一文徹底搞懂Kotlin中的協(xié)程
產(chǎn)生背景
為了解決異步線程產(chǎn)生的回調(diào)地獄
//傳統(tǒng)回調(diào)方式 api.login(phone,psd).enquene(new Callback<User>(){ public void onSuccess(User user){ api.submitAddress(address).enquene(new Callback<Result>(){ public void onSuccess(Result result){ ... } }); } });
//使用協(xié)程后 val user=api.login(phone,psd) api.submitAddress(address) ...
協(xié)程是什么
本質(zhì)上,協(xié)程是輕量級(jí)的線程。
協(xié)程關(guān)鍵名詞
val job = GlobalScope.launch { delay(1000) println("World World!") }
CoroutineScope(作用范圍)
控制協(xié)程代碼塊執(zhí)行的線程,生命周期等,包括GlobeScope、lifecycleScope、viewModelScope以及其他自定義的CoroutineScope
GlobeScope:全局范圍,不會(huì)自動(dòng)結(jié)束執(zhí)行
lifecycleScope:生命周期范圍,用于activity等有生命周期的組件,在DESTROYED的時(shí)候會(huì)自動(dòng)結(jié)束,需額外引入
viewModelScope:viewModel范圍,用于ViewModel中,在ViewModel被回收時(shí)會(huì)自動(dòng)結(jié)束,需額外引入
Job(作業(yè))
協(xié)程的計(jì)量單位,相當(dāng)于一次工作任務(wù),launch方法默認(rèn)返回一個(gè)新的Job
suspend(掛起)
作用于方法上,代表該方法是耗時(shí)任務(wù),例如上面的delay方法
public suspend fun delay(timeMillis: Long) { ... }
協(xié)程的引入
主框架($coroutines_version替換為最新版本,如1.3.9,下同)
implementation "org.jetbrains.kotlinx:kotlinx-coroutines-core:$coroutines_version"
lifecycleScope(可選,版本2.2.0)
implementation 'androidx.activity:activity-ktx:$lifecycle_scope_version'
viewModelScope(可選,版本2.3.0-beta01)
implementation "androidx.lifecycle:lifecycle-viewmodel-ktx:$coroutines_viewmodel_version"
簡單使用
先舉個(gè)簡單例子
lifecycleScope.launch { delay(2000) tvTest.text="Test" }
上面這個(gè)例子實(shí)現(xiàn)的功能是等待2秒,然后修改id為tvTest的TextView控件的text值為Test
自定義延遲返回方法
在kotlin里面,對(duì)于需要延遲才能返回結(jié)果的方法,需要用suspend標(biāo)明
lifecycleScope.launch { val text=getText() tvTest.text = text }
suspend fun getText():String{ delay(2000) return "getText" }
如果在其他線程,需要使用Continuation進(jìn)行線程切換,可使用suspendCancellableCoroutine 或 suspendCoroutine包裹(前者可取消,相當(dāng)于后者的擴(kuò)展),成功調(diào)用it.resume(),失敗調(diào)用it.resumeWithException(Exception()),拋出異常
suspend fun getTextInOtherThread() = suspendCancellableCoroutine<String> { thread { Thread.sleep(2000) it.resume("getText") } }
異常捕獲
協(xié)程里面的失敗都可以通過異常捕獲,來統(tǒng)一處理特殊情況
lifecycleScope.launch { try { val text=getText() tvTest.text = text } catch (e:Exception){ e.printStackTrace() } }
取消功能
下面執(zhí)行了兩個(gè)job,第一個(gè)是原始的,第二個(gè)是在1秒后取消第一個(gè)job,這會(huì)導(dǎo)致tvText的文本并不會(huì)改變
val job = lifecycleScope.launch { try { val text=getText() tvTest.text = text } catch (e:Exception){ e.printStackTrace() } } lifecycleScope.launch { delay(1000) job.cancel() }
設(shè)置超時(shí)
這個(gè)相當(dāng)于系統(tǒng)封裝了自動(dòng)取消功能,對(duì)應(yīng)函數(shù)withTimeout
lifecycleScope.launch { try { withTimeout(1000) { val text = getText() tvTest.text = text } } catch (e:Exception){ e.printStackTrace() } }
帶返回值的Job
與launch類似的還有一個(gè)async方法,它會(huì)返回一個(gè)Deferred對(duì)象,屬于Job的擴(kuò)展類,Deferred可以獲取返回的結(jié)果,具體使用如下
lifecycleScope.launch { val one= async { delay(1000) return@async 1 } val two= async { delay(2000) return@async 2 } Log.i("scope test",(one.await()+two.await()).toString()) }
高級(jí)進(jìn)階
自定義CoroutineScope
先看CoroutineScope源碼
public interface CoroutineScope { public val coroutineContext: CoroutineContext }
CoroutineScope中主要包含一個(gè)coroutineContext對(duì)象,我們要自定義只需實(shí)現(xiàn)coroutineContext的get方法
class TestScope() : CoroutineScope { override val coroutineContext: CoroutineContext get() = TODO("Not yet implemented") }
要?jiǎng)?chuàng)建coroutineContext,得要先知道CoroutineContext是什么,我們?cè)倏碈oroutineContext源碼
/** * Persistent context for the coroutine. It is an indexed set of [Element] instances. * An indexed set is a mix between a set and a map. * Every element in this set has a unique [Key]. */ public interface CoroutineContext { public operator fun <E : Element> get(key: Key<E>): E? public fun <R> fold(initial: R, operation: (R, Element) -> R): R public operator fun plus(context: CoroutineContext): CoroutineContext = ... public fun minusKey(key: Key<*>): CoroutineContext public interface Key<E : Element> public interface Element : CoroutineContext { ... } }
通過注釋說明,我們知道它本質(zhì)就是一個(gè)包含Element的集合,只是不像set和map集合一樣,它自己實(shí)現(xiàn)了獲?。╣et),折疊(fold,添加和替換的組合),相減(minusKey,移除),對(duì)象組合(plus,如val coroutineContext=coroutineContext1+coroutineContext2)
它的主要內(nèi)容是Element,而Element的實(shí)現(xiàn)有
- Job 任務(wù)
- ContinuationInterceptor 攔截器
- AbstractCoroutineContextElement
- CoroutineExceptionHandler
- ThreadContextElement
- DownstreamExceptionElement
- ....
可以看到很多地方都有實(shí)現(xiàn)Element,它主要目的是限制范圍以及異常的處理。這里我們先了解兩個(gè)重要的Element,一個(gè)是Job,一個(gè)是CoroutineDispatcher
Job
- Job:子Job取消,會(huì)導(dǎo)致父job和其他子job被取消;父job取消,所有子job被取消
- SupervisorJob:父job取消,所有子job被取消
CoroutineDispatcher
- Dispatchers.Main:主線程執(zhí)行
- Dispatchers.IO:IO線程執(zhí)行
我們模擬一個(gè)類似lifecycleScope的自定義TestScope
class TestScope() : CoroutineScope { override val coroutineContext: CoroutineContext get() = SupervisorJob() +Dispatchers.Main }
這里我們定義了一個(gè)總流程線SupervisorJob()以及具體執(zhí)行環(huán)境Dispatchers.Main(Android主線程),假如我們想替換掉activity的lifecycleScope,就需要在activity中創(chuàng)建實(shí)例
val testScope=TestScope()
然后在activity銷毀的時(shí)候取消掉所有job
override fun onDestroy() { testScope.cancel() super.onDestroy() }
其他使用方式同lifecycleScope,如
testScope.launch{ val text = getText() tvTest.text = text }
深入理解Job
CoroutineScope中包含一個(gè)主Job,之后調(diào)用的launch或其他方法創(chuàng)建的job都屬于CoroutineScope的子Job,每個(gè)job都有屬于自己的狀態(tài),其中包括isActive、isCompleted、isCancelled,以及一些基礎(chǔ)操作start()、cancel()、join(),具體的轉(zhuǎn)換流程如下
我們先從創(chuàng)建job開始,當(dāng)調(diào)用launch的時(shí)候默認(rèn)有三個(gè)參數(shù)CoroutineContext、CoroutineStart以及代碼塊參數(shù)。
- context:CoroutineContext的對(duì)象,默認(rèn)為CoroutineStart.DEFAULT,會(huì)與CoroutineScope的context進(jìn)行折疊
- start:CoroutineStart的對(duì)象,默認(rèn)為CoroutineStart.DEFAULT,代表立即執(zhí)行,同時(shí)還有CoroutineStart.LAZY,代表非立即執(zhí)行,必須調(diào)用job的start()才會(huì)開始執(zhí)行
val job2= lifecycleScope.launch(start = CoroutineStart.LAZY) { delay(2000) Log.i("scope test","lazy") } job2.start()
當(dāng)使用這種模式創(chuàng)建時(shí)默認(rèn)就是new狀態(tài),此時(shí)isActive,isCompleted,isCancelled都為false,當(dāng)調(diào)用start后,轉(zhuǎn)換為active狀態(tài),其中只有isActive為true,如果它的任務(wù)完成了則會(huì)進(jìn)入Completing狀態(tài),此時(shí)為等待子job完成,這種狀態(tài)下還是只有isActive為true,如果所有子job也完成了則會(huì)進(jìn)入Completed狀態(tài),只有isCompleted為true。如果在active或Completing狀態(tài)下出現(xiàn)取消或異常,則會(huì)進(jìn)入Cancelling狀態(tài),如果需要取消父job和其他子job則會(huì)等待它們?nèi)∠瓿?,此時(shí)只有isCancelled為true,取消完成后最終進(jìn)入Cancelled狀態(tài),isCancelled和isCompleted都為true
State | isActive | isCompleted | isCancelled |
---|---|---|---|
New | FALSE | FALSE | FALSE |
Active | TRUE | FALSE | FALSE |
Completing | TRUE | FALSE | FALSE |
Cancelling | FALSE | FALSE | TRUE |
Cancelled | FALSE | TRUE | TRUE |
Completed | FALSE | TRUE | FALSE |
不同job交互需使用join()與cancelAndJoin()
- join():將當(dāng)前job添加到其他協(xié)程任務(wù)里面
- cancelAndJoin():取消操作,只是添加進(jìn)去后再取消
val job1= GlobleScope.launch(start = CoroutineStart.LAZY) { delay(2000) Log.i("scope test","job1") } lifecycleScope.launch { job1.join() delay(2000) Log.i("scope test","job2") }
深入理解suspend
suspend作為kotlin新增的方法修飾詞,最終實(shí)現(xiàn)還是java,我們先看它們的差異性
suspend fun test1(){} fun test2(){}
對(duì)應(yīng)java代碼
public final Object test1(@NotNull Continuation $completion) { return Unit.INSTANCE; } public final void test2() { }
對(duì)應(yīng)字節(jié)碼
public final test1(Lkotlin/coroutines/Continuation;)Ljava/lang/Object; ... L0 LINENUMBER 6 L0 GETSTATIC kotlin/Unit.INSTANCE : Lkotlin/Unit; ARETURN L1 LOCALVARIABLE this Lcom/lieni/android_c/ui/test/TestActivity; L0 L1 0 LOCALVARIABLE $completion Lkotlin/coroutines/Continuation; L0 L1 1 MAXSTACK = 1 MAXLOCALS = 2 public final test2()V L0 LINENUMBER 9 L0 RETURN L1 LOCALVARIABLE this Lcom/lieni/android_c/ui/test/TestActivity; L0 L1 0 MAXSTACK = 0 MAXLOCALS = 1
可以看到,加了suspend的方法其實(shí)和普通方法一樣,只是傳入時(shí)多了個(gè)Continuation對(duì)象,并返回了Unit.INSTANCE對(duì)象
public interface Continuation<in T> { public val context: CoroutineContext public fun resumeWith(result: Result<T>) }
而Continuation的具體實(shí)現(xiàn)在BaseContinuationImpl中
internal abstract class BaseContinuationImpl(...) : Continuation<Any?>, CoroutineStackFrame, Serializable { public final override fun resumeWith(result: Result<Any?>) { ... while (true) { ... with(current) { val outcome = invokeSuspend(param) ... releaseIntercepted() if (completion is BaseContinuationImpl) { ... } else { ... return } } } } ... }
當(dāng)我們調(diào)用resumeWith時(shí),它會(huì)一直執(zhí)行一個(gè)循環(huán),調(diào)用invokeSuspend(param)和releaseIntercepted() ,直到最頂層completion執(zhí)行完成后返回,并且釋放協(xié)程的interceptor
最終的釋放在ContinuationImpl中實(shí)現(xiàn)
internal abstract class ContinuationImpl(...) : BaseContinuationImpl(completion) { ... protected override fun releaseIntercepted() { val intercepted = intercepted if (intercepted != null && intercepted !== this) { context[ContinuationInterceptor]!!.releaseInterceptedContinuation(intercepted) } this.intercepted = CompletedContinuation } }
通過這里知釋放最終通過CoroutineContext中為ContinuationInterceptor的Element來實(shí)現(xiàn)
而暫停也是同理,繼續(xù)看suspendCoroutine
public suspend inline fun <T> suspendCoroutine(crossinline block: (Continuation<T>) -> Unit): T = suspendCoroutineUninterceptedOrReturn { c: Continuation<T> -> val safe = SafeContinuation(c.intercepted()) ... }
默認(rèn)會(huì)調(diào)用Continuation的intercepted()方法
internal abstract class ContinuationImpl(...) : BaseContinuationImpl(completion) { ... public fun intercepted(): Continuation<Any?> =intercepted ?: (context[ContinuationInterceptor]?.interceptContinuation(this) ?: this) .also { intercepted = it } }
可以看到暫停最終也是通過CoroutineContext中為ContinuationInterceptor的Element來實(shí)現(xiàn)
流程總結(jié)(線程切換)
- 創(chuàng)建新的Continuation
- 調(diào)用CoroutineScope中的context的ContinuationInterceptor的interceptContinuation方法暫停父任務(wù)
- 執(zhí)行子任務(wù)(如果指定了線程,則在新線程執(zhí)行,并傳入Continuation對(duì)象)
- 執(zhí)行完畢后用戶調(diào)用Continuation的resume或者resumeWith返回結(jié)果
- 調(diào)用CoroutineScope中的context的ContinuationInterceptor的releaseInterceptedContinuation方法恢復(fù)父任務(wù)
阻塞與非阻塞
CoroutineScope默認(rèn)是不會(huì)阻塞當(dāng)前線程的,如果需要阻塞可以使用runBlocking,如果在主線程執(zhí)行下面代碼,會(huì)出現(xiàn)2s白屏
runBlocking { delay(2000) Log.i("scope test","runBlocking is completed") }
阻塞原理:執(zhí)行runBlocking默認(rèn)會(huì)創(chuàng)建BlockingCoroutine,而BlockingCoroutine中會(huì)一直執(zhí)行一個(gè)循環(huán),直到當(dāng)前Job為isCompleted狀態(tài)才會(huì)跳出循環(huán)
public fun <T> runBlocking(...): T { ... val coroutine = BlockingCoroutine<T>(newContext, currentThread, eventLoop) coroutine.start(CoroutineStart.DEFAULT, coroutine, block) return coroutine.joinBlocking() }
private class BlockingCoroutine<T>(...) : AbstractCoroutine<T>(parentContext, true) { ... fun joinBlocking(): T { ... while (true) { ... if (isCompleted) break ... } ... } }
總結(jié)
到此這篇關(guān)于一文徹底搞懂Kotlin中協(xié)程的文章就介紹到這了,更多相關(guān)Kotlin協(xié)程內(nèi)容請(qǐng)搜索腳本之家以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關(guān)文章希望大家以后多多支持腳本之家!
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