協(xié)程是一種并發(fā)設計模式，您可以在Android上使用它來簡化異步執(zhí)行的代碼。Kotlin1.3版本添加了 Coroutines，并基于其他語言的既定概念。

在Android上，協(xié)程有助于解決兩個主要問題：

• 管理長時間運行的任務，否則可能會阻止主線程并導致應用凍結。
• 提供主安全性，或從主線程安全地調用網(wǎng)絡或磁盤操作。

本主題描述了如何使用Kotlin協(xié)程解決這些問題，使您能夠編寫更清晰，更簡潔的應用程序代碼。

管理長時間運行的任務

在Android上，每個應用程序都有一個主線程來處理用戶界面并管理用戶交互。如果您的應用程序為主線程分配了太多工作，那么應用程序可能會明顯卡頓或運行緩慢。網(wǎng)絡請求，JSON解析，從數(shù)據(jù)庫讀取或寫入，甚至只是迭代大型列表都可能導致應用程序運行緩慢，導致可見的緩慢或凍結的UI對觸摸事件響應緩慢。這些長時間運行的操作應該在主線程之外運行。

以下示例顯示了假設的長期運行任務的簡單協(xié)程實現(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)同程序通過添加兩個操作來處​​理長時間運行的任務，從而構建常規(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暫停當前協(xié)同程序的執(zhí)行，保存所有局部變量。
• resume恢復從暫停的協(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)調用suspend函數(shù)，或者使用諸如啟動之類的協(xié)程構建器來啟動新的協(xié)程。

在上面的示例中，get()仍然在主線程上運行，但它在啟動網(wǎng)絡請求之前掛起協(xié)同程序。當網(wǎng)絡請求完成時，get恢復暫停的協(xié)程，而不是使用回調來通知主線程。

Kotlin使用堆棧框架來管理與任何局部變量一起運行的函數(shù)。掛起協(xié)程時，將復制并保存當前堆棧幀以供以后使用?；謴蜁r，堆棧幀將從保存位置復制回來，并且該函數(shù)將再次開始運行。即使代碼看起來像普通的順序阻塞請求，協(xié)程也可以確保網(wǎng)絡請求避免阻塞主線程。

Use coroutines for main-safety

Kotlin協(xié)程使用調度程序來確定哪些線程用于協(xié)程執(zhí)行。要在主線程之外運行代碼，您可以告訴Kotlin協(xié)程在Default或IO調度程序上執(zhí)行工作。在Kotlin中，所有協(xié)同程序必須在調度程序中運行，即使它們在主線程上運行。協(xié)同程序可以暫停，調度程序負責恢復它們。
要指定協(xié)程應該運行的位置，Kotlin提供了三個可以使用的調度程序：

• Dispatchers.Main  - 使用此調度程序在主Android線程上運行協(xié)同程序。 這應該僅用于與UI交互并執(zhí)行快速工作。 示例包括調用掛起函數(shù)，運行Android UI框架操作以及更新LiveData對象。
• Dispatchers.IO  - 此調度程序已經(jīng)過優(yōu)化，可在主線程外執(zhí)行磁盤或網(wǎng)絡I / O. 示例包括使用Room組件，讀取或寫入文件以及運行任何網(wǎng)絡操作。
• Dispatchers.Default  - 此調度程序已經(jīng)過優(yōu)化，可以在主線程之外執(zhí)行CPU密集型工作。 示例用例包括對列表進行排序和解析JSON。

繼續(xù)前面的示例，您可以使用調度程序重新定義get函數(shù)。 在get的主體內部，調用withContext(Dispatchers.IO)來創(chuàng)建一個在IO線程池上運行的塊。 放在該塊中的任何代碼總是通過IO調度程序執(zhí)行。 由于withContext本身是一個掛起函數(shù)，因此函數(shù)get也是一個掛起函數(shù)。

使用協(xié)同程序，您可以調度具有細粒度控制的線程。 因為withContext()允許您控制任何代碼行的線程池而不引入回調，所以您可以將它應用于非常小的函數(shù)，例如從數(shù)據(jù)庫讀取或執(zhí)行網(wǎng)絡請求。 一個好的做法是使用withContext()來確保每個函數(shù)都是主安全的，這意味著您可以從主線程調用該函數(shù)。 這樣，調用者永遠不需要考慮應該使用哪個線程來執(zhí)行該函數(shù)。

在前面的示例中，fetchDocs()在主線程上執(zhí)行; 但是，它可以安全地調用get，后者在后臺執(zhí)行網(wǎng)絡請求。 因為協(xié)同程序支持掛起和恢復，所以只要withContext塊完成，主線程上的協(xié)程就會以get結果恢復。

重要說明：使用suspend并不能告訴Kotlin在后臺線程上運行函數(shù)。 暫停函數(shù)在主線程上運行是正常的。 在主線程上啟動協(xié)同程序也很常見。 當您需要主安全時，例如在讀取或寫入磁盤，執(zhí)行網(wǎng)絡操作或運行CPU密集型操作時，應始終在掛起函數(shù)內使用withContext()。

與等效的基于回調的實現(xiàn)相比，withContext()不會增加額外的開銷。 此外，在某些情況下，可以優(yōu)化withContext()調用，而不是基于等效的基于回調的實現(xiàn)。 例如，如果一個函數(shù)對網(wǎng)絡進行十次調用，則可以通過使用外部withContext()告訴Kotlin只切換一次線程。 然后，即使網(wǎng)絡庫多次使用withContext()，它仍然停留在同一個調度程序上，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：使用使用Dispatchers.IO或Dispatchers.Default等線程池的調度程序并不能保證該塊從上到下在同一個線程上執(zhí)行。 在某些情況下，Kotlin協(xié)程可能會在暫停和恢復后將執(zhí)行移動到另一個線程。 這意味著線程局部變量可能不會指向整個withContext()塊的相同值。

指定CoroutineScope

定義協(xié)程時，還必須指定其CoroutineScope。 CoroutineScope管理一個或多個相關協(xié)程。 您還可以使用CoroutineScope在該范圍內啟動新協(xié)程。 但是，與調度程序不同，CoroutineScope不會運行協(xié)同程序。

CoroutineScope的一個重要功能是當用戶離開應用程序中的內容區(qū)域時停止協(xié)程執(zhí)行。 使用CoroutineScope，您可以確保正確停止任何正在運行的操作。

將CoroutineScope與Android架構組件配合使用

在Android上，您可以將CoroutineScope實現(xiàn)與組件生命周期相關聯(lián)。這樣可以避免泄漏內存或為與用戶不再相關的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）期間不會被銷毀，因此您不必擔心協(xié)同程序被取消或重新啟動。

范圍知道他們開始的每個協(xié)同程序。這意味著您可以隨時取消在作用域中啟動的所有內容。范圍傳播自己，所以如果一個協(xié)程開始另一個協(xié)同程序，兩個協(xié)同程序具有相同的范圍。這意味著即使其他庫從您的范圍啟動協(xié)程，您也可以隨時取消它們。如果您在ViewModel中運行協(xié)同程序，這一點尤為重要。如果因為用戶離開了屏幕而導致ViewModel被銷毀，則必須停止它正在執(zhí)行的所有異步工作。否則，您將浪費資源并可能泄漏內存。如果您在銷毀ViewModel后應該繼續(xù)進行異步工作，則應該在應用程序架構的較低層中完成。

警告：通過拋出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體系結構的KTX庫組件，您還可以使用擴展屬性viewModelScope來創(chuàng)建可以運行的協(xié)同程序，直到ViewModel被銷毀。

啟動一個協(xié)程

您可以通過以下兩種方式之一啟動協(xié)同程序：

• launch會啟動一個新的協(xié)程，并且不會將結果返回給調用者。 任何被認為是“發(fā)射并忘記”的工作都可以使用launch來開始。
• async啟動一個新的協(xié)同程序，并允許您使用名為await的掛起函數(shù)返回結果。

通常，您應該從常規(guī)函數(shù)啟動新協(xié)程，因為常規(guī)函數(shù)無法調用等待。 僅在另一個協(xié)同程序內部或在掛起函數(shù)內部執(zhí)行并行分解時才使用異步。

在前面的示例的基礎上，這里是一個帶有viewModelScope KTX擴展屬性的協(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：啟動和異步處理異常的方式不同。 由于async期望在某個時刻最終調用await，它會保留異常并在await調用中重新拋出它們。 這意味著如果您使用await從常規(guī)函數(shù)啟動新的協(xié)同程序，則可能會以靜默方式刪除異常。 這些丟棄的異常不會出現(xiàn)在崩潰指標中，也不會出現(xiàn)在logcat中。

并行分解

當函數(shù)返回時，必須停止由掛起函數(shù)啟動的所有協(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Kotlin中的結構化并發(fā)，您可以定義一個啟動一個或多個協(xié)同程序的coroutineScope。 然后，使用await()（對于單個協(xié)同程序）或awaitAll()（對于多個協(xié)程），可以保證這些協(xié)程在從函數(shù)返回之前完成。

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

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

即使fetchTwoDocs（）使用異步啟動新的協(xié)同程序，該函數(shù)也會使用awaitAll（）等待那些啟動的協(xié)同程序在返回之前完成。 但請注意，即使我們沒有調用awaitAll（），coroutineScope構建器也不會恢復調用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用者。

有關并行分解的更多信息，請參閱編寫掛起函數(shù)。

具有內置支持的架構組件

一些體系結構組件（包括ViewModel和Lifecycle）通過其自己的CoroutineScope成員包含對協(xié)同程序的內置支持。
例如，ViewModel包含一個內置的viewModelScope。 這提供了在ViewModel范圍內啟動協(xié)同程序的標準方法，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

以上就是本文的全部內容，希望對大家的學習有所幫助，也希望大家多多支持腳本之家。

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