Dart 2.15 现已发布

作者 / Michael Thomsen, Dart & Flutter Product Manager, Google

我们已经正式发布了 Dart SDK 的 2.15 版本，该版本新增了可快速并发的工作器 isolate、新的构造函数拆分 (tear-off) 语言特性、经过改进的 dart:core 库枚举支持、package 发布者相关的新功能，等等。

工作器 isolate 的快速并发

如今，几乎所有现代设备都使用多核 CPU，可以并行执行多个任务。对于大多数 Dart 程序来说，这些内核的使用情况对开发者而言是透明的: 默认情况下，Dart 运行时系统在单个内核上运行所有的 Dart 代码，不过会使用其他内核来执行系统级任务，比如异步输入/输出，包括写入文件或者调用网络等。

不过您自己的 Dart 代码可能也需要并发运行。例如，您可能需要展示一个连续的动画，同时执行一个长时间运行的任务，比如解析一个大型 JSON 文件。如果额外任务花了太长时间，就可能会导致界面卡顿或延迟。如果将这些额外的任务移动到另一个单独的内核，动画就可以在主执行线程上继续运行而不受干扰。

Dart 的并发模型基于 isolate^[1]，isolate 是一种相互隔离的独立执行单元，这是为了避免出现与共享内存相关的大量并发编程错误，如 数据争用等竞态条件^[2]。Dart 通过禁止在 isolate 之间共享任何可变对象来避免这些错误，并使用 消息传递^[3] 在 isolate 之间交换状态。在 Dart 2.15 中，我们对 isolate 进行了许多实质性的改进。

我们首先重新设计和实现了 isolate 的工作方式，引入了一个新概念: isolate 组。Isolate 组中的 isolate 共享各种内部数据结构，这些数据结构则表示正在运行的程序。这使得组中的单个 isolate 变得更加轻便。如今，因为不需要初始化程序结构，在现有 isolate 组中启动额外的 isolate 比之前快 100 多倍，并且产生的 isolate 所消耗的内存减少了 10 至 100 倍。

虽然 isolate 组仍然阻止在 isolate 间共享访问可变对象，但由于 isolate 组使用共享堆实现，这也让其拥有了更多的功能。我们可以将对象从一个 isolate 传递到另一个 isolate，这可用于执行返回大量内存数据的任务的工作器 isolate。例如，工作器 isolate 通过网络调用获得数据，将该数据解析为大型 JSON 对象图，然后将这个 JSON 图返回到主 isolate 中。在推出 Dart 2.15 之前，执行该操作需要深度复制，如果复制花费的时间超过帧预算时间，就会导致界面卡顿。

在 Dart 2.15 中，工作器 isolate 可以调用 `Isolate.exit()`^[4]，将其结果作为参数传递。然后，Dart 运行时将包含结果的内存数据从工作器 isolate 传递到主 isolate 中，无需复制，且主 isolate 可以在固定时间内接收结果。我们已经在 Flutter 2.8 中更新了 compute()^[5] 实用函数，来利用 Isolate.exit()。如果您已经在使用 compute()，那么在升级到 Flutter 2.8 后，您将自动获得这些性能提升。

最后，我们还重新设计了 isolate 消息传递机制的实现方式，使得中小型消息的传递速度提高了大约 8 倍。发送消息的速度明显更快，而接收信息几乎总是在恒定的时间内完成。另外，我们扩展了 isolate 可以相互发送的对象种类，增加了对函数类型、闭包和堆栈跟踪对象的支持。请参阅 SendPort.send()^[6] 的 API 文档了解详情。

要了解有关如何使用 isolate 的更多信息，请参阅我们为 Dart 2.15 添加的官方文档 Dart 中的并发^[7]，以及更多 代码示例^[8]。

新语言特性: 构造函数拆分

在 Dart 中，您可以使用函数名称创建一个函数对象，该对象指向另一个对象的函数。在以下示例中，main() 方法的第二行演示了将 g 指向 m.greet 的语法:

class Greeter {
  final String name;
  Greeter(this.name);

  void greet(String who) {
    print('$name says: Hello $who!');
  }
}
void main() {
  final m = Greeter('Michael');
  final g = m.greet; // g holds a function pointer to m.greet.
  g('Leaf'); // Invokes and prints "Michael says: Hello Leaf!"
}

在使用 Dart 核心库时，这种函数指针 (也被称为函数拆分) 经常出现。下面是通过传递函数指针在 iterable 上调用 foreach() 的示例:

final m = Greeter('Michael');
['Lasse', 'Bob', 'Erik'].forEach(m.greet);
// Prints "Michael says: Hello Lasse!", "Michael says: Hello Bob!",
// "Michael says: Hello Erik!"

在之前的版本中，Dart SDK 不支持创建构造函数的拆分 (语言问题 #216^[9])。这就有点烦人，因为在许多情况下，例如构建 Flutter 界面时，就需要用到构造函数的拆分。从 Dart 2.15 开始，我们支持这种语法。以下是构建包含三个 Text widget 的 Column widget 的示例，通过调用 .map() 将 Text 构造函数的拆分传递给 Column 的子项。

class FruitWidget extends StatelessWidget {
 @override
 Widget build(BuildContext context) {
   return Column(
       children: ['Apple', 'Orange'].map(Text.new).toList());
 }
}

Text.new 指 Text 类的默认构造函数。您也可以引用命名构造函数，例如 .map(Text.rich)。

相关语言变化

在实现构造函数拆分时，我们也借此机会修复了现有的函数指针功能中的一些不一致问题。现在可以特化泛型方法来创建非泛型方法:

T id<T>(T value) => value;
var intId = id<int>; // New in 2.15.
int Function(int) intId = id; // Pre-2.15 workaround.

您甚至可以特化一个泛型函数对象来创建一个非泛型函数对象:

const fo = id; // Tear off `id`, creating a function object.
const c1 = fo<int>; // New in 2.15; error before.

最后，Dart 2.15 清理了涉及泛型的类型字面量:

var y = List; // Already supported.
var z = List<int>; // New in 2.15.
var z = typeOf<List<int>>(); // Pre-2.15 workaround.

改进 dart:core 库中的枚举

我们为 dart:core 库的枚举 API 添加了许多优化 (语言问题 #1511^[10])。现在您可以通过 .name 获取每个枚举值的 String 值:

enum MyEnum {
 one, two, three
}
void main() {
 print(MyEnum.one.name);  // Prints "one".
}

还可以按名称查找枚举值:

print(MyEnum.values.byName('two') == MyEnum.two);  // Prints "true".

最后，您可以获得所有名称-值对的映射:

final map = MyEnum.values.asNameMap();
print(map['three'] == MyEnum.three);  // Prints "true".

请参阅此 Flutter PR^[11] 查看这些新 API 的使用示例。

压缩指针

Dart 2.15 增加了对压缩指针的支持，这样，如果只需要支持 32 位的地址空间 (最多 4 GB 内存)，则 64 位 SDK 可以使用更加节省空间的指针表示形式。压缩指针显著减少了内存占用，在对 Google Pay 应用的内部测试中，我们发现 Dart 堆的体积减少了大约 10%。

压缩指针意味着无法处理 4 GB 以上的可用 RAM，因此该功能只存在于 Dart SDK 的配置选项中，只能在构建 SDK 时由 Dart SDK 的嵌入器启用。Flutter SDK 2.8 版已为 Android 构建启用此配置，Flutter 团队正在考虑在后续版本中 为 iOS 构建启用此配置^[12]。

Dart SDK 中包含 Dart DevTools

以往 Dart SDK 不提供调试和性能工具的 DevTools 套件^[13]，您需要单独下载。从 Dart 2.15 开始，下载 Dart SDK 时也会获取 DevTools，无需进一步的安装步骤。有关在 Dart 命令行应用中使用 DevTools 的更多信息，请参阅 DevTools 文档^[14]。

面向 package 发布者的新 pub 功能

Dart 2.15 SDK 在 dart pub 开发者命令和 pub.dev^[15] package repo 中还新增了两个功能。

首先，为 package 发布者新增了一个安全功能，用于检测发布者在 pub package 中意外发布 secret，例如 Cloud 或 CI 凭据。在了解到 GitHub repo 中 每天都有数以千计的 secret 被泄露后^[16]，我们便决定添加这个泄露检测功能。

泄露检测作为 dart pub publish 命令中的预发布验证的一部分运行。如果它在即将发布的文件中检测到潜在的 secret，publish 命令会退出，而不进行发布，并打印如下输出:

Publishing my_package 1.0.0 to https://pub.dartlang.org:
Package validation found the following errors:
* line 1, column 1 of lib/key.pem: Potential leak of Private Key detected.
╷
1 │ ┌ - - -BEGIN PRIVATE KEY - - -
2 │ │ H0M6xpM2q+53wmsN/eYLdgtjgBd3DBmHtPilCkiFICXyaA8z9LkJ
3 │ └ - - -END PRIVATE KEY - - -
╵
* line 2, column 23 of lib/my_package.dart: Potential leak of Google OAuth Refresh Token detected.
╷
2 │ final refreshToken = "1//042ys8uoFwZrkCgYIARAAGAQSNwF-L9IrXmFYE-sfKefSpoCnyqEcsHX97Y90KY-p8TPYPPnY2IPgRXdy0QeVw7URuF5u9oUeIF0";

在极少数情况下，此项检测可能会出现误报，将您实际上打算发布的内容或文件标记为潜在泄露。在这些情况下，您可以将文件添加到 许可名单^[17] 中。

其次，我们还为发布者添加了另一个功能: 撤销已发布的 package 版本。当发布了有问题的 package 版本时，我们通常的建议是发布一个小幅升级的新版本来修复意外问题。但在极少数情况下，例如您尚未修复这些问题，或是您在原打算只发布一个次要版本时意外发布了一个主要版本，那么您就可以使用新的 package 撤销功能^[18]，作为最后的补救方法。此功能在 pub.dev 的管理界面中提供:

在 package 版本被撤销后，pub 客户端在 pub get 或 pub upgrade 中将不再解析该版本。如果有开发者已经解析该撤销的版本 (并存在于他们的 pubspec.lock 文件中)，他们将在下次运行 pub 时看到警告:

$ dart pub get
Resolving dependencies…
mypkg 0.0.181-buggy (retracted, 0.0.182-fixed available)
Got dependencies!

检测双向 Unicode 字符的安全性分析 (CVE-2021–22567)

最近发现了一个涉及双向 Unicode 字符的通用编程语言漏洞 (CVE-2021–42574^[19])。这个漏洞影响了大多数支持 Unicode 的现代编程语言。下面的 Dart 源代码演示了这个问题:

main() {
 final accessLevel = 'user';
 if (accessLevel == 'user .⁦// Check if admin⁩ ⁦') {
   print('You are a regular user.');
 } else {
   print('You are an admin.');
 }
}

您可能会认为该程序会打印出 You are a regular user.，但实际上它打印出的是 You are an admin.！通过使用包含双向 Unicode 字符的字符串，您就可能会造成这一漏洞。这些双向字符针对在同一行的文本，可以将文本的方向由从左到右更改为从右到左，反之亦然。双向字符文本在屏幕上的呈现与实际文本内容截然不同。您可以进一步查看此 GitHub gist 示例^[20]。

针对此漏洞的缓解措施包括使用检测双向 Unicode 字符的工具 (编辑器、代码审查工具等)，以便开发者发现它们，并在知情的情况下使用这些字符。上面提到的 GitHub gist 文件查看器便是发现这些字符的工具的一个例子。

Dart 2.15 引入了进一步的缓解措施 (Dart 安全建议 CVE-2021–22567^[21])。现在，Dart 分析器会扫描双向 Unicode 字符，并标记对它们的任何使用:

$ dart analyze
Analyzing cvetest...                   2.6s
info • bin/cvetest.dart:4:27 • The Unicode code point 'U+202E'
      changes the appearance of text from how it's interpreted
      by the compiler. Try removing the code point or using the
      Unicode escape sequence '\u202E'. •
      text_direction_code_point_in_literal

我们建议用 Unicode 转义序列替换这些字符，这样它们就可在任何文本编辑器或查看器中显示出来。或者，如果您确实正当使用了这些字符，您可以在使用这些字符的代码行之前添加覆盖语句来禁用警告:

// ignore: text_direction_code_point_in_literal

使用第三方 pub 服务器时的 pub.dev 凭据漏洞 (CVE-2021–22568)

我们也发布了第二个与 pub.dev 相关的 Dart 安全建议: CVE-2021–22568^[22]。此建议针对可能将 package 发布到第三方 pub package 服务器 (例如私人或公司内部 package 服务器) 的 package 发布者。仅将 package 发布到公开 pub.dev repo (标准配置) 的开发者 不受此漏洞的影响。

如果您已经将 package 发布至第三方 repo，那么漏洞是: 用于在第三方 repo 进行身份验证的 OAuth2 临时 (一小时) 访问令牌可能被误用，以在公开 pub.dev repo 上进行身份验证。因此恶意的第三方 pub 服务器可能会使用访问令牌，在 pub.dev 上冒充您，并发布 package。如果您已经将 package 发布到一个不受信任的第三方 package repo，请考虑审查您的帐号在 pub.dev 公开 package repo 上的所有活动。我们推荐您使用 pub.dev 活动日志^[23] 进行查看。

最后

希望您喜欢 已经推出^[24] 的 Dart 2.15 中的新功能。这是我们今年的最后一个版本，我们想借此机会表达我们对美妙的 Dart 生态系统的感谢。感谢大家的宝贵反馈，以及对我们一直以来的支持，感谢大家在过去的一年中在 pub.dev^[25] 上发布的数千个 package，它们丰富了我们的生态系统。我们迫切期待明年再次投入工作，我们计划在 2022 年推出很多激动人心的内容。预祝大家新年快乐，好好享受即将到来的假期吧！

参考资料

[1]

isolate: https://dart.cn/guides/language/concurrency

[2]

数据争用等竞态条件: https://en.wikipedia.org/wiki/Race_condition#In_software

[3]

消息传递: https://dart.cn/guides/language/concurrency#sending-multiple-messages-between-isolates

[4]

Isolate.exit(): https://api.dart.cn/stable/2.15.0/dart-isolate/Isolate/exit.html

[5]

compute(): https://api.flutter-io.cn/flutter/foundation/compute-constant.html

[6]

SendPort.send(): https://api.dart.cn/stable/2.15.0/dart-isolate/SendPort/send.html

[7]

Dart 中的并发: https://dart.cn/guides/language/concurrency

[8]

代码示例: https://github.com/dart-lang/samples/tree/master/isolates

[9]

#216: https://github.com/dart-lang/language/issues/2

[10]

#1511: https://github.com/dart-lang/language/issues/1511

[11]

Flutter PR: https://github.com/flutter/flutter/pull/94496/files

[12]

为 iOS 构建启用此配置: https://github.com/flutter/flutter/issues/94753

[13]

DevTools 套件: https://dart.cn/tools/dart-devtools#using-devtools-with-a-command-line-app

[14]

DevTools 文档: https://dart.cn/tools/dart-devtools#

[15]

pub.dev: https://pub.dev

[16]

每天都有数以千计的 secret 被泄露后: https://www.ndss-symposium.org/wp-content/uploads/2019/02/ndss2019_04B-3_Meli_paper.pdf

[17]

许可名单: https://dart.cn/tools/pub/pubspec#false_secrets

[18]

package 撤销功能: https://dart.cn/tools/pub/publishing#retract

[19]

CVE-2021–42574: https://nvd.nist.gov/vuln/detail/CVE-2021-42574

[20]

GitHub gist 示例: https://gist.github.com/mit-mit/7dda00ca6278ce7d2555f78d59d9e67b?h=1

[21]

Dart 安全建议 CVE-2021–22567: https://github.com/dart-lang/sdk/security/advisories/GHSA-8pcp-6qc9-rqmv

[22]

CVE-2021–22568: https://github.com/dart-lang/sdk/security/advisories/GHSA-r32f-vhjp-qhj7

[23]

pub.dev 活动日志: https://pub.dev/my-activity-log

[24]

已经推出: https://dart.cn/get-dart

[25]

pub.dev: https://pub.dev