kotlin协程原理

1 什么是协程

轻量级线程，kotlin在1.3版本后，提供了协程coroutine库，一种简化异步任务处理的方案。

2 为什么用协程

2.1 简化代码，增加可读性

使用协程可以用简洁直观可读性高的写法，实现多重依赖关系的异步任务的书写。

若不使用协程，一般的异步方式？

• 通过Callback回调的方式
• 利用AsyncTask
• 通过链式调用
  java8提供的CompletableFuture
  使用RXJava这种链式实现多重依赖的异步任务，可以解决回调嵌套问题，相比于callback回调可读性好。
• 新启线程
  .......

2.2 合理使用线程，减少性能损耗

• 协程依赖于线程的使用，挂起协程不会阻塞线程，后续执行和复用，轻量级
• 在协程默认的线程池中，处理逻辑更偏向在当前线程的任务队列中添加任务，而不是开启新的工作线程
• 在多cpu情况下，会开启不超过cpu数的线程数并可以从其他线程的任务队列中抢夺任务，最大程度地复用已有的工作线程。

3 怎么使用协程

3.1 协程作用域

协程是一套管理和运行异步任务的框架，所以需要有运行的环境，也叫协程的作用域，在这个作用域里，才可以使用协程来执行异步任务。

(1) 全局环境

GlobalScope.launch {}

GlobalScope代表协程的全局作用域，在该作用域启动的协程为顶层协程，没有父任务，且该scope没有Job对象，所以无法对整个scope执行cancel()操作，

所以如果没有手动取消每个任务，会造成这些任务一直运行，可能会导致内存泄露等问题。

(2) 局部环境

CoroutineScope(Dispatchers.Main).launch {}
通常会通过创建CoroutineScope，来实现一个协程作用域，并且可以指定派发器，可以取消该scope下所有正在进行的任务。

3.2 协程派发器

kotlin提供的一些默认的Dispatcher：

名称	说明
Dispatchers.IO	工作线程池，依赖于Dispatchers.Default，支持最大并行任务数
Dispatchers.Main	主线程，这个在不同平台定义不一样，所以需要引入相关的依赖，比如Android平台，需要使用包含MainLooper的handler来向主线程派发
Dispatchers.Default	Dispatchers.Default
Dispatchers.Unconfined	无指定派发线程，会根据运行时的上线文环境决定

通用的1和2

3.3 启动协程任务

(1) 对于一个scope对象，常用launch和async创建协程。
      CoroutineScope(Dispatchers.IO).launch { }
      CoroutineScope(Dispatchers.IO).async { }
而两者的最大不同是，async会创建一个Deferred的协程，可以用来等待该协程执行完毕再进行后续操作。

(2) 内部协程

CoroutineScope(Dispatchers.IO).launch { async { } }

在一个协程内部，也可以创建子协程。

(3)改变协程任务执行环境
如IO线程执行异步请求，数据回来后在主线程进行展示。

CoroutineScope(Dispatchers.IO).launch { val dataJob = async { //request data } async(Dispatchers.Main) { //prepare val data = dataJob.await() //display with data } } }

5.协程挂起
协程可以顺序完成异步任务，那么在等待上一个协程任务完成时，当前的协程需要被挂起(不阻塞线程)

CoroutineScope(Dispatchers.IO).launch { val dataJob = async { //request data } withContext(Dispatchers.Main) { //prepare val data = dataJob.await() //display with data } //do some post async job after display data async{ } }

withContext()方法，除了可以指定启动协程任务外，还可以挂起当前协程，即外部的launch的协程，直到withContext启动的协程任务完成后，才会重新恢复外部的launch协程，执行下面的async语句。

使用suspend关键字

CoroutineScope(Dispatchers.IO).launch { //prepare val data = getData() //display with data } //挂起当前协程 private suspend fun getData() = suspendCoroutine { Call().addCallback(object : Callback { override fun onCall(res: String) { //恢复协程 it.resume(res) } }) }

使用suspend关键字，表明方法可以被挂起，称为挂起函数suspendCoroutine方法，会挂起当前的协程，并把挂起的协程返回到代码块的参数中，代码块执行自定义逻辑。

4  协程实现原理

4.1 基本原理

三剑客：协程作用域，dispatcher，coroutine

简化结构关系：

 

详细关系图：

基本流程：在作用域启动协程，调度器调度，若协程挂起，则调度其他协程或者执行其他主协程代码