前言

本文主要基于Kotlin，之前写过一些Kotlin的文章，比较浅，有兴趣的小伙伴可以看上那么一看

快速切换至Kotlin for Android模式

充分理解Kotlin，快速上手写业务

对于Java的小伙伴来说，线程可以说是一个又爱又恨的家伙。线程可以带给我们不阻碍主线程的后台操作，但随之而来的线程安全、线程消耗等问题又是我们不得不处理的问题。

对于Java开发来说，合理使用线程池可以帮我们处理随意开启线程的消耗。此外RxJava库的出现，也帮助我们更好的去线程进行切换。所以一直以来线程占据了我的日常开发...

直到，我接触了协程...

正文

咱们先来看一段Wiki上关于协程（Coroutine）的一些介绍：协程是计算机程序的一类组件，允许执行被挂起与被恢复。但是，到2003年，很多最流行的编程语言，包括C和它的后继，都未在语言内或其标准库中直接支持协程。在当今的主流编程环境里，线程是协程的合适的替代者...

但是！如今已经2019年了，协程真的没有用武之地么？！今天让我们从Kotlin中感受协程的有趣之处！

一、协程

开始实战之前，我们聊一聊协程这么的概念。开启协程之前，我们先说一说咱们日常中的函数：

函数，在所有语言中都是层级调用，比如函数A调用函数B，函数B中又调用了函数C，函数C执行完毕返回，函数B执行完毕返回，最后是函数A执行完毕。

所以可以看出来函数的调用是通过栈实现的。

函数的调用总是一个入口，一次return，调用顺序是明确的。而协程的不同之处就在于，执行过程中函数内部是可中断的，也就是说中断之后，可以转而执行别的函数，在合适的时机再return回来继续执行没有执行完的内容。

而这种中断，叫做挂起。挂起我们当前的函数，再某个合适的时机，才反过来继续执行~这里我们再想想回调：注册一个回调函数，在合适的时机执行这个回调。

回调采用的是一种异步的形式
而协程则是同步

是不是一时有点懵逼。不着急，咱往下看，往下更懵逼，哈哈~

二、Kotlin中的协程

通过Wiki上的介绍，我们不难看出协程是一种标准。任何语言都可以选择去支持它。

这里是关于Kotlin中协程的文档：https://kotlinlang.org/docs/reference/coroutines-overview.html

假设我们想在android中的项目中使用协程该怎么办？很简单。

假设可以已经配好了Kotlin依赖

2.1、gradle引入

在Android中协程的引入非常的简单，只需要在gradle中：

apply plugin: 'kotlin-android-extensions'

然后依赖中添加：

implementation "org.jetbrains.kotlinx:kotlinx-coroutines-core:1.1.0"
implementation "org.jetbrains.kotlinx:kotlinx-coroutines-android:1.1.0"

2.2、基本demo

先看一段官方的基础demo：

// 启动一个协程
GlobalScope.launch(Dispatchers.Main) {
    // 执行一个延迟10秒的函数
    delay(10000L)
    println("World!-${Thread.currentThread().name}")
}
println("Hello-${Thread.currentThread().name}-")

这段代码执行结果应该大家都能猜到：Hello-main-World!-main。大家有没有注意到，这俩个输出，全部打印了main线程。

这段代码在主线程执行，并且延迟了10秒钟，而且也没有出现ANR！

当然，这里有小伙伴会说，我可以通过Handler进行postDelay()也能做到这种效果。没错，我们的postDelay()，是一种回调的解决方案。而我们开头提到过，协程使用同步的方式去解决这类问题。

所以，协程中的delay()也是通过队列实现的。但是！它用同步的形式屏弃掉了回调，让我们的代码可读性+100%。

2.2.1、delay()的实现

预警...这里将会引入大量的Kotlin中的协程api。为了避免阅读不适。这一小节建议直接跳过

跳过总结：

Kotlin为我们提供了一些api，帮我们能够摆脱CallBack，本质也是通过封装CallBack的形式，实现同步化异步代码。

public suspend fun delay(timeMillis: Long) {
    if (timeMillis <= 0) return // don't delay
    // 很明显可以看出，实现仍然是用CallBack的形式
    return suspendCancellableCoroutine sc@ { cont: CancellableContinuation<Unit> ->
        cont.context.delay.scheduleResumeAfterDelay(timeMillis, cont)
    }
}

/** Returns [Delay] implementation of the given context */
internal val CoroutineContext.delay: Delay get() = get(ContinuationInterceptor) as? Delay ?: DefaultDelay
internal actual val DefaultDelay: Delay = DefaultExecutor

delay()使用suspendCancellableCoroutine()挂起协程，一般情况下控制协程恢复的关键在DefaultExecutor.scheduleResumeAfterDelay()中，中实现是schedule(DelayedResumeTask(timeMillis, continuation))，关键逻辑是将DelayedResumeTask放到DefaultExecutor的队列最后，在延迟的时间到达就会执行DelayedResumeTask，那么该 task 里面的实现是什么：

override fun run() {
    // 直接在调用者线程恢复协程
    with(cont) { resumeUndispatched(Unit) }
}

2.3、继续理解

接下来，咱们来好好理解一下上面代码的含义。

首先delay（）被称之为挂起函数，这种函数在协程的作用域中，可以被挂起，挂起后不阻塞当前线程中协程作用域以外的代码执行。并且协程会在合适的时机，恢复挂起继续执行协程作用域中后续的代码。

而上述代码中的GlobalScope.launch(Dispatchers.Main) {}，就是在主线程创建一个全局的协程作用域。而我们的delay(10000)是一个挂起函数，执行到它的时候，协程会挂起此函数。让出CPU，此时我们协程作用域之外的println("Hello-${Thread.currentThread().name}-")就有机会执行了。

当合适的时机到来，也就是10000毫秒过后。协程会恢复挂起函数，继续执行后续的代码。

思考

看到这，我猜肯定有小伙伴，内心卧槽了一声：“这不完全不需要线程了？以后阻塞操作，直接写在挂起函数了？”。这是完全错误的想法！协程提供的是同步化异步代码的能力。协程是在用户态帮我们封装了对应的异步api。而不是真正提供了异步的能力。所以如果我们在主线程的协程中进行IO操作，一样会阻塞住主线程。

GlobalScope.launch(Dispatchers.Main) {
    ...网络请求/...大量数据的数据库操作
}

一样会抛出NetworkOnMainThread/一样会阻塞主线程。因为上述代码，本质还是在主线程执行。所以假设我们在协程中运行阻塞当前线程的代码（比如IO操作），仍然会阻塞住当前的线程。也就是有可能出现我们常见的ANR。

因此，在这种场景下，我们需要这么调用：

GlobalScope.launch(Dispatchers.IO) {
    ...网络请求/...大量数据的数据库操作
}

我们在启动一个协程的时候，改了一个新的协程上下文（这个上下文会将协程切换到IO线程进行执行）。这样我们就做到在子线程启动协程，完成我们曾经线程的样子...

思考

很多朋友，肯定这里就产生疑问了。既然还是用子线程做后台任务...那协程存在的意义有是什么呢？那接下来让咱们走进协程的意义。

三、协程的作用

3.1、拒绝CallBack

我们日常开发时，经常会遇到这样的需求：比如一个发文流程中，我们要先登录；登录成功后，我们再进行发文；发文成功后我们更新UI。

来段伪码，简单实现一下这样的需求：

// 登录的伪码。传递一个lambda，也就是一个CallBack
fun login(cb: (User) -> Unit) { ... }
// 发文的伪码
fun postContent(user: User, content: String, cb: (Result) -> Unit) { ... }
// 更新UI
fun updateUI(result: Result) { ... }

fun ugcPost(content: String) {
    login { user ->
        postContent(user, content) { result ->
            updateUI(result)
        }
    }
}

这种需求下，我们通常会由俩个CallBack完成这种串行的需求。不知道大家日常写这种代码的时候，有没有思考过，为什么串行的逻辑，要用**CallBack的形式（异步）**完成？

可能大家会说：这些需求要用线程去进行后台执行，只能通过CallBack拿到结果。

那么问题又来了，为什么用线程做后台逻辑时，我们就必须要用CallBack呢？毕竟从我们的思维逻辑上来说，这些需求就是串行，理论上顺序执行代码就ok了。所以协程的作用就出现了...

这种通过异步形式的逻辑，在协程的辅助下就可变成同步执行：

// 挂起函数，不需要任何CallBack，我们CallBack的内容，只需要当做返回值return即可
suspend fun login(): User { ... }   
suspend fun postContent(user: User, content: String): Result { ... } 
fun updateUI(result: Result) { ... }

fun ugcPost(content: String) {
    GlobalScope.launch {
        val user = login()
        val result = postContent(user, content)
        updateUI(result)
    }
}

这样我们就完成了原本需要层层嵌套的CallBack代码，直来直去，直接顺序逻辑写即可。

没错，这就是协程的作用之一。

1、当然，很多小伙伴会说Java8引入的Future也可以完成类似的串行执行。（不过，话说回来是不是很多小伙伴没有升到Java8）...
2、肯定也有其他小伙伴说，我可以使用Rx的方式，也能完成这种调用...

哈哈，完全没错。因为大家都是为了解决同样的问题，但是协程还有其他好用的地方...

3.2、方便的线程切换

想一个我们很常见的需求，子线程网络请求，数据回来后切到主线程更新UI。

runOnUiThread()、RxJava都能很方便的帮我们切换线程。这里我们看一下协程的方式：

GlobalScope.launch(Dispatchers.Main) {
    val result = withContext(Dispatchers.IO){
        // 网络请求，并return请求结果
        ... result
    }
    // 更新UI
    updateUI(result)
}

很直来直去的逻辑，很直来直去的代码。可读性简直+100%。

withContext()可以方便的帮我们在协程的上下文环境中切换线程，并返回执行结果。

3.3、方便的并发

我们再来看一段官方代码：

import kotlinx.coroutines.*
import kotlin.system.*

fun main() = runBlocking<Unit> {
    val time = measureTimeMillis {
        val one = doSomethingUsefulOne()
        val two = doSomethingUsefulTwo()
        println("The answer is ${one + two}")
    }
    println("Completed in $time ms")    
}

suspend fun doSomethingUsefulOne(): Int {
    delay(1000L) // 假设我们在这里做了些有用的事
    return 13
}

suspend fun doSomethingUsefulTwo(): Int {
    delay(1000L) // 假设我们在这里也做了一些有用的事
    return 29
}

输出结果如下： The answer is 42

Completed in 2017 ms

假设我们耗时计算操作，没有任何依赖关系。因此最佳的方案，就是让它们俩并行执行。如何让doSomethingUsefulOne()、doSomethingUsefulTwo()同时执行呢？

答案是：async + await

fun main() = runBlocking<Unit> {
    val time = measureTimeMillis {
        val one = async { doSomethingUsefulOne() }
        val two = async { doSomethingUsefulTwo() }
        println("The answer is ${one.await() + two.await()}")
    }
    println("Completed in $time ms")    
}

suspend fun doSomethingUsefulOne(): Int {
    delay(1000L) // 假设我们在这里做了些有用的事
    return 13
}

suspend fun doSomethingUsefulTwo(): Int {
    delay(1000L) // 假设我们在这里也做了些有用的事
    return 29
}

四、总结

这篇文章，主要是引出协程。协程不是一个新概念，很多语言都支持。

协程，引入了挂起的概念，让我们的函数可以随意的暂停，然后在我们原意的时候再执行。通知提供给了我们同步写异步代码的能力...帮助我们更高效的写代码，更直观的写代码。

尾声

关于协程，有很多很多的内容，可以聊。因为篇幅和时间的关系更多的细节，留给我们接下来的文章吧。

我是一个应届生，最近和朋友们维护了一个公众号，内容是我们在从应届生过渡到开发这一路所踩过的坑，以及我们一步步学习的记录，如果感兴趣的朋友可以关注一下，一同加油~