【疯狂Android之Kotlin】 简单理解与使用Kotlin中的协程

协程的简介

• 从面试角度考查对协程的了解：

1. 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。
2. 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？(这里值得各位同学思考一番)
3. 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：

1. 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。
2. 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。
3. 单线程中的协程总的执行时间并不会比不用协程少。
4. 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。
5. 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。

初识协程

• 首先肯定要知道，所谓的Kotlin协程到底长啥样,以下同学我引用了(copy)了官网的一个例子：

fun main(args: Array<String>) {
    launch(CommonPool) {
        delay(1000L) 
        println("World!") 
    }
    println("Hello,")
    Thread.sleep(2000L)
}

/* 
运行结果: ("Hello,"会立即被打印, 1000毫秒之后, "World!"会被打印)
Hello, 
World!
*/

姑且不管里面具体的细节, 上面代码大体的运行流程是这样的:

1. 主流程:

调用系统的launch方法启动了一个协程, 跟随的大括号可以看做是协程体. (其中的CommonPool暂且理解成线程池, 指定了协程在哪里运行) 打印出"Hello," 主线程sleep两秒 (这里的sleep只是保持进程存活, 目的是为了等待协程执行完)

2. 协程流程:

• 协程延时1秒
• 打印出"World!"

---

解释一下delay方法: 在协程里delay方法作用等同于线程里的sleep, 都是休息一段时间, 但不同的是delay不会阻塞当前线程, 而像是设置了一个闹钟, 在闹钟未响之前, 运行该协程的线程可以被安排做了别的事情, 当闹钟响起时, 协程就会恢复运行.

协程启动后还可以消失

• 在launche方法中有一个返回值，类型是Job，Job有一个cancel方法可以取消协程，下面可以看看一个数羊的简单例子

fun main(args: Array<String>) {
    val job = launch(CommonPool) {
        var i = 1
        while(true) {
            println("$i little sheep")
            ++i
            delay(500L)  // 每半秒数一只, 一秒可以输两只
        }
    }

    Thread.sleep(1000L)  // 在主线程睡眠期间, 协程里已经数了两只羊
    job.cancel()  // 协程才数了两只羊, 就被取消了
    Thread.sleep(1000L)
    println("main process finished.")
}

• 它的运行结果是：

1 little sheep
2 little sheep
main process finished.

以上只是简单介绍了下Kotlin协程的使用，具体可以参考以下资料，进行深入了解

• Kotlin极简教程
• Kotlin程序设计-协程

Android中引用协程

第一步：引入库，Android 需要引入如下两个库

implementation "org.jetbrains.kotlinx:kotlinx-coroutines-core:1.3.2"
implementation "org.jetbrains.kotlinx:kotlinx-coroutines-android:1.3.2"

声明协程作用域CoroutineScope

这里建议有生命周期的类继承 CoroutineSocpe,这样就能让全部协程跟着生命周期结束

• 如在activity里面使用

MainActivity : AppCompatActivity(), CoroutineScope by MainScope(){
    override fun onDestroy(){
        super.onDestory()
        cancel()
     }
}  

• 在UI逻辑类中使用

class MainActivityFacede : CoroutineScope {
    private val job = Job()

    override val coroutineContext: CoroutineContext
        get() = Dispatchers.Main + job

    fun destroy() {
        job.cancel()
    }
}

以上代码会在调用destroy的时候取消这个作用域中的协程运行

运行协程

1. 那么我这里简单说两种运行协程，launch与async 。 因为我们是说快速使用，所以我这里也不跟大家扣源码了。（小声哔哔，源码看得头疼）

2. 简单说来，它们之间的区别如下：

• launch 没有返回值，或者说返回只是 job ,能够知道任务的状态，却不能携带返回结果。
• async 有返回值，也就是返回的是 Deferred ,它是继承的 job ，所有job有的，它都有，还具备了job没有的携带数据回来的能力。
• launch 可以用来运行不需要操作结果的协程（如文件删除，创建等）
• async 可以用来运行异步耗时任务并且需要返回值的任务（网络请求，数据库操作，文件读写等）。

3. 简单补充一下Job和Deferred的生命周期

State	isActive	isConpleted	isCanceled
new	false	false	false
active	true	false	false
completing	true	false	false
canceling	false	true	true
completed	false	true	false

使用方式

• 方式一

private suspend fun getWebTime(): Long = withContext(Dispatchers.IO) {
    var result = RequeastTest.getInstance().start()
    val name = Thread.currentThread().name
    if (!coroutines.contains(name)) {
        coroutines.add(name)
    }
    result
}

launch() {
    //do sth
    var time = getWebTime()
    //update UI
}
launch {
    var deferred = async() {
        //发起网络请求..
        getWebTime()
    }
    //do sth ...
    var value = deferred.await()
    //do sth...
}

• 方式二

private suspend fun getWebTime(): Long {
    var result = RequeastTest.getInstance().start()
    val name = Thread.currentThread().name
    if (!coroutines.contains(name)) {
        coroutines.add(name)
    }
    return result
}

launch() {
    //do sth
    var time = withContext(Dispather.IO){
        getWebTime()
    }
    //update UI
    
}
launch {
    var deferred = async(Dispather.IO) {
        //发起网络请求..
        getWebTime()
    }
    //do sth ...
    var value = deferred.await()
    //do sth...
}

从以上两个方式中，可以看到使用了新的东西Dispather和suspend。

1. 说说Dispther

• 可以理解为协程调度器，可以用来调度协程跑到哪个线程中
• 以下是取值的说明

值	说明
Dispathers.Default	共享后台线程池里的线程
Dispathers.Main	AndroidUi线程
Dispathers.IO	共享后台线程池的线程
Dispthers.Uniconfined	不限制，使用父协程的线程
newSingleThreadContext	使用新的线程

• Dispather 可以在 launch、async 等启动协程时，指定在哪个线程里面运行，也可以在协程中，使用 withContext(Dispather.) 来切换线程,使用 withContext 切换线程时，有返回值。

2. Suspend

• 协程里面唯一一个修饰符，用来修改函数的，表明函数是一个挂起函数，协程编译器会在编译期间进行CPS变换，去做一些不可描述的事情（具体怎么个不可描述的事情，可以参考官方文档，此处暂不详解)。
• 用suspend修饰的函数，只能在协程体和同样使用 suspend 修饰的函数中调用。

以上两个的区别在于 getWebTime 的函数写法，也就造成协程的写法有所区别（调度线程的写法区别）。

• 另外其实可以需要同时进行多个网络请求，并在全部请求完毕之后进行数据整理，渲染的时候，async 比什么都方便，如下：

launch {
    var userInfoDeferred = async {
        //获取用户基本信息
        getUserInfo(aid)
    }

    var userTeamsDeferred = async{
        //获取用户团队..
        getUserTeams(aid)
    }
    
    var userOrgsDeferred =  async {
        //获取用户组织机构
        getUserOrgs(aid)
    }
    
    var userInfo = userInfoDeferred.await()
    var userTeams = userTeamsDeferred.await()
    var userOrgsDeferred = userOrgsDeferred.await()
    //渲染UI 
}

ps: 如果需要详细了解，请移步官网文档

总结

• 以上总结了对于协程的简单理解与使用，协程到底是什么, 很难给出具体的定义, 就算能给出具体定义, 也会非常抽象难以理解的.
• 另一方面, 协程可以说是编译器的能力, 因为协程并不需要操作系统和硬件的支持(线程需要), 是编译器为了让开发者写代码更简单方便, 提供了一些关键字, 并在内部自动生成了一些支持型代码(可能是字节码).

1. 以下是我个人对协程的总结：

• 首先, 协程是一片包含特定逻辑的代码块, 这个代码块可以调度到不同的线程上执行;
• 其次, 协程一种环境, 在这种环境里, 方法可以被等待执行, 有了运算结果之后才返回, 在等待期间, 承载协程的线程资源可以被别的地方使用.
• 第三, 协程是一个独立于运行流程的逻辑流程, 协程里面的步骤, 无论是同步的还是异步的, 都是线性(从前到后依次完成的).

ps：有什么纰漏的地方，欢迎各位同学指出