのIsolateの使用法について理解しました。他の章の内容について知りたい場合はここをクリックしてください。

それぞれの章について詳しく学びたくなったら、上記のリンクをご覧ください。各リンクは公式ドキュメンテーション、チュートリアル、ガイドに直接リンクされています。これらのリソースは非常に有用で、より深い理解を得るのに役立ちます。

チャプター5：非同期処理とIsolatesを適切に活用する実践的な例

非同期処理を使用した例

以下は、HTTPリクエストを使用してJSONデータを取得する簡単な非同期処理の例です。


import 'dart:convert'; 
import 'package:http/http.dart' as http; 

Future<Map<String, dynamic>> fetchData() async { 
	final response = await http.get(Uri.parse('https://jsonplaceholder.typicode.com/todos/1')); 
    if (response.statusCode == 200) { 
    	return json.decode(response.body); 
    } else { 
    	throw Exception('Failed to load data'); 
    } 
}

void main() async { 
	Map<String, dynamic> data = await fetchData(); 
    print('Data: $data'); 
}

この例では、非同期処理を使用してHTTPリクエストをメインスレッドをブロックせずに実行しています。

Isolatesを使用した例

以下の例では、Isolateを使用して、ある範囲の数値内の素数の数を数えるCPU負荷の高いタスクを実行しています。


import 'dart:isolate'; 
import 'package:flutter/foundation.dart'; 

int countPrimes(int maxNumber) {
	int count = 0; 
    for (int i = 2; i <= maxNumber; i++) { 
    	bool isPrime = true; 
        for (int j = 2; j * j <= i; j++) { 
        	if (i % j == 0) { isPrime = false; break; } 
        } 
        if (isPrime) { count++; } 
    } 
    return count; 
} 

void main() async { 
	int maxNumber = 1000000; 
    int primeCount = await compute(countPrimes, maxNumber); 
    print('Number of primes within $maxNumber: $primeCount'); 
}

この例では、Isolateを使用して素数の計算を実行し、メインスレッドから結果を取得しています。Isolateを使用することで、UIがブロックされず、CPU負荷の高いタスクを別のワーカースレッドで実行できます。

これで、チャプター5では非同期処理とIsolatesを適切に活用する実践的な例について理解しました。他の章の内容について知りたい場合はここをクリックしてください。

Monday, July 10, 2023

Flutterで非同期処理とIsolateの違いを解説