谈谈我对 Kotlin 中协程的理解
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篇首语：本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理，主要介绍了谈谈我对 Kotlin 中协程的理解相关的知识，希望对你有一定的参考价值。
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1 协程(Coroutines)是什么
kotlin官方文档说：本质上，协程是轻量级的线程。
从面试角度考查对协程的了解：（2020.8.7 新增）
协程是轻量级的线程，为什么是轻量的？可以先告诉大家结论，因为它基于线程池API，所以在处理并发任务这件事上它真的游刃有余。
有可能有的同学问了，既然它基于线程池，那我直接使用线程池或者使用 android 中其他的异步任务解决方式，比如 Handler、RxJava等，不更好吗？
协程可以使用阻塞的方式写出非阻塞式的代码，解决并发中常见的回调地狱，这是其最大的优点。
从 Android 开发者的角度去理解它们的关系：
- 我们所有的代码都是跑在线程中的，而线程是跑在进程中的。
- 协程没有直接和操作系统关联，但它不是空中楼阁，它也是跑在线程中的，可以是单线程，也可以是多线程。
- 单线程中的协程总的执行时间并不会比不用协程少。
- Android 系统上，如果在主线程进行网络请求，会抛出
NetworkOnMainThreadException，对于在主线程上的协程也不例外，这种场景使用协程还是要切线程的。
我们学习Kotlin 中的协程，一开始确实可以从线程控制的角度来切入。因为在 Kotlin 中，协程的一个典型的使用场景就是线程控制。就像 Java 中的 Executor 和 Android 中的 AsyncTask，Kotlin 中的协程也有对 Thread API 的封装，让我们可以在写代码时，不用关注多线程就能够很方便地写出并发操作。
小结：
-
协程最常用的功能是并发，而并发的典型场景就是多线程。
-
协程设计的初衷是为了解决并发问题，让 协作式多任务实现起来更加方便。
-
简单理解
Kotlin协程的话，就是封装好的线程池，也可以理解成一个线程框架。 -
那么Kotlin中的协程是通过什么来实现异步操作的呢？它使用的是一种叫做 挂起 的机制。
协程的开发人员 Roman Elizarov 是这样描述协程的：
协程就像非常轻量级的线程。线程是由系统调度的，线程切换或线程阻塞的开销都比较大。而协程依赖于线程，但是协程挂起时不需要阻塞线程，几乎是无代价的，协程是由开发者控制的。所以协程也像用户态的线程，非常轻量级，一个线程中可以创建任意个协程。
总而言之：协程可以简化异步编程，可以顺序地表达程序，协程也提供了一种避免阻塞线程并用更廉价、更可控的操作替代线程阻塞的方法 – 协程挂起。
挂起函数挂起协程时，不会阻塞协程所在的线程。（2020.8.7新增）
在了解协程时，不同的解读，看到不同的定义，我们需要多次去解读，结合应用场景去深入理解。
2 你需要用协程吗？
RxJava 可以解决回调问题,同样我们可以用协程解决回调问题。
3 使用协程优点
-
轻量级，占用更少的系统资源；
-
更高的执行效率；
-
挂起函数较于实现Runnable或Callable接口更加方便可控；
-
kotlin.coroutine 核心库的支持，让编写异步代码更加简单。
4 kotlin协程的演进
解释说明：
- Job: 任务，封装了协程中需要执行的代码逻辑。Job 可以取消并且有简单生命周期
- Coroutine context：协程上下文，协程上下文里是各种元素的集合
- Coroutine dispatchers ：协程调度，可以指定协程运行在 Android 的哪个线程里
- suspend:挂起函数。挂起，就是一个稍后会被自动切回来的线程调度操作。
5 实现方式
5.1 环境准备
Kotlin版本： 1.3.+- 依赖的框架:在
app/build.gradle里添加Kotlin协程库的依赖如下所示。
//kotlin 标准库
implementation "org.jetbrains.kotlin:kotlin-stdlib-jdk7:$kotlin_version"
//依赖协程核心库 ，提供Android UI调度器
implementation "org.jetbrains.kotlinx:kotlinx-coroutines-core:1.2.1"
//依赖当前平台所对应的平台库 (必须)
implementation 'org.jetbrains.kotlinx:kotlinx-coroutines-android:1.1.1'
5.2 创建协程的几种方式
| 方式 | 作用 |
|---|---|
launch：job | 创建一个不会阻塞当前线程、没有返回结果的 Coroutine,但会返回一个 Job 对象，可以用于控制这个 Coroutine 的执行和取消，返回值为Job。 |
runBlocking:T | 创建一个会阻塞当前线程的Coroutine,常用于单元测试的场景，开发中一般不会用到 |
async/await:Deferred | async 返回的 Coroutine 多实现了 Deferred 接口,简单理解为带返回值的launch函数 |
实现方式一：GlobalScope.launch，使用 GlobalScope 单例对象, 可以直接调用 launch 开启协程。
override fun onCreate(savedInstanceState: Bundle?)
super.onCreate(savedInstanceState)
setContentView(R.layout.activity_thread)
loadData()
private fun loadData()
GlobalScope.launch(Dispatchers.IO) //在IO线程开始
//IO 线程里拉取数据
val result = fetchData()
//主线程里更新 UI
withContext(Dispatchers.Main) //执行结束后，自动切换到UI线程
tvShowContent.text = result
//关键词 suspend
private suspend fun fetchData(): String
delay(2000) // delaying for 2 seconds to keep JVM alive
return "content"
我们最常用的用于启动协程的方式，它最终返回一个Job类型的对象，这个Job类型的对象实际上是一个接口，它包涵了许多我们常用的方法。 该方式启动的协程任务是不会阻塞线程的*
实现方式二：使用 runBlocking 顶层函数
runBlocking 是创建一个新的协程同时阻塞当前线程，直到协程结束。这个不应该在协程中使用，主要是为main函数和测试设计的 。
fun main(args: Array<String>) = runBlocking // start main coroutine
launch // launch new coroutine in background and continue
delay(1000L)
println("World!")
println("Hello,") // main coroutine continues here immediately
delay(2000L) // delaying for 2 seconds to keep JVM alive
实现方式三：async+await
private fun testAysnc() = GlobalScope.launch
val deferred = async(Dispatchers.IO)
delay(3000L)
"Show Time"
// 此处获取耗时任务的结果，我们挂起当前协程，并等待结果
val result = deferred.await()
//挂起协程切换至UI线程 展示结果
withContext(Dispatchers.Main)
tvShowContent.text = result
-
async和await是两个函数，这两个函数在我们使用过程中一般都是成对出现的。
-
async用于启动一个异步的协程任务，await用于去得到协程任务结束时返回的结果，结果是通过一个Deferred对象返回的。
那我们平日里常用到的调度器有哪些？
Dispatchers种类 | 作用 |
|---|---|
| Dispatchers.Default | 共享后台线程池里的线程（适合 CPU 密集型的任务，比如计算） |
| Dispatchers.Main | Android中的主线程 |
| Dispatchers.IO | 共享后台线程池里的线程（针对磁盘和网络 IO 进行了优化，适合 IO 密集型的任务，比如：读写文件，操作数据库以及网络请求） |
| Dispatchers.Unconfined | 不限制，使用父Coroutine的现场 |
回到我们的协程，它从 suspend 函数开始脱离启动它的线程，继续执行在 Dispatchers 所指定的 IO 线程。
紧接着在 suspend 函数执行完成之后，协程为我们做的最爽的事就来了：会自动帮我们把线程再切回来。
这个"切回来"是什么意思？
我们的协程原本是运行在主线程的，当代码遇到 suspend 函数的时候，发生线程切换，根据 Dispatchers 切换到了 IO 线程；
当这个函数执行完毕后，线程又切了回来，"切回来"也就是协程会帮我再 post 一个 Runnable，让我剩下的代码继续回到主线程去执行。
6 协程的应用场景
6.1 从相册中读取图片并显示
从相册中直接读取图片，这是一个典型的IO操作使用场景，操作不当，可能会出现ANR。
版本1.0实现方式
val mImageUri = MediaStore.Images.Media.INTERNAL_CONTENT_URI
val bitmap = MediaStore.Images.Media.getBitmap(contentResolver, mImageUri)
imageView.setImageBitmap(bitmap)
版本2.0 我们可能会引入Handler或 AysnTask来通过异步的方式实现
版本3.0 我们可以这样用doAsync实现 这种方式也不错
doAsync
//后台执行
val mImageUri = MediaStore.Images.Media.INTERNAL_CONTENT_URI
val bitmap = MediaStore.Images.Media.getBitmap(contentResolver,mImageUri)
//回到主线程
uiThread
imageView.setImageBitmap(bitmap)
版本4.0 时我们就可以用协程来实现。
val job = launch(Background)
val mImageUri = MediaStore.Images.Media.INTERNAL_CONTENT_URI
val bitmap = MediaStore.Images.Media.getBitmap(contentResolver,mImageUri)
launch(UI)
imageView.setImageBitmap(bitmap)
这里的参数Background是一个CoroutineContext对象，确保这个协程运行在一个后台线程，确保你的应用程序不会因耗时操作而阻塞和崩溃。你可以像下边这样定义一个CoroutineContext：
internal val Background = newFixedThreadPoolContext(2, "bg")
人个感觉 最后两种方式都可取。
6.2 Android Jetpack 中使用 kotlin 协程
后面介绍的三种使用方式在实现前需要分别添加以下的依赖包
implementation 'androidx.lifecycle:lifecycle-viewmodel-ktx:2.2.0-rc02'
implementation 'androidx.lifecycle:lifecycle-runtime-ktx:2.2.0-rc02'
implementation 'androidx.lifecycle:lifecycle-livedata-ktx:2.2.0-rc02'
6.2.1在ViewModel中使用ViewModelScope
为应用程序中的每个ViewModel定义ViewModelScope。如果清除ViewModel，则在此作用域中启动的任何协同程序都将自动取消。
当只有在ViewModel处于活动状态时才需要完成工作时，协程在这里非常有用。
例如，如果要为布局计算某些数据，则应将工作范围设置为ViewModel，以便在清除ViewModel时，自动取消工作以避免消耗资源。
可以通过ViewModel的viewModelScope属性访问ViewModel的协同作用域，如下例所示：
class MyViewModel :ViewModel()
init
viewModelScope.launch
// Coroutine that will be canceled when the ViewModel is cleared.
6.2.2 在Activity或Fragment中使用LifecycleScope
为每个Lifecycle定义LifecycleScope。当 Lifecycle 销毁时，在此范围内启动的任何协同程序都将被取消。
您可以通过Lifecycle.CoroutineScope或lifecycleOwner.lifecycleScope属性访问Lifecycle的 CoroutineScope 。
下面的示例演示如何使用lifecycleOwner.lifecycleScope异步创建预计算文本：
class MyFragment: Fragment()
override fun onViewCreated(view: View, savedInstanceState: Bundle?)
super.onViewCreated(view, savedInstanceState)
viewLifecycleOwner.lifecycleScope.launch
val params = TextViewCompat.getTextMetricsParams(textView)
val precomputedText = withContext(Dispatchers.Default)
PrecomputedTextCompat.create(longTextContent, params)
TextViewCompat.setPrecomputedText(textView, precomputedText)
6.2.3 使用LiveData
使用LiveData时，可能需要异步计算值。例如，您可能希望检索用户的首选项并将其提供给您的UI。在这些情况下，可以使用liveData builder函数调用suspend函数，将结果作为liveData对象提供。
在下面的示例中，loadUser（）是在别处声明的挂起函数。使用liveData 构建函数异步调用loadUser（），然后使用emit（）发出结果。
val user: LiveData<User> = liveData
val data = database.loadUser() // loadUser is a suspend function.
emit(data)
LiveData构建块充当协同路由和liveData之间的结构化并发原语。代码块在LiveData变为活动时开始执行，并且在LiveData变为非活动时经过可配置的超时后自动取消。如果在完成之前取消，则在LiveData再次激活时重新启动。如果在上一次运行中成功完成，则不会重新启动。请注意，只有在自动取消时才会重新启动。如果由于任何其他原因（例如抛出异常CancelationException）而取消块，则不会重新启动它。
也可以从块中发射多个值。每次emit（）调用都会暂停块的执行，直到在主线程上设置LiveData值。
val user: LiveData<Result> = liveData
emit(Result.loading())
try
emit(Result.success(fetchUser()))
catch(ioException: Exception)
emit(Result.error(ioException))
我们也可以和 LifeCycle中的Transformations结合使用，如下例所示：
class MyViewModel: ViewModel()
private val userId: LiveData<String> = MutableLiveData()
val user = userId.switchMap id ->
liveData(context = viewModelScope.coroutineContext + Dispatchers.IO)
emit(database.loadUserById(id))
6.3 在Retofit 使用kotlin协程
retrofit 2.6.0(2019-06-05)中的更新日志如下：
Support
suspendmodifier on functions for Kotlin! This allows you to express the asynchrony of HTTP requests in an idiomatic fashion for the language.
@GET("users/id")
suspend fun user(@Path("id") id: Long): User
Behind the scenes this behaves as if defined as
fun user(...): Calland then invoked withCall.enqueue. You can also returnResponsefor access to the response metadata.
在函数前加上 suspend 函数直接返回你需要对象类型不需要返回Call对象
总结
本文总结了kotlin中的协程的相关知识点，协程是值得深入研究的。 未来的项目中运用是趋势所在，现将学习的心得总结于此，方便未来迭代中做为技术的储备。如有不足之处，欢迎留言讨论。
参考资料：
3.Kotlin 的协程用力瞥一眼 - 学不会协程？很可能因为你看过的教程都是错的
5.【码上开学】Kotlin 协程的挂起好神奇好难懂？今天我把它的皮给扒了
6.kotlin 协程在 Android 中的使用(Jetpack 中的协程、Retofit中使用协程)
7.Kotlin协程 —— 今天说说 launch 与 async
8.即学即用Kotlin - 协程（结合RxJava和不同角度对协程的解读，总结的系列不错）(2020.8.7新增)
9.Kotlin Coroutines(协程) 完全解析（一），协程简介
(介绍了挂起函数的运用场景，值得一读)(2020.8.7新增)
以上是关于谈谈我对 Kotlin 中协程的理解的主要内容，如果未能解决你的问题，请参考以下文章