Flutter信号量控制插件semaphore_plus的使用

semaphore_plus简介

semaphore_plus是一个轻量级的数据类型，用于在隔离区内控制对公共资源的协作访问。这个包是原semaphore包的延续，由于原作者个人原因，该包被标记为已停止维护。

使用示例

示例1：Semaphore基础用法

下面的代码展示了如何使用LocalSemaphore来限制同时执行的任务数量。在这个例子中，我们设置最大并发任务数为3，然后启动9个异步任务，每个任务会尝试获取信号量许可，并模拟一些工作后释放许可。

import 'dart:async';
import 'package:semaphore_plus/semaphore_plus.dart';

Future<void> main(List<String> args) async {
  final maxCount = 3;
  final running = <int>[];
  var simultaneous = 0;
  final sm = LocalSemaphore(maxCount);
  final tasks = <Future>[];

  for (var i = 0; i < 9; i++) {
    tasks.add(Future(() async {
      try {
        await sm.acquire(); // 获取信号量
        running.add(i);
        if (simultaneous < running.length) {
          simultaneous = running.length;
        }

        print('Start $i, running $running');
        await _doWork(100); // 模拟工作
        running.remove(i);
        print('End   $i, running $running');
      } finally {
        sm.release(); // 释放信号量
      }
    }));
  }

  await Future.wait(tasks);
  print('Max permits: $maxCount, max simultaneous runned: $simultaneous');
}

Future _doWork(int ms) {
  return Future.delayed(Duration(milliseconds: ms));
}

输出结果：

Start 0, running [0]
Start 1, running [0, 1]
Start 2, running [0, 1, 2]
End   0, running [1, 2]
Start 3, running [1, 2, 3]
End   1, running [2, 3]
Start 4, running [2, 3, 4]
...
Max permits: 3, max simultaneous runned: 3

从输出可以看到，在任何时候最多只有三个任务在运行，当一个任务结束时，另一个等待中的任务就会开始执行，确保了并发度不超过设定的最大值。

示例2：条件变量与锁的结合使用

除了基本的信号量功能外，semaphore_plus还提供了更复杂的同步机制如条件变量（Condition Variable）和锁（Lock）。这些工具可以用来实现生产者-消费者模式等高级场景。以下是基于条件变量的一个简单生产者-消费者模型的例子：

import 'dart:async';
import 'dart:collection';
import 'dart:math';
import 'package:semaphore_plus/lock.dart';
import 'package:semaphore_plus/condition_variable.dart';

final _cvEmpty = ConditionVariable(_lock);
final _cvFull = ConditionVariable(_lock);
final _lock = Lock();
final _queue = Queue<int>();
var counter = 0;

Future<void> _doWork(int max) async {
  final milliseconds = Random().nextInt(max);
  await Future.delayed(Duration(milliseconds: milliseconds));
}

Future<void> _producer(String id) async {
  while (true) {
    await lock(_lock, () async {
      while (_queue.length >= 2) {
        print('producer $id: wait $_queue');
        await _cvFull.wait();
      }

      print('producer $id: $counter');
      await _doWork(1000);
      _queue.add(counter++);
      await _cvEmpty.signal();
    });
  }
}

Future<void> _consumer(String id) async {
  while (true) {
    int number;
    await lock(_lock, () async {
      while (_queue.isEmpty) {
        print('consumer $id: wait $_queue');
        await _cvEmpty.wait();
      }

      number = _queue.removeFirst();
      await _cvFull.signal();
    });

    print('consumer $id: $number');
    await _doWork(1000);
    print(number);
  }
}

Future<void> main() async {
  await Future.wait([
    _producer('one'),
    _producer('two'),    
    _consumer('one'),
    _consumer('two'),
    _consumer('three'),
  ]);
}

此段代码实现了两个生产者不断向队列添加数据，而三个消费者则从队列中取出数据处理。通过条件变量_cvEmpty和_cvFull以及锁_lock来协调生产和消费过程中的同步问题，避免了竞争条件的发生。

以上就是关于semaphore_plus插件的基本介绍及使用方法，希望对你有所帮助！如果有任何疑问或需要进一步的帮助，请随时提问。