協(xié)程是一種并發(fā)設(shè)計(jì)模式，您可以在Android上使用它來(lái)簡(jiǎn)化異步執(zhí)行的代碼。Kotlin1.3版本添加了 Coroutines，并基于其他語(yǔ)言的既定概念。

在Android上，協(xié)程有助于解決兩個(gè)主要問(wèn)題：

• 管理長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行的任務(wù)，否則可能會(huì)阻止主線程并導(dǎo)致應(yīng)用凍結(jié)。
• 提供主安全性，或從主線程安全地調(diào)用網(wǎng)絡(luò)或磁盤操作。

本主題描述了如何使用Kotlin協(xié)程解決這些問(wèn)題，使您能夠編寫(xiě)更清晰，更簡(jiǎn)潔的應(yīng)用程序代碼。

管理長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行的任務(wù)

在Android上，每個(gè)應(yīng)用程序都有一個(gè)主線程來(lái)處理用戶界面并管理用戶交互。如果您的應(yīng)用程序?yàn)橹骶€程分配了太多工作，那么應(yīng)用程序可能會(huì)明顯卡頓或運(yùn)行緩慢。網(wǎng)絡(luò)請(qǐng)求，JSON解析，從數(shù)據(jù)庫(kù)讀取或?qū)懭耄踔林皇堑笮土斜矶伎赡軐?dǎo)致應(yīng)用程序運(yùn)行緩慢，導(dǎo)致可見(jiàn)的緩慢或凍結(jié)的UI對(duì)觸摸事件響應(yīng)緩慢。這些長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行的操作應(yīng)該在主線程之外運(yùn)行。

以下示例顯示了假設(shè)的長(zhǎng)期運(yùn)行任務(wù)的簡(jiǎn)單協(xié)程實(shí)現(xiàn)：

suspend fun fetchDocs() {        // Dispatchers.Main
 val result = get("https://developer.android.com") // Dispatchers.IO for `get`
 show(result)          // Dispatchers.Main
}

suspend fun get(url: String) = withContext(Dispatchers.IO) { /* ... */ }

協(xié)同程序通過(guò)添加兩個(gè)操作來(lái)處​​理長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行的任務(wù)，從而構(gòu)建常規(guī)功能。除了invoke（或call）和返回之外，協(xié)同程序還添加了suspend和resume：

• suspend暫停當(dāng)前協(xié)同程序的執(zhí)行，保存所有局部變量。
• resume恢復(fù)從暫停的協(xié)同處繼續(xù)執(zhí)行暫停的協(xié)同程序。

您只能從其他suspend函數(shù)調(diào)用suspend函數(shù)，或者使用諸如啟動(dòng)之類的協(xié)程構(gòu)建器來(lái)啟動(dòng)新的協(xié)程。

在上面的示例中，get()仍然在主線程上運(yùn)行，但它在啟動(dòng)網(wǎng)絡(luò)請(qǐng)求之前掛起協(xié)同程序。當(dāng)網(wǎng)絡(luò)請(qǐng)求完成時(shí)，get恢復(fù)暫停的協(xié)程，而不是使用回調(diào)來(lái)通知主線程。

Kotlin使用堆?？蚣軄?lái)管理與任何局部變量一起運(yùn)行的函數(shù)。掛起協(xié)程時(shí)，將復(fù)制并保存當(dāng)前堆棧幀以供以后使用。恢復(fù)時(shí)，堆棧幀將從保存位置復(fù)制回來(lái)，并且該函數(shù)將再次開(kāi)始運(yùn)行。即使代碼看起來(lái)像普通的順序阻塞請(qǐng)求，協(xié)程也可以確保網(wǎng)絡(luò)請(qǐng)求避免阻塞主線程。

Use coroutines for main-safety

Kotlin協(xié)程使用調(diào)度程序來(lái)確定哪些線程用于協(xié)程執(zhí)行。要在主線程之外運(yùn)行代碼，您可以告訴Kotlin協(xié)程在Default或IO調(diào)度程序上執(zhí)行工作。在Kotlin中，所有協(xié)同程序必須在調(diào)度程序中運(yùn)行，即使它們?cè)谥骶€程上運(yùn)行。協(xié)同程序可以暫停，調(diào)度程序負(fù)責(zé)恢復(fù)它們。
要指定協(xié)程應(yīng)該運(yùn)行的位置，Kotlin提供了三個(gè)可以使用的調(diào)度程序：

• Dispatchers.Main  - 使用此調(diào)度程序在主Android線程上運(yùn)行協(xié)同程序。 這應(yīng)該僅用于與UI交互并執(zhí)行快速工作。 示例包括調(diào)用掛起函數(shù)，運(yùn)行Android UI框架操作以及更新LiveData對(duì)象。
• Dispatchers.IO  - 此調(diào)度程序已經(jīng)過(guò)優(yōu)化，可在主線程外執(zhí)行磁盤或網(wǎng)絡(luò)I / O. 示例包括使用Room組件，讀取或?qū)懭胛募约斑\(yùn)行任何網(wǎng)絡(luò)操作。
• Dispatchers.Default  - 此調(diào)度程序已經(jīng)過(guò)優(yōu)化，可以在主線程之外執(zhí)行CPU密集型工作。 示例用例包括對(duì)列表進(jìn)行排序和解析JSON。

繼續(xù)前面的示例，您可以使用調(diào)度程序重新定義get函數(shù)。 在get的主體內(nèi)部，調(diào)用withContext(Dispatchers.IO)來(lái)創(chuàng)建一個(gè)在IO線程池上運(yùn)行的塊。 放在該塊中的任何代碼總是通過(guò)IO調(diào)度程序執(zhí)行。 由于withContext本身是一個(gè)掛起函數(shù)，因此函數(shù)get也是一個(gè)掛起函數(shù)。

使用協(xié)同程序，您可以調(diào)度具有細(xì)粒度控制的線程。 因?yàn)閣ithContext()允許您控制任何代碼行的線程池而不引入回調(diào)，所以您可以將它應(yīng)用于非常小的函數(shù)，例如從數(shù)據(jù)庫(kù)讀取或執(zhí)行網(wǎng)絡(luò)請(qǐng)求。 一個(gè)好的做法是使用withContext()來(lái)確保每個(gè)函數(shù)都是主安全的，這意味著您可以從主線程調(diào)用該函數(shù)。 這樣，調(diào)用者永遠(yuǎn)不需要考慮應(yīng)該使用哪個(gè)線程來(lái)執(zhí)行該函數(shù)。

在前面的示例中，fetchDocs()在主線程上執(zhí)行; 但是，它可以安全地調(diào)用get，后者在后臺(tái)執(zhí)行網(wǎng)絡(luò)請(qǐng)求。 因?yàn)閰f(xié)同程序支持掛起和恢復(fù)，所以只要withContext塊完成，主線程上的協(xié)程就會(huì)以get結(jié)果恢復(fù)。

重要說(shuō)明：使用suspend并不能告訴Kotlin在后臺(tái)線程上運(yùn)行函數(shù)。 暫停函數(shù)在主線程上運(yùn)行是正常的。 在主線程上啟動(dòng)協(xié)同程序也很常見(jiàn)。 當(dāng)您需要主安全時(shí)，例如在讀取或?qū)懭氪疟P，執(zhí)行網(wǎng)絡(luò)操作或運(yùn)行CPU密集型操作時(shí)，應(yīng)始終在掛起函數(shù)內(nèi)使用withContext()。

與等效的基于回調(diào)的實(shí)現(xiàn)相比，withContext()不會(huì)增加額外的開(kāi)銷。 此外，在某些情況下，可以優(yōu)化withContext()調(diào)用，而不是基于等效的基于回調(diào)的實(shí)現(xiàn)。 例如，如果一個(gè)函數(shù)對(duì)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行十次調(diào)用，則可以通過(guò)使用外部withContext()告訴Kotlin只切換一次線程。 然后，即使網(wǎng)絡(luò)庫(kù)多次使用withContext()，它仍然停留在同一個(gè)調(diào)度程序上，并避免切換線程。 此外，Kotlin優(yōu)化了Dispatchers.Default和Dispatchers.IO之間的切換，以盡可能避免線程切換。

要點(diǎn)：使用使用Dispatchers.IO或Dispatchers.Default等線程池的調(diào)度程序并不能保證該塊從上到下在同一個(gè)線程上執(zhí)行。 在某些情況下，Kotlin協(xié)程可能會(huì)在暫停和恢復(fù)后將執(zhí)行移動(dòng)到另一個(gè)線程。 這意味著線程局部變量可能不會(huì)指向整個(gè)withContext()塊的相同值。

指定CoroutineScope

定義協(xié)程時(shí)，還必須指定其CoroutineScope。 CoroutineScope管理一個(gè)或多個(gè)相關(guān)協(xié)程。 您還可以使用CoroutineScope在該范圍內(nèi)啟動(dòng)新協(xié)程。 但是，與調(diào)度程序不同，CoroutineScope不會(huì)運(yùn)行協(xié)同程序。

CoroutineScope的一個(gè)重要功能是當(dāng)用戶離開(kāi)應(yīng)用程序中的內(nèi)容區(qū)域時(shí)停止協(xié)程執(zhí)行。 使用CoroutineScope，您可以確保正確停止任何正在運(yùn)行的操作。

將CoroutineScope與Android架構(gòu)組件配合使用

在Android上，您可以將CoroutineScope實(shí)現(xiàn)與組件生命周期相關(guān)聯(lián)。這樣可以避免泄漏內(nèi)存或?yàn)榕c用戶不再相關(guān)的activity或fragment執(zhí)行額外的工作。使用Jetpack組件，它們自然適合ViewModel。由于ViewModel在配置更改（例如屏幕旋轉(zhuǎn)）期間不會(huì)被銷毀，因此您不必?fù)?dān)心協(xié)同程序被取消或重新啟動(dòng)。

范圍知道他們開(kāi)始的每個(gè)協(xié)同程序。這意味著您可以隨時(shí)取消在作用域中啟動(dòng)的所有內(nèi)容。范圍傳播自己，所以如果一個(gè)協(xié)程開(kāi)始另一個(gè)協(xié)同程序，兩個(gè)協(xié)同程序具有相同的范圍。這意味著即使其他庫(kù)從您的范圍啟動(dòng)協(xié)程，您也可以隨時(shí)取消它們。如果您在ViewModel中運(yùn)行協(xié)同程序，這一點(diǎn)尤為重要。如果因?yàn)橛脩綦x開(kāi)了屏幕而導(dǎo)致ViewModel被銷毀，則必須停止它正在執(zhí)行的所有異步工作。否則，您將浪費(fèi)資源并可能泄漏內(nèi)存。如果您在銷毀ViewModel后應(yīng)該繼續(xù)進(jìn)行異步工作，則應(yīng)該在應(yīng)用程序架構(gòu)的較低層中完成。

警告：通過(guò)拋出CancellationException協(xié)同取消協(xié)同程序。 在協(xié)程取消期間觸發(fā)捕獲異?；騎hrowable的異常處理程序。

使用適用于Android體系結(jié)構(gòu)的KTX庫(kù)組件，您還可以使用擴(kuò)展屬性viewModelScope來(lái)創(chuàng)建可以運(yùn)行的協(xié)同程序，直到ViewModel被銷毀。

啟動(dòng)一個(gè)協(xié)程

您可以通過(guò)以下兩種方式之一啟動(dòng)協(xié)同程序：

• launch會(huì)啟動(dòng)一個(gè)新的協(xié)程，并且不會(huì)將結(jié)果返回給調(diào)用者。 任何被認(rèn)為是“發(fā)射并忘記”的工作都可以使用launch來(lái)開(kāi)始。
• async啟動(dòng)一個(gè)新的協(xié)同程序，并允許您使用名為await的掛起函數(shù)返回結(jié)果。

通常，您應(yīng)該從常規(guī)函數(shù)啟動(dòng)新協(xié)程，因?yàn)槌Ｒ?guī)函數(shù)無(wú)法調(diào)用等待。 僅在另一個(gè)協(xié)同程序內(nèi)部或在掛起函數(shù)內(nèi)部執(zhí)行并行分解時(shí)才使用異步。

在前面的示例的基礎(chǔ)上，這里是一個(gè)帶有viewModelScope KTX擴(kuò)展屬性的協(xié)程，它使用launch從常規(guī)函數(shù)切換到協(xié)同程序：

fun onDocsNeeded() {
 viewModelScope.launch { // Dispatchers.Main
  fetchDocs()   // Dispatchers.Main (suspend function call)
 }
}

警告：?jiǎn)?dòng)和異步處理異常的方式不同。 由于async期望在某個(gè)時(shí)刻最終調(diào)用await，它會(huì)保留異常并在await調(diào)用中重新拋出它們。 這意味著如果您使用await從常規(guī)函數(shù)啟動(dòng)新的協(xié)同程序，則可能會(huì)以靜默方式刪除異常。 這些丟棄的異常不會(huì)出現(xiàn)在崩潰指標(biāo)中，也不會(huì)出現(xiàn)在logcat中。

并行分解

當(dāng)函數(shù)返回時(shí)，必須停止由掛起函數(shù)啟動(dòng)的所有協(xié)同程序，因此您可能需要保證這些協(xié)程在返回之前完成。 通過(guò)Kotlin中的結(jié)構(gòu)化并發(fā)，您可以定義一個(gè)啟動(dòng)一個(gè)或多個(gè)協(xié)同程序的coroutineScope。 然后，使用await()（對(duì)于單個(gè)協(xié)同程序）或awaitAll()（對(duì)于多個(gè)協(xié)程），可以保證這些協(xié)程在從函數(shù)返回之前完成。

例如，讓我們定義一個(gè)以異步方式獲取兩個(gè)文檔的coroutineScope。 通過(guò)在每個(gè)延遲引用上調(diào)用await()，我們保證在返回值之前兩個(gè)異步操作都完成：

suspend fun fetchTwoDocs() =
 coroutineScope {
  val deferredOne = async { fetchDoc(1) }
  val deferredTwo = async { fetchDoc(2) }
  deferredOne.await()
  deferredTwo.await()
 }

即使fetchTwoDocs（）使用異步啟動(dòng)新的協(xié)同程序，該函數(shù)也會(huì)使用awaitAll（）等待那些啟動(dòng)的協(xié)同程序在返回之前完成。 但請(qǐng)注意，即使我們沒(méi)有調(diào)用awaitAll（），coroutineScope構(gòu)建器也不會(huì)恢復(fù)調(diào)用fetchTwoDocs的協(xié)程，直到所有新的協(xié)程完成。

此外，coroutineScope捕獲協(xié)程拋出的任何異常并將它們路由回調(diào)用者。

有關(guān)并行分解的更多信息，請(qǐng)參閱編寫(xiě)掛起函數(shù)。

具有內(nèi)置支持的架構(gòu)組件

一些體系結(jié)構(gòu)組件（包括ViewModel和Lifecycle）通過(guò)其自己的CoroutineScope成員包含對(duì)協(xié)同程序的內(nèi)置支持。
例如，ViewModel包含一個(gè)內(nèi)置的viewModelScope。 這提供了在ViewModel范圍內(nèi)啟動(dòng)協(xié)同程序的標(biāo)準(zhǔn)方法，如以下示例所示：

class MyViewModel : ViewModel() {

 fun launchDataLoad() {
  viewModelScope.launch {
   sortList()
   // Modify UI
  }
 }

 /**
 * Heavy operation that cannot be done in the Main Thread
 */
 suspend fun sortList() = withContext(Dispatchers.Default) {
  // Heavy work
 }
}

LiveData還使用帶有l(wèi)iveData塊的協(xié)同程序：
liveData {
 // runs in its own LiveData-specific scope
}

原文

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