Kotlin 协程 基本认识

Posted 2022-06-02 匆忙拥挤repeat

文章目录

• I. 协程(coroutine) kotlin的线程切换框架
• II. 挂起函数 suspend fun
• • withContext()，kotlin提供的一个挂起函数：
• III. 创建协程
• • a. 协程作用域 CoroutineScope
  • b. launch()
  • c. async()
  • d. runBlocking()
  • e. 协程启动模式 CoroutineStart
  • f. Job
  • g. Deferred
  • h. Dispatchers 调度器
  • i. 其它挂起函数
• IV. 使用流程

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I. 协程(coroutine) kotlin的线程切换框架

典型的应用：

• 开启一个协程，指定 CoroutineContex 协程上下文(包含运行的线程及线程池等)
• 内部包含其它协程(这样的操作较少)、挂起函数(较多)、多线程操作代码(较多)等；
• 遇到挂起函数，会进入到函数内，切换线程到挂起函数指定的线程，并执行完后，再切回原线程，继续执行。

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II. 挂起函数 suspend fun

挂起函数，会挂起协程；挂起，不是阻塞。
最直接的用法就是在主线程中，遇到一个挂起函数，进入到挂起函数内去执行；

如果该挂起函数，又被一个协程指定了线程，那么会切换线程运行；
不管切不切线程，挂起函数执行完后，才继续向下执行。
但是，若不是由一个子协程来指定切线程，那么就不会等到该线程完全执行完毕的。(如使用了Thread、ThreadPoolExecutor来启动线程)

decompile 会看到， 挂起函数封装成 Continuation 对象，通过Continuation#resumeWith(result:Result<T>) 获取结果，result.isFailure/isSuccess 挂起函数 失败/成功；外部拿到挂起函数的结果后，再向后执行。

suspend 本身不能让函数被挂起。结合运用在协程内，或在其它挂起函数内来执行挂起操作。
挂起函数，要求被一个协程或另一个挂起函数调用，最终的目的，还是要被协程来运行。

suspend fun m() 
	//withContext 是一个挂起函数
	withContext(Dispatchers.IO) 
		...
	

挂起函数一旦挂起协程(不一定会切换线程)，就会暂停协程代码不向下运行，直到挂起函数执行完。

withContext()，kotlin提供的一个挂起函数：

public suspend fun <T> withContext(
		context: kotlin.coroutines.CoroutineContext, 
		block: suspend kotlinx.coroutines.CoroutineScope.() -> T
	) : T    

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III. 创建协程

a. 协程作用域 CoroutineScope

创建 CoroutineScope：

• runBlocking() 阻塞式。会等到内部所有子协程与挂起函数执行完成。内部会创建 BlockingCoroutine 阻塞式协程对象
• MainScope() 标准库中并没有具体的实现(写个控制台demo会报错)。android中是有的。主线程的协程作用域。
• GlobalScope 是一个 object class。全局作用域。它不会随父级的非全局作用域的取消而取消。
• 自定义实现

class MyCoroutineScope(
		override val coroutineContext: CoroutineContext
	) : CoroutineScope

CoroutineScope 的扩展函数：

• launch() 非阻塞。默认依赖 CoroutineScope 的 CoroutineContext。返回 Job 。内部会创建 StandaloneCoroutine对象(它实现了Job, Continuation, CoroutineScope )。
• async() 非阻塞。会创建新的 CoroutineContext。内部创建DeferredCoroutine对象(它们Deferred, Job, Continuation, CoroutineScope DefaultDispatcher)

b. launch()

public fun kotlinx.coroutines.CoroutineScope.launch(
		context: kotlin.coroutines.CoroutineContext, 
		start: kotlinx.coroutines.CoroutineStart, 
		block: suspend kotlinx.coroutines.CoroutineScope.() -> kotlin.Unit
	) : kotlinx.coroutines.Job   

关于参数：
context : CoroutineContext 协程上下文
start : CoroutineStart 协程启动模式
block : 一个挂起的、CoroutineScope 的、 匿名的扩展函数。内部由函数 coroutineScope(block) 创建 CoroutineScope 协程作用域 对象。
注： CoroutineScope.() 就像扩展函数一样声明的，只是没有函数名。然而通过测试发现，block的调用，实际上需要传入的是一个CoroutineScope对象，所以在调用block函数的时候会创建CoroutineScope对象。
写了个例子，

fun test(v: Int, block: Int.()  -> Double) 
   println(block(v * 2)) //println 2048.0

fun calc(a: Int): Double 
   return (a shl 10) * 1.0 //2<<10 = 2048

test(1) 
   calc(this)
   //18.5

调用test()，传入一个int参数，和一个函数； 即 calc(this) 这个整体就是 test中的 block参数；
test() 实现中，打印 block()的返回值； block 需要一个Int形参数，这里对 v 乘以 2；
block <==> calc(this) ，这时this = 2，calc函数运行后得到 2048.0；
最后，block 的返回值 2048.0 被 println() 出来
 
如果把注释中的 “18.5” 语句打开，那它就是 block() 的返回值。 kotlin 语法，在这里会把最后一行代码的结果当成返回值。

c. async()

public fun <T> kotlinx.coroutines.CoroutineScope.async(
		context: kotlin.coroutines.CoroutineContext, 
		start: kotlinx.coroutines.CoroutineStart, 
		block: suspend kotlinx.coroutines.CoroutineScope.() -> T
	): kotlinx.coroutines.Deferred<T>  

d. runBlocking()

public fun <T> runBlocking(
		context: kotlin.coroutines.CoroutineContext,  
		block: suspend kotlinx.coroutines.CoroutineScope.() -> T
	): T   

这几个函数在声明时，context 、start 都赋予了默认值。
context: CoroutineContext = EmptyCoroutineContext,
start: CoroutineStart = CoroutineStart.DEFAULT,

e. 协程启动模式 CoroutineStart

public enum class CoroutineStart 
    DEFAULT, 						//默认的模式，立即执行协程体
    LAZY,							//只有在需要的情况下运行
    @ExperimentalCoroutinesApi		//实验性 协程 api
    ATOMIC,							//
    @ExperimentalCoroutinesApi
    UNDISPATCHED;					//

f. Job

主要成员函数：

• jon() 等待协程执行完。( 类似 Thread#join() )
• cancel() 取消协程。协程中的所有挂起函数都是可取消的。它们检查协程的取消，并在取消时抛出CancellationException。
• cancelAndJoin() 内部就是先cancel()再join()。等待取消操作完成

g. Deferred

它是Job的子接口。 主要有一个 await()。
await() 是一个 suspend 函数，它有返回类型<T>。
调用了它，就会挂起协程，执行完后获得一个结果 T 。

h. Dispatchers 调度器

实现自 CoroutineContext 。

public actual object Dispatchers 
	public actual val Default: CoroutineDispatcher = createDefaultDispatcher()
	public actual val Main: MainCoroutineDispatcher get() = 
			MainDispatcherLoader.dispatcher
	public actual val Unconfined: CoroutineDispatcher = 
			kotlinx.coroutines.Unconfined
	public val IO: CoroutineDispatcher = DefaultScheduler.IO

Main 安卓中能使用，即 UI 线程；控制台中不能使用，未实现。
IO 内部线程池中的一个dispatcher线程；执行磁盘或网络 I/O 密集型；
Default 内部线程池中的一个dispatcher线程，执行cpu 密集型；
Unconfined 非限制

i. 其它挂起函数

• delay() 协程挂起多少毫秒。( 类似 Thread.sleep() )
• yield() 如果可能，将当前协程Dispatchers的线程(或线程池)提供给其他协程序运行。 ( 类似 Thread.yield() ) 。 如下例，会交错输出：

// 同是 Main、Default、Unconfined，才会在 yield 切换运行的协程时，在同一线程中。
// IO 会创建新线程。 Default 内部是一个线程池。
runBlocking 
    launch(Dispatchers.Unconfined, CoroutineStart.LAZY) 
        for (i in 0..3) 
            println("aaaa $Thread.currentThread().name")
            yield()
        
    
    launch(Dispatchers.Unconfined, CoroutineStart.LAZY) 
        for (i in 0..3) 
            println("bbbb  $Thread.currentThread().name")
            yield()
        
    

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IV. 使用流程

• 先要创建协程作用域(同时，内部就会创建一个协程)
• 协程作用域内，除普通代码外，可以含有其它协程与挂起函数(当然挂起函数内也可以再有子协程)
• 可以指定 CoroutineContext、Dispatchers、CoroutineStart
• 是否需要对协程进行 join、cancel 操作，还是要 await 结果；以此来选择使用 lanuch()还是async()；
  Deferred 是 Job的子类，也有 join、cancel 操作，其
• withContext 是一个挂起函数。 使用它，即不关心 协程的 join、cancel、await 操作

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