Kotlin協(xié)程啟動createCoroutine及創(chuàng)建startCoroutine原理
createCoroutine 和 startCoroutine
協(xié)程到底是怎么創(chuàng)建和啟動的?本篇文章帶你揭曉。
在Continuation.kt文件中,有2個基礎(chǔ)API,這里單獨提出來說一下,方便后面我們理解launch。
public fun <T> (suspend () -> T).createCoroutine( completion: Continuation<T> ): Continuation<Unit> = SafeContinuation(createCoroutineUnintercepted(completion).intercepted(), COROUTINE_SUSPENDED) public fun <T> (suspend () -> T).startCoroutine( completion: Continuation<T> ) { createCoroutineUnintercepted(completion).intercepted().resume(Unit) }
createCoroutine和startCoroutine就是用來創(chuàng)建和啟動協(xié)程的基礎(chǔ)API,launch、async等在底層一定程度上都使用了該基礎(chǔ)API,launch和async只不過是封裝而已。所以,我們先掌握它們。
這2個函數(shù)看起來差別不大,一個調(diào)用了resume開始了協(xié)程,一個沒有調(diào)用,需要外部去調(diào)用resume(createCoroutine會把Continuation返回出去)。
既然launch和async可以用它們來創(chuàng)建和啟動協(xié)程,那我們是否可以直接用它們來創(chuàng)建和啟動協(xié)程?那當(dāng)然可以。這里我舉個startCoroutine的例子,仔細(xì)看它的函數(shù)聲明,它其實是個擴(kuò)展函數(shù),擴(kuò)展的是(suspend () -> T)
這種類型。
(suspend () -> T)
:suspend函數(shù)+返回類型是T
它可以有2種寫法:
//方式1----------- val block = suspend { ... "云天明" } block.startCoroutine(continuation) //方式2-------------- suspend fun getUserName(): String { ... return "云天明" } (::getUserName).startCoroutine(continuation)
一種是匿名的suspend函數(shù),一種是正常的有名字的suspend函數(shù)。現(xiàn)在,我們簡單寫個demo來調(diào)一下startCoroutine。
startCoroutine調(diào)用
//StartCoroutine.kt fun main() { val continuation = object : Continuation<String> { override val context: CoroutineContext get() = EmptyCoroutineContext override fun resumeWith(result: Result<String>) { println("結(jié)果: ${result.getOrNull()}") } } block.startCoroutine(continuation) Thread.sleep(3000L) } val block = suspend { println("start") delay(2000L) println("end") "DX3906" }
調(diào)起非常簡單,startCoroutine是(suspend () -> T)
的擴(kuò)展函數(shù),且需要傳遞一個Continuation參數(shù)。我們先反編譯看一下,長什么樣子。
public final class StartCoroutineKt { //block那塊被轉(zhuǎn)換成了一個類StartCoroutineKt$block$1,這里創(chuàng)建好一個實例對象,待會兒可以直接使用 private static final Function1<Continuation<? super String>, Object> block = new StartCoroutineKt$block$1((Continuation<? super StartCoroutineKt$block$1>) null); public static final void main() { //調(diào)用擴(kuò)展函數(shù),將block和continuation參數(shù)傳入。 ContinuationKt.startCoroutine(block, new StartCoroutineKt$main$continuation$1()); Thread.sleep(3000); } public static final Function1<Continuation<? super String>, Object> getBlock() { return block; } } //對應(yīng)block那塊 final class StartCoroutineKt$block$1 extends SuspendLambda implements Function1<Continuation<? super String>, Object> { int label; StartCoroutineKt$block$1(Continuation<? super StartCoroutineKt$block$1> continuation) { super(1, continuation); } //創(chuàng)建StartCoroutineKt$block$1實例 public final Continuation<Unit> create(Continuation<?> continuation) { return new StartCoroutineKt$block$1(continuation); } public final Object invoke(Continuation<? super String> continuation) { //創(chuàng)建StartCoroutineKt$block$1實例并執(zhí)行invokeSuspend return ((StartCoroutineKt$block$1) create(continuation)).invokeSuspend(Unit.INSTANCE); } public final Object invokeSuspend(Object $result) { Object coroutine_suspended = IntrinsicsKt.getCOROUTINE_SUSPENDED(); //狀態(tài)機(jī) switch (this.label) { case 0: //label一開始是0 ResultKt.throwOnFailure($result); System.out.println("start"); this.label = 1; //這里正常情況會返回COROUTINE_SUSPENDED,label已經(jīng)改成1了,下次走case 1的邏輯 if (DelayKt.delay(2000, this) != coroutine_suspended) { break; } else { return coroutine_suspended; } case 1: //label為1,沒有return,繼續(xù)走最后的結(jié)束語句 ResultKt.throwOnFailure($result); break; default: throw new IllegalStateException("call to 'resume' before 'invoke' with coroutine"); } //結(jié)束 System.out.println("end"); return "云天明"; } } //對應(yīng)Continuation那塊 public final class StartCoroutineKt$main$continuation$1 implements Continuation<String> { StartCoroutineKt$main$continuation$1() { } public CoroutineContext getContext() { return EmptyCoroutineContext.INSTANCE; } public void resumeWith(Object result) { //輸出結(jié)果 StringBuilder sb = new StringBuilder(); sb.append("結(jié)果: "); sb.append((String) (Result.m29isFailureimpl(result) ? null : result)); System.out.println(sb.toString()); } }
還是比較清晰的,
- 首先
object : Continuation<String>
是肯定會生成一個匿名內(nèi)部類,在該類中,簡單在resumeWith里面輸出了一下結(jié)果 - block那塊代碼,也會生成一個匿名內(nèi)部類。需要注意的是,它繼承自SuspendLambda,這個沒見過,待會兒分析,里面有幾個方法:create、invoke、invokeSuspend。其中create是創(chuàng)建該類的實例,invoke是調(diào)用create方法并執(zhí)行invokeSuspend,invokeSuspend里面是狀態(tài)機(jī)相關(guān)的邏輯。
- main里面執(zhí)行了
ContinuationKt.startCoroutine(block, continuation)
,調(diào)起了擴(kuò)展方法(擴(kuò)展方法的原理就是這樣的)
反編譯出來的代碼大致結(jié)構(gòu)我們是了解了,現(xiàn)在需要分析一下startCoroutine具體是怎么走的了,看它是怎么利用這些反編譯出來的代碼的。
createCoroutineUnintercepted
public fun <T> (suspend () -> T).startCoroutine( completion: Continuation<T> ) { createCoroutineUnintercepted(completion).intercepted().resume(Unit) } //這個函數(shù)是expect的,沒有函數(shù)體 public expect fun <T> (suspend () -> T).createCoroutineUnintercepted( completion: Continuation<T> ): Continuation<Unit>
startCoroutine首先是調(diào)用了createCoroutineUnintercepted函數(shù),而createCoroutineUnintercepted是expect的,它是一種聲明。因為Kotlin是跨平臺的,所以部分邏輯與平臺相關(guān),這個createCoroutineUnintercepted就是這種。
它沒有函數(shù)體,我們只關(guān)心JVM平臺,所以需要到JVM平臺上找該函數(shù)的實現(xiàn)。在Kotlin源碼地圖文章中,我們提到協(xié)程源碼,分為2個倉庫,一個是Kotlin倉庫,一個是Kotlin協(xié)程倉庫。
這個createCoroutineUnintercepted是在Kotlin倉庫中,具體位置是:
kotlin/libraries/stdlib/jvm/src/kotlin/coroutines/intrinsics/IntrinsicsJvm.kt
public actual fun <T> (suspend () -> T).createCoroutineUnintercepted( completion: Continuation<T> ): Continuation<Unit> { val probeCompletion = probeCoroutineCreated(completion) return if (this is BaseContinuationImpl) //走這里 create(probeCompletion) else createCoroutineFromSuspendFunction(probeCompletion) { (this as Function1<Continuation<T>, Any?>).invoke(it) } }
咦,createCoroutineUnintercepted居然也是(suspend () -> T)
的擴(kuò)展函數(shù),所以if那里的this指的就是block,也就是StartCoroutineKt$block$1。它繼承自SuspendLambda。
internal abstract class SuspendLambda( public override val arity: Int, completion: Continuation<Any?>? ) : ContinuationImpl(completion), FunctionBase<Any?>, SuspendFunction { constructor(arity: Int) : this(arity, null) public override fun toString(): String = if (completion == null) Reflection.renderLambdaToString(this) // this is lambda else super.toString() // this is continuation } internal abstract class ContinuationImpl( completion: Continuation<Any?>?, private val _context: CoroutineContext? ) : BaseContinuationImpl(completion) { ...... } //BaseContinuationImpl實現(xiàn)了Continuation接口 internal abstract class BaseContinuationImpl( public val completion: Continuation<Any?>? ) : Continuation<Any?>, CoroutineStackFrame, Serializable { ... }
SuspendLambda是ContinuationImpl的子類,而ContinuationImpl是BaseContinuationImpl的子類。所以上面的if (this is BaseContinuationImpl)
判斷是ok的,會走到create(probeCompletion)
。
也就是StartCoroutineKt$block$1
的create方法,在里面會創(chuàng)建StartCoroutineKt$block$1
實例。
public final Continuation<Unit> create(Continuation<?> continuation) { return new StartCoroutineKt$block$1(continuation); }
走到這里相當(dāng)于startCoroutine中的createCoroutineUnintercepted(completion)
這一步就走完了,它最終返回的是StartCoroutineKt$block$1
的實例,也就是一個Continuation。它標(biāo)志著協(xié)程被創(chuàng)建好了。再來看下intercepted是什么邏輯
intercepted
public fun <T> (suspend () -> T).startCoroutine( completion: Continuation<T> ) { createCoroutineUnintercepted(completion).intercepted().resume(Unit) } //好家伙,intercepted也是expect的 public expect fun <T> Continuation<T>.intercepted(): Continuation<T>
發(fā)現(xiàn)這里的intercepted擴(kuò)展函數(shù)也是expect的,又得去kotlin倉庫里面找jvm相關(guān)的實現(xiàn)。我找了下,路徑在這里:
kotlin/libraries/stdlib/jvm/src/kotlin/coroutines/intrinsics/IntrinsicsJvm.kt
public actual fun <T> Continuation<T>.intercepted(): Continuation<T> = (this as? ContinuationImpl)?.intercepted() ?: this
intercepted是一個擴(kuò)展函數(shù),這里的this也就是前面createCoroutineUnintercepted(completion)
創(chuàng)建出來的StartCoroutineKt$block$1
實例,它本身是SuspendLambda的子類,而SuspendLambda就是ContinuationImpl的子類。
所以這里的as?
會轉(zhuǎn)換成功,轉(zhuǎn)換出來的不是null。也就是說走到了ContinuationImpl的intercepted()
internal abstract class ContinuationImpl( completion: Continuation<Any?>?, private val _context: CoroutineContext? ) : BaseContinuationImpl(completion) { constructor(completion: Continuation<Any?>?) : this(completion, completion?.context) //這個context其實就是傳入的Continuation中的context public override val context: CoroutineContext get() = _context!! @Transient private var intercepted: Continuation<Any?>? = null public fun intercepted(): Continuation<Any?> = intercepted ?: (context[ContinuationInterceptor]?.interceptContinuation(this) ?: this) .also { intercepted = it } } @Transient private var intercepted: Continuation<Any?>? = null public fun intercepted(): Continuation<Any?> = intercepted ?: (context[ContinuationInterceptor]?.interceptContinuation(this) ?: this) .also { intercepted = it }
第一次執(zhí)行這里時intercepted是null,那么會從context中取ContinuationInterceptor,而context就是Continuation傳入的context,我們傳入的是EmptyCoroutineContext,取出來是null(ContinuationInterceptor會對Continuation進(jìn)行攔截,然后將執(zhí)行邏輯指派到對應(yīng)的線程之上去,這塊的邏輯后面再細(xì)說,就不詳細(xì)展開了。)
所以這里intercepted()最終執(zhí)行結(jié)果就是返回this,this也就是StartCoroutineKt$block$1
(block函數(shù)生成的類)。
intercepted()
走完后再回到startCoroutine:
public fun <T> (suspend () -> T).startCoroutine( completion: Continuation<T> ) { createCoroutineUnintercepted(completion).intercepted().resume(Unit) }
resume
就差最后一個resume(Unit)了,前面createCoroutineUnintercepted(completion).intercepted()
創(chuàng)建出來的是StartCoroutineKt$block$1
實例,所以我們需要到這個類里面去找resume函數(shù)。
再提一下類的繼承關(guān)系:
StartCoroutineKt$block$1 extends SuspendLambda implements Function1 internal abstract class SuspendLambda( public override val arity: Int, completion: Continuation<Any?>? ) : ContinuationImpl(completion), FunctionBase<Any?>, SuspendFunction internal abstract class ContinuationImpl( completion: Continuation<Any?>?, private val _context: CoroutineContext? ) : BaseContinuationImpl(completion) internal abstract class BaseContinuationImpl( public val completion: Continuation<Any?>? ) : Continuation<Any?>, CoroutineStackFrame, Serializable public interface Continuation<in T> { public val context: CoroutineContext public fun resumeWith(result: Result<T>) }
StartCoroutineKt$block$1
中沒有該resume函數(shù),其父類SuspendLambda也沒有該函數(shù),再到SuspendLambda的父類ContinuationImpl中,發(fā)現(xiàn)也沒有。再到ContinuationImpl的父類BaseContinuationImpl中,也沒有該函數(shù),只有一個resumeWith,奇了怪了。后來,我發(fā)現(xiàn)這個resume函數(shù)是一個擴(kuò)展函數(shù):
public inline fun <T> Continuation<T>.resume(value: T): Unit = resumeWith(Result.success(value))
而resume這個擴(kuò)展函數(shù)最終是調(diào)用的resumeWith,resumeWidth的實現(xiàn)在BaseContinuationImpl中。
public final override fun resumeWith(result: Result<Any?>) { var current = this var param = result while (true) { probeCoroutineResumed(current) with(current) { val completion = completion!! // fail fast when trying to resume continuation without completion val outcome: Result<Any?> = try { val outcome = invokeSuspend(param) if (outcome === COROUTINE_SUSPENDED) return Result.success(outcome) } catch (exception: Throwable) { Result.failure(exception) } releaseIntercepted() // this state machine instance is terminating if (completion is BaseContinuationImpl) { current = completion param = outcome } else { //label等于1時走這里 completion.resumeWith(outcome) return } } } }
這個開了個while(true)
循環(huán),不斷地執(zhí)行invokeSuspend(),如果遇到invokeSuspend返回結(jié)果是COROUTINE_SUSPENDED
則退出while(true)
循環(huán)。
public final Object invokeSuspend(Object $result) { Object coroutine_suspended = IntrinsicsKt.getCOROUTINE_SUSPENDED(); //狀態(tài)機(jī) switch (this.label) { case 0: //label一開始是0 ResultKt.throwOnFailure($result); System.out.println("start"); this.label = 1; //這里正常情況會返回COROUTINE_SUSPENDED,label已經(jīng)改成1了,下次走case 1的邏輯 if (DelayKt.delay(2000, this) != coroutine_suspended) { break; } else { return coroutine_suspended; } case 1: //label為1,沒有return,繼續(xù)走最后的結(jié)束語句 ResultKt.throwOnFailure($result); break; default: throw new IllegalStateException("call to 'resume' before 'invoke' with coroutine"); } //結(jié)束 System.out.println("end"); return "云天明"; }
invokeSuspend實際上就是我們的demo中的StartCoroutineKt$block$1
里的invokeSuspend函數(shù)。在demo中,這個invokeSuspend第一次的時候狀態(tài)機(jī)那里,label是0,所以會隨即走到DelayKt.delay(2000, this)
,它是一個掛起函數(shù),此時會拿到結(jié)果:COROUTINE_SUSPENDED
。
resumeWith遇到COROUTINE_SUSPENDED
就不會繼續(xù)往下走了,等到delay執(zhí)行完成之后,會回調(diào)這個resumeWith函數(shù),再繼續(xù)走invokeSuspend,此時label已經(jīng)是1了,走到狀態(tài)機(jī)邏輯那里,返回結(jié)果“云天明”。
這個結(jié)果會被resumeWidth的outcome接收住,resumeWidth中的這個completion其實就是我們demo中的StartCoroutineKt$main$continuation$1
(實現(xiàn)Continuation<String>
的那個類,是通過構(gòu)造函數(shù)傳進(jìn)來的),最終會走到completion.resumeWith(outcome)
,也就是來到了輸出結(jié)果的地方:println("結(jié)果: ${result.getOrNull()}")
。整個流程就走完了。
結(jié)語
createCoroutine用來創(chuàng)建協(xié)程,startCoroutine用來創(chuàng)建并啟動協(xié)程。它們內(nèi)部的原理是類似的,只是一個沒有調(diào)用resume啟動協(xié)程,另一個調(diào)用了resume啟動協(xié)程。編譯的時候,會生成一個SuspendLambda的實現(xiàn)類,該類invokeSuspend用于執(zhí)行狀態(tài)機(jī)的邏輯,調(diào)用resume后該狀態(tài)機(jī)會被觸發(fā),狀態(tài)機(jī)走完,協(xié)程也就走完了。
以上就是Kotlin協(xié)程啟動createCoroutine及創(chuàng)建startCoroutine原理的詳細(xì)內(nèi)容,更多關(guān)于Kotlin協(xié)程啟動創(chuàng)建的資料請關(guān)注腳本之家其它相關(guān)文章!
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