协程概述：
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为什么需要协程，协程是什么？
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为什么需要协程：从操作系统发展历史角度入手：
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真空管+穿孔卡片
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工作机制：
- 程序进入输入室得到中间结果，在将中间结果放入输出室，得到最终结果
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问题：
- CPU利用率极低，从而引入批处理系统
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批处理+晶体管
- 工作机制：收集所有程序写在磁带，将磁带放入计算机，可以使计算机宏观上满载工作
- 问题：程序中存在IO操作时，会引起程序切换，降低性能(涉及到操作系统中断知识)，此时引入多道程序
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多道程序与集成电路
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工作机制：以进程为单位，降低工作粒度(一个程序通常对应一个进程)；当进程1发生IO时，CPU可以处理其他进程(涉及到操作系统进程调度手段，RR调度(CPU轮转机制))；但，这仍是一种消极手段并未主动解决程序中IO操作；此时引入，虚拟时间片轮转机制
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虚拟时间片轮转机制：优先处理IO操作
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内部维护一个队列，队列中存放存在IO操作的进程；当进程调度时，优先处理这部分存在IO操作的进程；
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由此可见，工作粒度降低可以实现程序性能优化；
- 随着并发手段出现，工作粒度从进程--->线程--->协程；
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什么是协程：
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协程可以看作用户级线程(线程中的函数)，是语言的一种特性区别与进程、线程等操作系统概念；Kotlin，golang语言中均有涉及
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工作机制：
- 以协程为单位分配资源(内存、CPU时间)
- 内部存在管理者：决定那个线程执行
- 内部存在状态机：恢复CPU上下文，使得协程切出去还能切回来(异步对比 JVM中的程序计数器)
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异步程序设计：
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概述：
- Kotlin协程主要用于构建各类异步程序模型，由此探讨常见异步程序设计思路与模型；
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同步与异步：指令实际执行顺序与代码编写顺序
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同步：系统底层决定的
- 程序在任何时候都是同步执行，即使发生中断也只是从一个程序切换到另外一个程序
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异步：有业务场景决定的
- 代码编写顺序不能满足业务需求，例如延时操作等；
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并发与并行：
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并行：可以同时运行的进程数(两个咖啡机，两队同时使用)
- 同时执行不同任务，实际上确实是同时执行
- CPU逻辑核心数为8，那么并行度就是8，CPU可以同时执行8个进程(区别物理核心与逻辑核心)
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并发：不能脱离时间单位，只讨论单位时间的并发量，(例如，一分钟能提供几杯咖啡，两队人交替使用咖啡机，假如一分钟出了四杯咖啡，那么在这一分钟中，并发量为4)
- 应用可以交替执行不同任务，看起来是同时执行(操作系统中部的技术，切得很快)
- 实际上不是同时执行的，只是切得很快，让用户感觉不到
- 时间片轮转机制就是并发的一种手段
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线程数量由代码与系统共同决定：
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代码角度：
- 通过线程兴起方式，创建新的线程，理论上无上限
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系统角度：
- Linux中一个进程最多开1000个线程，一个系统最多同时存在1024个文件描述符
- Windows中一个进程最多开2000个线程
- 使用数据库(MySQL)：连接数一般在150-200，但是应用往往使用不止这个
- 线程开多了，导致服务器崩溃
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虚拟机角度：
- java的本质可简单看做方法调方法；方法封装为栈帧，存入虚拟机栈；而虚拟机栈是有大小的
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Kotlin程序的异步性：
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异步代码不一定立即执行，并且不希望其阻塞主线程(ANR)
- 可能存在耗时任务(IO操作，主动延时)
- thread函数是Kotlin API中对 Java Thread类的封装，调用后默认立即执行线程
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代码：应该是ACB
println("异步代码") val task = { println("C") } println("A") thread(block = task) println("B") -
执行结果：
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Kotlin 异步代码回调
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需要拿到异步任务的执行结果，通过回调手段通知调用者
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代码：
var res = 0; println("异步回调") val callback = { println("异步任务的结果 $res") } val task1 = { res = 3 + 2; callback() } println("计算3+2") thread(block = task1) println("同步代码的结果 $res") -
运行结果：
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Kotlin 异步代码中的回调地狱
- 概述：回调中不断嵌套代码并涉及多个线程间的切换；
- 解决：生产者-消费者模型或者EventBus框架
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Kotlin 异步代码结果传递：suspend关键字的设计思路
- 异步调用是立即返回的，根据结果就绪状态区分被调用者业务逻辑
- 结果未就绪：被调用者执行异步代码，结果就绪后通过回调传给调用者
- 结果已就绪：被调用者通过回调传给调用者
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Kotlin 异步代码中取消响应：
- 协作手段，通过interrupt + 检测标志位实现
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Kotlin 异步代码中的复杂分支：
- 类比 Java中的常见并发工具类
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Kotlin 协程解决的问题：异步逻辑同步化
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问题：在异步代码中处理多个异常，可能导致处理异常代码多次调用；
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解决手段：将异常进行合并，简化代码；
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常见异步程序设计思路：
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引入原因：降低异步程序复杂度
- 通过某种手段将异步回调流程与主流程整合，使得异步代码看起来像同步代码
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Furture：
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引入时间：JDK1.5引入
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重要方法：get
- 同步阻塞式返回Furture对应的异步任务结果；
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缺点：让异步不再是异步，需要在原地等待结果
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优化：引入CompletableFurture
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CompletableFurture
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实现了Furture接口
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get函数的调用仍在在异步环境中，不会阻塞主调用流程，但是让结果获取脱离主调用流程
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优化手段：
- 自己去整个调用结果，并在合适时机返回
- 引入Promise与async/await
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Promise与async/await
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Promise：一个异步任务，存在挂起、完成、拒绝三个状态
- 完成状态：结果通过调用then方法的参数进行回调
- 出现异常拒绝时：通过catch方法传入的参数来捕获拒绝的原因
- Promise.all：将多个Promise整合在一起，then消费的就是这个结果
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async：语法糖
- 放在外部函数声明前，在Promise.all之前加上await；
- 将语法转成我们比较熟悉的代码
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响应式编程：关注数据流的变换与流转，重点在数据输入与输出之间的关系
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工作机制：
- 输入与输出之间用函数变换来链接，函数之间只对输入输出负责
- 通过将这个函数分发到不同线程上来实现异步，类似于RxJava
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Single与Observable
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Single：
- RxJava中提供的一个像Promise的东西
- 只有一个结果
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Observable：执行取决于订阅而不是立即执行
- 提供了任意变换之间可以切换线程调度器的能力，可以让复杂的数据变换与流转实现异步；当然也导致滥用为线程切换的工具
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