Kotlin 协程二三事入门

例子（Retrofit网络请求）

1. 定义接口
2. 发起请求
3. 结果回调
4. 数据展示

常规请求

public interface xxApiService {
    @POST("/xx/queryxx")
    Call<xxBean> queryxx();
}

ServiceFactory.newService(url, xxApiService::class.java)	//封装的Retrofit实例
						.queryPublishxx()
  					.enqueue(object : Callback<xxBean> {
                override fun onResponse(call: Call<xxBean>, response: Response<xxBean>) {
                    if (ActivityUtils.checkActivityAlive(view?.getActivity())) {
                        updateUI()
                    }
                }

                override fun onFailure(call: Call<xxBean>, t: Throwable) {
                }
            })

基于RxJava

public interface xxApiService {
    @POST("/xx/queryxx")
    Observable<xxBean> queryxx();
}

ServiceFactory.newService(url, xxApiService::class.java)
            .queryxx(body)
            .subscribeOn(Schedulers.io())
            .observeOn(AndroidSchedulers.mainThread())
            .subscribe(object : SubscriberImpl<xxBean>(
                RequestOptions.create(view?.getActivity()).loading(true)) {
                override fun onSuccess(xxBean: xxBean) {
                    super.onSuccess(xxBean)
                  
                    if (ActivityUtils.checkActivityAlive(view?.getActivity())) {
                        updateUI()
                    }

                }

                override fun onFailure(respCode: Int, errMsg: String) {
                    super.onFailure(respCode, errMsg)
                }
            })

基于协程

interface xxApiService {
    @POST("/xx/queryxx")
    suspend fun queryxx(): xxBean
}

viewModelScope.launch {
            try {
                val xxBean = ServiceFactory.newKTXService(BASE_URL, xxService::class.java).queryxx()
              updateUI(xxBean)
              
              val xxBean = ServiceFactory.newKTXService(BASE_URL, xxApiService::class.java).queryxx()
              updateUI(xxBean)
              
              
            } catch (e: Exception) {
                e.printStackTrace()
               
            }
        }

为什么使用协程

1. 异步代码像同步代码一样展示，逻辑更清晰

协程不会阻塞线程，写法上跟同步代码一致，但是并不是单线程

2. 解决”回调地狱“，代码更加简洁

3. 线程切换、事件管理更加方便

为什么不用RxJava？学习成本高，使用起来也并不如协程方便

协程是什么

顾名思义，协程的协就是协作，协程是一种非抢占式的或者说协作式的程序并发调度的实现。程序可以主动挂起或者恢复执行，协程更加轻量级，他的调度在用户态就可以搞定，不需要映射成内核线程这么重的资源。

协程并不局限于语言，它是一种编程思想，在其他语言也有实现，例：Go

用户态：程序的运行空间（内核态：Linux内核的运行空间）

挂起/恢复：执行异步程序与结束（线程的切换与切回）

轻量级：协程的调度是轻量级，但是在Android上异步操作的实现依旧使用了线程

协程的引入

    // 标准库
    implementation "org.jetbrains.kotlin:kotlin-stdlib:$kotlin_version"
    // 协程基础库
    implementation "org.jetbrains.kotlinx:kotlinx-coroutines-core:1.5.1"
    // 协程 Android 库，提供 Android UI 调度器
    implementation 'org.jetbrains.kotlinx:kotlinx-coroutines-android:1.5.1'

参考地址：https://github.com/Kotlin/kotlinx.coroutines

协程的上下文与调度器

我们可以通过GlobalScope.launch来启动一个协程，协程体就是大括号里的部分。协程的代码都是写在协成体里面的

        GlobalScope.launch {
            // do something...
        }

分析launch代码，我们可以看到实际上他调用的是CoroutineScope.launch (/ˌkərʊ:ˈtɪ:n/ ) 扩展方法，因为GlobalScope是CoroutineScope接口的实现类

public fun CoroutineScope.launch(
    context: CoroutineContext = EmptyCoroutineContext,
    start: CoroutineStart = CoroutineStart.DEFAULT,	// 启动模式
    block: suspend CoroutineScope.() -> Unit	// 不带返回值的函数
): Job

其中context就是上下文，上下文可以携带参数，拦截协程执行等等，一般情况下我们不关心上下文的实现，使用现成的即可。

上下文一个重要的作用就是线程切换，它包含一个线程调度器CoroutineDispatcher。kotlin提供了四种默认的调度器

使用方式

        GlobalScope.launch(Dispatchers.Main) {
          // do something or not...
            GlobalScope.launch(Dispatchers.IO) {
                // do something or not...
            }
            // do something or not...
        }

协程的启动模式

start就是协程的启动模式，kotlin提供了4种启动模式

使用方式（其他的都是正常启动，所以这里以LAZY举例）

        val job = GlobalScope.launch(start = CoroutineStart.LAZY) {
            // do something...
        }
        job.start()
        // job.join()  // join是挂起函数，需要在协程体中调用，join使用方式与线程相同 

或者

        val deferred = GlobalScope.async(start = CoroutineStart.LAZY) {
            // do something...
        }
        deferred.await()	// await是挂起函数，同样需要在协程体中调用

之前的协程都是串行执行任务，但是假如我们需要并行执行任务，并且需要返回值的时候，就需要用到async、await，如下

        GlobalScope.launch {
            val deferred1 = async {
                // do something...
                1
            }

            val deferred2 = async {
                // do something
                2
            }
          
            Log.e("Test", "result = ${deferred1.await()   deferred2.await()}")
        }

GlobalScope.launch {
            val deferred1 = async {
                // do something...
                1
            }

            val deferred2 = async {
                // do something
                2
            }
 
val result =   deferred1.await();
  result = result   result;
          
            Log.e("Test", "result = ${deferred1.await()   deferred2.await()}")
        }

async的实现基本与launch一样，区别在返回上

public fun <T> CoroutineScope.async(
    context: CoroutineContext = EmptyCoroutineContext,
    start: CoroutineStart = CoroutineStart.DEFAULT,
    block: suspend CoroutineScope.() -> T	// 可携带返回值的函数
): Deferred<T>

async构造函数的block返回值是泛型，launch构造函数的block是Unit，也就是无返回值。Deffrred也是Job的子类，但是它通过await返回协程的返回值。

如果串行的情况下需要返回值，可以使用withContext

    suspend fun getResult() = withContext(Dispatchers.IO) {
      	// do something...
        1
    }

suspend：修饰挂起函数，只能在协程体中执行。如果自己直接用suspend修饰函数不是挂起函数，需要用到kotlin协程框架自带的suspend函数才行

withContext与async：都可以携带返回值，withContext是串行的，async是并行的。我们一般使用withContext实现上下文的切换

launch：串行，不携带返回值

协程的异常处理

正常情况下，我们处理异常都是通过onFailure回调，那么协程怎么处理呢。先看一个把Callback转协程的例子

Callback转协程

suspend fun queryPublishInfoDetail() = suspendCoroutine<Any> { continuation ->
    ServiceFactory.newService(ConfigUrl.BASE_URL, SaleApiService::class.java)
        .queryPublishInfoDetail()
        .enqueue(object : Callback<SalePublishBean> {
            override fun onResponse(call: Call<SalePublishBean>, response: Response<SalePublishBean>) {
                continuation.resume(response.body)
            }

            override fun onFailure(call: Call<SalePublishBean>, t: Throwable) {
                continuation.resumeWithException(t)
            }
        })
}

suspendCoroutine：是将当前执行流挂起，在适合的时机将协程恢复执行（适合的时机：resume）

continuation：执行流

通过try catch捕获作用域内异常

        GlobalScope.launch {
            try {
                val queryPublishInfoDetail = queryPublishInfoDetail()
                // do something...
            } catch (e: Exception) {
                // do something if error...
            }
        }

可以看出，协程通过抛出Exception来处理异常，我们可以通过catch住错误来进行异常情况的处理

全局异常处理CoroutineExceptionHandler

需要注意的是：无法使用 try-catch 去捕获 launch 和 async 作用域的异常，比如以下代码

        try {
            GlobalScope.launch {
                throw NullPointerException("hha")
            }
        } catch (e: Exception) {
            Log.e("test", "error = ${e.message}")
        }

依然会造成程序的崩溃，所以我们可以通过以下方式进行处理

        GlobalScope.launch(CoroutineExceptionHandler { coroutineContext, throwable ->
            Log.e("test", "error = ${throwable.message}")
        }) {
            throw NullPointerException("hha")
        }

协程的作用域

先看一个例子，来区分出父协程与子协程

        val parentJob = GlobalScope.launch {
          
            val childJob = GlobalScope.launch {
            }

            val brotherJob = GlobalScope.launch {
            }
        }

协程的作用域中异常的传递是默认是双向的，具体的表现是

• 父协程发生异常，所有子协程都会取消
• 子协程发生异常，会导致父协程取消，同同时导致兄弟协程也取消

这就是协同作用域，除了协同作用域，还有主从作用域、顶级作用域。从列表看一下他们的区别

 GlobalScope.launch {
            supervisorScope {
                coroutineScope {
                }
            }
        }

这里从作用域分析协程的异常处理机制

[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-UH5274Th-1656228878120)(/Users/miaoxinxin/Desktop/协程入门/未捕获异常处理机制.png)]

协程的取消机制

协程通过Cancel来取消

        val job = GlobalScope.launch {
            getUser("one1go")
        }

        job.cancel()

正确的Callback转协程

这里与之前的并没有什么区别，只是关键字换成suspendCancellableCoroutine，表示协程可以被外部作用域取消

suspend fun queryPublishInfoDetail() = suspendCancellableCoroutine<Any> { continuation ->
    ServiceFactory.newService(ConfigUrl.BASE_URL, SaleApiService::class.java)
        .queryPublishInfoDetail()
        .enqueue(object : Callback<SalePublishBean> {
            override fun onResponse(call: Call<SalePublishBean>, response: Response<SalePublishBean>) {
                continuation.resumeWith(response.body)
            }

            override fun onFailure(call: Call<SalePublishBean>, t: Throwable) {
                continuation.resumeWithException(t)
            }
        })
}

其他

为什么suspend修饰的函数不一定是挂起函数

看一个例子

    private val TAG = "MainActivity"

    override fun onCreate(savedInstanceState: Bundle?) {
        super.onCreate(savedInstanceState)
        setContentView(R.layout.activity_main)

        lifecycleScope.launch {
            test()
        }
    }

    suspend fun test(): Any {
        Log.e(TAG, "test: ")
    }

通过show kotlin bytecode看下编译后的java代码

   @Nullable
   public final Object test(@NotNull Continuation $completion) {
      Log.e(this.TAG, "test: ");
      return Unit.INSTANCE;
   }

以及test的引用

         @Nullable
         public final Object invokeSuspend(@NotNull Object $result) {
            Object var2 = IntrinsicsKt.getCOROUTINE_SUSPENDED();
            switch(this.label) {
            case 0:
               ResultKt.throwOnFailure($result);
               MainActivity var10000 = MainActivity.this;
               this.label = 1;
               if (var10000.test(this) == var2) {
                  return var2;
               }
               break;
            case 1:
               ResultKt.throwOnFailure($result);
               break;
            default:
               throw new IllegalStateException("call to 'resume' before 'invoke' with coroutine");
            }

            return Unit.INSTANCE;
         }

可以看到通过比较test的返回和IntrinsicsKt.getCOROUTINE_SUSPENDED()是否相同来判断协程是否挂起

public val COROUTINE_SUSPENDED: Any get() = CoroutineSingletons.COROUTINE_SUSPENDED

所以可以得出，我们把函数返回这个值，就可以挂起了

    suspend fun test(): Any {
        Log.e(TAG, "test: ")
        return kotlin.coroutines.intrinsics.COROUTINE_SUSPENDED
    }

反编译后可得

   @Nullable
   public final Object test(@NotNull Continuation $completion) {
      Log.e(this.TAG, "test: ");
      return IntrinsicsKt.getCOROUTINE_SUSPENDED();
   }

但是不建议这么做，因为函数这里只有挂起，没有恢复

协程通过状态机来控制挂起，从label可以看出，case 0 判断挂起，执行完后会再调invokeSuspend， 此时走到了case 1返回结果。然后就是对结果进行处理的逻辑

使用带生命周期的协程

因为GlobalScope是全局协程，所以我们一般不使用它，Kotlin提供了带有生命周期的协程，我们可以使用lifecycleScope、viewModelScope，他们会在界面销毁或者viewmodel的clear时及时的取消

        lifecycleScope.launch {}
        lifecycleScope.launchWhenCreated {  }
        lifecycleScope.launchWhenStarted {  }
        lifecycleScope.launchWhenResumed {  }

        viewModelScope.launch{}

简单看一下lifecycleScope的构造

public val Lifecycle.coroutineScope: LifecycleCoroutineScope
    get() {
        while (true) {
            val existing = mInternalScopeRef.get() as LifecycleCoroutineScopeImpl?
            if (existing != null) {
                return existing
            }
            val newScope = LifecycleCoroutineScopeImpl(
                this,
                SupervisorJob()   Dispatchers.Main.immediate
            )
            if (mInternalScopeRef.compareAndSet(null, newScope)) {
                newScope.register()
                return newScope
            }
        }
    }

他是一个主从作用域并且在主线程，所以他可以在里面直接操作ui，我们执行完网络请求后直接可以更新界面。ViewModelScope是一样的

基础的网络请求封装

我在优信拍封装了一个简单的基于协程的网络请求框架，基于Retrofit，在viewmodel和Activity中都可以使用

fun <T : Any> CoroutineScope.normalRequest(dsl: RequestAction<T>.() -> Unit) {
    val action = RequestAction<T>().apply(dsl)

    launch {
        try {
            if (action.showLoading) {
                ActivityLifecycler.getInstance().list?.let {
                    showProgress(action.loadingCancelable)
                }
            }

            action.request?.invoke()?.let {
                if (action.showLoading) {
                    cancelProgress()
                }

                if (checkData(it)) {
                    action.onSuccess?.invoke(it)
                } else {
                    action.onFail?.invoke(Exception())
                }
            }
        } catch (e: Exception) {
            if (action.showLoading) {
                cancelProgress()
            }
            action.onFail?.invoke(e)
        }
    }
}

fun cancelProgress() {
    val activityList = ActivityLifecycler.getInstance().list
    if (activityList?.isNotEmpty() == true) {
        LoadingDialogUtils.getInstance(activityList[activityList.size - 1]).cancelCommonProgressDialog()
    }
}

fun showProgress(loadingCancelable: Boolean) {
    val activityList = ActivityLifecycler.getInstance().list
    if (activityList?.isNotEmpty() == true) {
        LoadingDialogUtils.getInstance(activityList[activityList.size - 1]).showCommonProgressDialog(loadingCancelable)
    }
}

fun <T : Any> checkData(appBaseBean: AppBaseBean<T>): Boolean {
    return when (appBaseBean.code) {
        0 -> true
        1012, 1021 -> {
            // sessionId失效
            LoginManager.getInstance().doLogout()
            showSessionDialog(ActivityLifecycler.getInstance().currentActivity, appBaseBean.msg)
            false
        }
        else -> false
    }
}

class RequestAction<T> {

    var request: (suspend () -> AppBaseBean<T>?)? = null
    var onSuccess: ((data: AppBaseBean<T>?) -> Unit)? = null
    var onFail: ((e: Exception) -> Unit)? = null
    var showLoading: Boolean = true
    var loadingCancelable = false

    fun request(block: suspend () -> AppBaseBean<T>?) {
        request = block
    }

    fun onSuccess(block: (data: AppBaseBean<T>?) -> Unit) {
        onSuccess = block
    }

    fun onFail(block: (e: Exception) -> Unit) {
        onFail = block
    }
}

使用

viewModelScope.normalRequest<CarSourceListBean> {

            request {
                val params = HashMap<String, String>()
                params["req"] = mGson.toJson(carSourceRequestModel)
                params["sessionId"] = UserSettings.instance(BaseApp.getInstance()).sessionId
                ServiceFactory.newKTXService(CarListConstants.BASE_URL, CarListApiService::class.java)
                        .getCarSourceList(HeaderUtil.getHeaders(params),params)
            }

            onSuccess {
              // do something...
            }

            onFail {
                // do something...
            }

总结起来一句话，让异步代码像同步代码一样展示

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