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一篇文章带你彻底搞懂Kotlin的协程

2024-10-23 来源:个人技术集锦

协程是什么


本质上,协程是轻量级的线程。

协程关键名词


val job = GlobalScope.launch {

delay(1000)

println(“World World!”)

}

  • CoroutineScope(作用范围)

控制协程代码块执行的线程,生命周期等,包括GlobeScope、lifecycleScope、viewModelScope以及其他自定义的CoroutineScope

GlobeScope:全局范围,不会自动结束执行

lifecycleScope:生命周期范围,用于activity等有生命周期的组件,在DESTROYED的时候会自动结束,需额外引入

viewModelScope:viewModel范围,用于ViewModel中,在ViewModel被回收时会自动结束,需额外引入

  • Job(作业)

协程的计量单位,相当于一次工作任务,launch方法默认返回一个新的Job

  • suspend(挂起)

作用于方法上,代表该方法是耗时任务,例如上面的delay方法

public suspend fun delay(timeMillis: Long) {

}

协程的引入


主框架($coroutines_version替换为最新版本,如1.3.9,下同)

implementation “org.jetbrains.kotlinx:kotlinx-coroutines-core:$coroutines_version”

lifecycleScope(可选,版本2.2.0)

implementation ‘androidx.activity:activity-ktx:$lifecycle_scope_version’

viewModelScope(可选,版本2.3.0-beta01)

implementation “androidx.lifecycle:lifecycle-viewmodel-ktx:$coroutines_viewmodel_version”

简单使用


先举个简单例子

lifecycleScope.launch {

delay(2000)

tvTest.text=“Test”

}

上面这个例子实现的功能是等待2秒,然后修改id为tvTest的TextView控件的text值为Test

自定义延迟返回方法

在kotlin里面,对于需要延迟才能返回结果的方法,需要用suspend标明

lifecycleScope.launch {

val text=getText()

tvTest.text = text

}

suspend fun getText():String{

delay(2000)

return “getText”

}

如果在其他线程,需要使用Continuation进行线程切换,可使用suspendCancellableCoroutine 或 suspendCoroutine包裹(前者可取消,相当于后者的扩展),成功调用it.resume(),失败调用it.resumeWithException(Exception()),抛出异常

suspend fun getTextInOtherThread() = suspendCancellableCoroutine {

thread {

Thread.sleep(2000)

it.resume(“getText”)

}

}

异常捕获

协程里面的失败都可以通过异常捕获,来统一处理特殊情况

lifecycleScope.launch {

try {

val text=getText()

tvTest.text = text

} catch (e:Exception){

e.printStackTrace()

}

}

取消功能

下面执行了两个job,第一个是原始的,第二个是在1秒后取消第一个job,这会导致tvText的文本并不会改变

val job = lifecycleScope.launch {

try {

val text=getText()

tvTest.text = text

} catch (e:Exception){

e.printStackTrace()

}

}

lifecycleScope.launch {

delay(1000)

job.cancel()

}

设置超时

这个相当于系统封装了自动取消功能,对应函数withTimeout

lifecycleScope.launch {

try {

withTimeout(1000) {

val text = getText()

tvTest.text = text

}

} catch (e:Exception){

e.printStackTrace()

}

}

带返回值的Job

与launch类似的还有一个async方法,它会返回一个Deferred对象,属于Job的扩展类,Deferred可以获取返回的结果,具体使用如下

lifecycleScope.launch {

val one= async {

delay(1000)

return@async 1

}

val two= async {

delay(2000)

return@async 2

}

Log.i(“scope test”,(one.await()+two.await()).toString())

}

高级进阶


自定义CoroutineScope

先看CoroutineScope源码

public interface CoroutineScope {

public val coroutineContext: CoroutineContext

}

CoroutineScope中主要包含一个coroutineContext对象,我们要自定义只需实现coroutineContext的get方法

class TestScope() : CoroutineScope {

override val coroutineContext: CoroutineContext

get() = TODO(“Not yet implemented”)

}

要创建coroutineContext,得要先知道CoroutineContext是什么,我们再看CoroutineContext源码

/**

  • Persistent context for the coroutine. It is an indexed set of [Element] instances.

  • An indexed set is a mix between a set and a map.

  • Every element in this set has a unique [Key].

*/

public interface CoroutineContext {

public operator fun get(key: Key): E?

public fun fold(initial: R, operation: (R, Element) -> R): R

public operator fun plus(context: CoroutineContext): CoroutineContext =

public fun minusKey(key: Key<*>): CoroutineContext

public interface Key

public interface Element : CoroutineContext {

}

}

通过注释说明,我们知道它本质就是一个包含Element的集合,只是不像set和map集合一样,它自己实现了获取(get),折叠(fold,添加和替换的组合),相减(minusKey,移除),对象组合(plus,如val coroutineContext=coroutineContext1+coroutineContext2)

它的主要内容是Element,而Element的实现有

  • Job 任务

  • ContinuationInterceptor 拦截器

  • AbstractCoroutineContextElement

  • CoroutineExceptionHandler

  • ThreadContextElement

  • DownstreamExceptionElement

可以看到很多地方都有实现Element,它主要目的是限制范围以及异常的处理。这里我们先了解两个重要的Element,一个是Job,一个是CoroutineDispatcher

Job
  • Job:子Job取消,会导致父job和其他子job被取消;父job取消,所有子job被取消

  • SupervisorJob:父job取消,所有子job被取消

CoroutineDispatcher
  • Dispatchers.Main:主线程执行

  • Dispatchers.IO:IO线程执行

我们模拟一个类似lifecycleScope的自定义TestScope

class TestScope() : CoroutineScope {

override val coroutineContext: CoroutineContext

get() = SupervisorJob() +Dispatchers.Main

}

这里我们定义了一个总流程线SupervisorJob()以及具体执行环境Dispatchers.Main(Android主线程),假如我们想替换掉activity的lifecycleScope,就需要在activity中创建实例

val testScope=TestScope()

然后在activity销毁的时候取消掉所有job

override fun onDestroy() {

testScope.cancel()

super.onDestroy()

}

其他使用方式同lifecycleScope,如

testScope.launch{

val text = getText()

tvTest.text = text

}

深入理解Job

CoroutineScope中包含一个主Job,之后调用的launch或其他方法创建的job都属于CoroutineScope的子Job,每个job都有属于自己的状态,其中包括isActive、isCompleted、isCancelled,以及一些基础操作start()、cancel()、join(),具体的转换流程如下

我们先从创建job开始,当调用launch的时候默认有三个参数CoroutineContext、CoroutineStart以及代码块参数。

  • context:CoroutineContext的对象,默认为CoroutineStart.DEFAULT,会与CoroutineScope的context进行折叠

  • start:CoroutineStart的对象,默认为CoroutineStart.DEFAULT,代表立即执行,同时还有CoroutineStart.LAZY,代表非立即执行,必须调用job的start()才会开始执行

val job2= lifecycleScope.launch(start = CoroutineStart.LAZY) {

delay(2000)

Log.i(“scope test”,“lazy”)

}

job2.start()

当使用这种模式创建时默认就是new状态,此时isActive,isCompleted,isCancelled都为false,当调用start后,转换为active状态,其中只有isActive为true,如果它的任务完成了则会进入Completing状态,此时为等待子job完成,这种状态下还是只有isActive为true,如果所有子job也完成了则会进入Completed状态,只有isCompleted为true。如果在active或Completing状态下出现取消或异常,则会进入Cancelling状态,如果需要取消父job和其他子job则会等待它们取消完成,此时只有isCancelled为true,取消完成后最终进入Cancelled状态,isCancelled和isCompleted都为true

| State | isActive | isCompleted | isCancelled |

| — | — | — | — |

| | | | |

| New | FALSE | FALSE | FALSE |

| Active | TRUE | FALSE | FALSE |

| Completing | TRUE | FALSE | FALSE |

| Cancelling | FALSE | FALSE | TRUE |

| Cancelled | FALSE | TRUE | TRUE |

| Completed | FALSE | TRUE | FALSE |

不同job交互需使用join()与cancelAndJoin()

  • join():将当前job添加到其他协程任务里面

  • cancelAndJoin():取消操作,只是添加进去后再取消

val job1= GlobleScope.launch(start = CoroutineStart.LAZY) {

delay(2000)

Log.i(“scope test”,“job1”)

}

lifecycleScope.launch {

job1.join()

delay(2000)

Log.i(“scope test”,“job2”)

}

深入理解suspend

suspend作为kotlin新增的方法修饰词,最终实现还是java,我们先看它们的差异性

suspend fun test1(){}

fun test2(){}

对应java代码

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