O caminho para o Dart 3: uma linguagem com sound null safety completo

Nos últimos quatro anos, evoluímos o Dart para uma linguagem rápida, portável e moderna. Nossa próxima versão, o Dart 3, completa a jornada até uma linguagem com sound null safety completo. Como último passo dessa jornada, estamos removendo vários artefatos históricos da linguagem Dart e do SDK, incluindo a remoção do suporte à execução sem sound null safety. Isso torna o Dart mais fácil de aprender e nos permite evoluir o SDK do Dart para suportar novos recursos com mais rapidez. Para conhecer as principais mudanças no Dart 3 e como preparar da melhor forma seus apps e pacotes, continue lendo!

Muitas linguagens de programação modernas oferecem null safety (também conhecido como void safety). Isso evita problemas de desreferenciamento de null, que Tony Hoare chamou de "o erro de um bilhão de dólares": “Isso causou inúmeros erros, vulnerabilidades e travamentos de sistemas, que provavelmente custaram um bilhão de dólares em prejuízos e danos nos últimos quarenta anos” (Hoare 2009). Para resolver isso, linguagens como Swift, C# e Kotlin oferecem um sistema de tipos no qual você pode declarar variáveis como não nulas (que nunca podem conter o valor null) ou nuláveis (que podem conter um valor ou null). Esse sistema de tipos pode ser combinado com análise estática para detectar qualquer atribuição de null a variáveis não nulas. O suporte a null safety na linguagem Dart usa um modelo semelhante, tornando as variáveis não nulas por padrão e permitindo null apenas quando declarado explicitamente.

Indo um passo além, o Dart introduz sound null safety em uma linguagem já existente. Um sistema sólido garante que uma variável não nula nunca contenha o valor null. Durante o planejamento inicial do null safety do Dart, exploramos esse tema e as escolhas que outras linguagens haviam feito. O design do Swift já incluía solidez desde o início. O TypeScript não é sólido por natureza, já que seu sistema de tipos subjacente permite tratar qualquer objeto como qualquer tipo estático. Como você pode ver neste exemplo em TypeScript, podemos atribuir um valor null a uma variável não nula. Por motivos de ergonomia e para evitar a migração de todo o código existente, o C# tem várias exceções às suas verificações de null. O Kotlin tem algumas exceções não sólidas, em parte por causa do objetivo de interoperar com Java. Como você pode ver neste exemplo em Kotlin, tipos genéricos podem fazer valores null chegarem a uma lista declarada para conter elementos não nulos.

Para o Dart, escolhemos o caminho do sound null safety. Isso envolveu um compromisso. Em alguns casos, tornou a migração para null safety um pouco mais cara, mas resulta em um sistema de tipos sólido, com confiança total nas anotações de tipo não nulo. Podemos fazer otimizações nos nossos compiladores e runtimes com base no aspecto de nulabilidade do sistema de tipos. Sabemos exatamente quando uma variável não é null. Achamos que esse foi o conjunto certo de compromissos para o Dart.

Issue de acompanhamento: SDK #49530.

Já faz três anos desde que introduzimos o null safety na linguagem Dart, no Dart 2.12. Como mencionado na seção anterior, reconhecemos o impacto necessário para migrar pacotes e apps Dart existentes. Para ajudar na migração, o Dart tem permitido executar o código dos seus apps de três maneiras. Ele pode rodar sem null safety, em um modo misto com null safety parcial, ou com sound null safety completo. O sound null safety completo acontece quando 100% do código, incluindo todas as dependências, foi migrado. Isso deu aos desenvolvedores Dart tempo para migrar o código existente aos poucos. Porém, ter suporte a vários modos adicionou overhead e complexidade.

Primeiro, os desenvolvedores Dart precisam conhecer os três modos. Sempre que você lê um trecho de código Dart, precisa verificar a versão da linguagem para ver se os tipos são não nulos por padrão, nuláveis por padrão ou alguma combinação dos dois.

Segundo, oferecer suporte aos três modos nos nossos compiladores e runtimes torna a evolução do SDK do Dart mais lenta. Esse suporte aumenta o custo e a complexidade de adicionar novos recursos.

No Dart 3, o sound null safety será, como mencionado e anunciado anteriormente, o único modo suportado. Arquivos pubspec com uma restrição de SDK cujo limite inferior seja menor que 2.12 vão parar de resolver no Dart 3 e versões posteriores. Qualquer código-fonte que contenha marcadores de linguagem falhará se você definir a restrição para uma versão menor que 2.12 (por exemplo, // @dart=2.9).

Com base na nossa telemetria, acreditamos que cerca de 85% de todas as execuções de flutter run usam sound null safety atualmente. Se você tem apps ou pacotes nos 15% restantes, por favor migre antes do lançamento do Dart 3, que esperamos que aconteça por volta de meados de 2023.

Entendemos que a migração de grandes bases de código pode levar algum tempo. Acreditamos que você vai achar a migração compensadora. A BMW migrou recentemente o app principal MyBMW, um app muito grande, criado por uma equipe de cerca de 300 desenvolvedores:

“Embora a migração para null safety certamente não tenha sido fácil para uma base de código de grande escala como a do app MyBMW, as ferramentas do Google nos ajudaram muito no processo de migração. Depois de concluir a migração, temos o prazer de contar com uma base de código menos propensa a erros.”, Christian Schmid, BMW AG

Para saber mais sobre migração, veja o vídeo a seguir ou confira o guia de migração.

Junto com a mudança de null safety, estamos fazendo algumas outras mudanças para remover artefatos históricos da linguagem Dart e das APIs da biblioteca principal. Essas mudanças incluem a remoção de APIs descontinuadas da biblioteca principal (#49529), a remoção de uma sintaxe histórica para valores padrão de parâmetros (#2357) e a exigência de que os tear-offs sejam explícitos (#2399).

Acreditamos que essas mudanças têm baixo impacto em código migrado para usar null safety. Quando lançarmos o primeiro build alpha do Dart 3, você poderá testar rapidamente se alguma dessas mudanças menores e incompatíveis se aplica aos seus pacotes ou apps.

O Dart 3 também deve trazer uma série de novas capacidades, incluindo melhor interoperabilidade com outras linguagens de programação e novos recursos da linguagem. Vamos falar muito mais sobre esse tema no nosso próximo grande evento, o Flutter Forward, em 25 de janeiro de 2023.

Vamos dar uma prévia de um recurso da linguagem, chamado patterns. Patterns tornam a linguagem Dart muito mais expressiva, adicionam suporte a dados mais estruturados e permitem um estilo mais funcional, com tipos algébricos de dados.

O código a seguir mostra um exemplo de uma função que retorna múltiplos valores, combinado com a capacidade de desestruturar esses valores em variáveis individuais:

// A function which returns a record -- in this case a pair of two doubles:
(double x, double y) getLocation(String name) {
  if (name == 'Aarhus') {
    return (56.1629, 10.2039);
  } else {
    ...
  }
}
​
// Deconstructing the returned record back into individual variables:
void main(List<String> arguments) {
  final (lat, long) = getLocation('Aarhus');
  print('Current location: $lat, $long');
}
​
// You can also define a hierarchy of classes, and then pattern match on those:
sealed class Shape {
  double calculateArea();
}
​
class Square implements Shape {
  final double length;
  Square(this.length);
  double calculateArea() => length * length;
}
​
class Circle implements Shape {
  final double radius;
  ...
}
​
double calculateArea(Shape shape) => switch (shape) {
  Square(length: var l) => l * l,
  Circle(radius: var r) => math.pi * r * r
};

Vamos compartilhar muitos outros detalhes sobre esse novo recurso no início do próximo ano. Para ver uma prévia, você pode consultar a especificação da linguagem.

Trabalhamos em uma infinidade de possíveis novos recursos em paralelo, passando da ideação para a experimentação e, depois, para um possível lançamento. Como consequência, parte do trabalho atual será concluída depois do Dart 3.

Primeiro, como mencionamos no ano passado, estamos trabalhando no suporte à compilação de código Dart para WebAssembly (Wasm). O Wasm permite que apps Flutter Web rodem como código nativo completo nos navegadores. Este é um trabalho grande, que exige mais do que atualizar os compiladores do Dart. Ele requer colaboração com o W3C e com os fabricantes de navegadores para adicionar suporte a linguagens com coleta de lixo no Wasm, por meio da extensão WasmGC.

Segundo, estamos trabalhando em macros. Elas possibilitam a metaprogramação estática. Esse mecanismo poderoso permite que um trecho de código (uma macro) modifique e estenda o código-fonte de um programa durante a compilação do programa. Por exemplo, isso pode reduzir o código repetitivo necessário para desserializar JSON ou criar classes de dados.

Você pode esperar esses recursos, e outros igualmente interessantes, depois do Dart 3.

Como mencionado nas seções anteriores, se você ainda não migrou para sound null safety, esse é o primeiro passo. Recomendamos que você faça isso agora!

Em seguida, o Dart 3 será lançado em uma série de marcos. Nossas expectativas atuais giram em torno destas datas:

• Por volta de janeiro/fevereiro de 2023: lançamento do alpha do Dart 3. Ele se concentra em permitir testes iniciais de compatibilidade com o Dart 3. Esperamos que você consiga executar a análise estática (dart analyze / flutter analyze). Nosso objetivo é que qualquer app ou pacote que passe na análise estática com o alpha do Dart 3 seja compatível com o Dart 3 estável.

• Por volta de março/abril de 2023: lançamento do beta do Dart 3. Esta versão apresenta os novos recursos do Dart 3. Você pode usá-la para experimentar esses recursos e enviar feedback sobre issues ou sugestões de melhorias.

• Por volta de meados de 2023: lançamento estável do Dart 3. O sound null safety se torna o único modo suportado.

A versão Dart 3 está prevista para ser lançada por volta de meados de 2023. Ela conterá várias mudanças incompatíveis, principalmente a descontinuação da execução sem sound null safety. Esperamos ter um build alpha do Dart 3 pronto por volta de janeiro ou fevereiro de 2023, que você poderá usar para testes de compatibilidade com o Dart 3.

Para preparar seus apps:

• Conclua quaisquer migrações de null safety pendentes

• Verifique se o seu código não usa nenhuma API descontinuada

• Execute o dart fix.

O Dart 3 também terá vários novos recursos poderosos, como os patterns. Esperamos ter um beta do Dart 3 na primavera que demonstre todas as novas funcionalidades.