}
方法一通常适用于单元测试的场景,而业务开发中不会用到这种方法,因为它是线程阻塞的。
方法二和使用 runBlocking 的区别在于不会阻塞线程。但在 Android 开发中同样不推荐这种用法,因为它的生命周期会和 app 一致,且不能取消(什么是协程的取消后面会讲)。
方法三是比较推荐的使用方法,我们可以通过 context 参数去管理和控制协程的生命周期(这里的 context 和 Android 里的不是一个东西,是一个更通用的概念,会有一个 Android 平台的封装来配合使用)。
协程最常用的功能是并发,而并发的典型场景就是多线程。可以使用 Dispatchers.IO
参数把任务切到 IO 线程执行:
CoroutineScope(Dispatchers.IO).launch {
…
}
也可以使用 Dispatchers.Main
参数切换到主线程:
CoroutineScope(Dispatchers.Main).launch{
…
}
所以在「协程是什么」一节中讲到的异步请求的例子完整写出来是这样的:
CoroutineScope(Dispatchers.Main).launch{ // 在主线程开启协程
val user = api.getUser() // IO 线程执行网络请求
nameTv.text = user.name // 主线程更新 UI
}
而通过 Java 实现以上逻辑,我们通常需要这样写:
api.getUser(new Callback() {
@Override
public void success(User user) {
runOnUiThread(new Runnable() {
@Override
public void run() {
nameTv.setText(user.name);
}
})
}
@Override
public void failure(Exception e) {
…
}
});
这种回调式的写法,打破了代码的顺序结构和完整性,读起来相当难受。
//依赖协程核心库
implementation ‘org.jetbrains.kotlinx:kotlinx-coroutines-core:1.3.5’
//依赖当前平台所对应的平台库
implementation ‘org.jetbrains.kotlinx:kotlinx-coroutines-android:1.3.5’
Kotlin 协程是以官方扩展库的形式进行支持的。我们所使用的「核心库」和 「平台库」的版本应该保持一致。
核心库中包含的代码主要是协程的公共 API 部分。有了这一层公共代码,才使得协程在各个平台上的接口得到统一。
平台库中包含的代码主要是协程框架在具体平台的具体实现方式。因为多线程在各个平台的实现方式是有所差异- 的。
协程最简单的使用方法,其实在前面章节就已经看到了。我们可以通过一个 launch
函数实现线程切换的功能:
CoroutineScope(Dispatchers.IO).launch {
…
}
这个 launch 函数,它具体的含义是:我要创建一个新的协程,并在指定的线程上运行它。这个被创建、被运行的所谓「协程」是谁?就是你传给 launch 的那些代码,这一段连续代码叫做一个「协程」。
所以,什么时候用协程?当你需要切线程或者指定线程的时候。你要在后台执行任务?切!
launch(Dispatchers.IO) {
val image = getImage(imageId)
}
然后需要在前台更新界面?再切!
CoroutineScope(Dispatchers.IO).launch{
val image = getImage(imageId)
launch(Dispatch.Main) {
avatarIv.setImageBitmap(image)
}
}
好像有点不对劲?这不还是有嵌套嘛。
如果只是使用 launch 函数,协程并不能比线程做更多的事。不过协程中却有一个很实用的函数:withContext
。这个函数可以切换到指定的线程,并在闭包内的逻辑执行结束之后,自动把线程切回去继续执行。那么可以将上面的代码写成这样:
CoroutineScope(Dispatchers.Main).launch { // 在 UI 线程开始
val image = withContext(Dispatchers.IO) { // 切换到 IO 线程,并在执行完成后切回 UI 线程
getImage(imageId) // 将会运行在 IO 线程
}
avatarIv.setImageBitmap(image) // 回到 UI 线程更新 UI
}
这种写法看上去好像和刚才那种区别不大,但如果你需要频繁地进行线程切换,这种写法的优势就会体现出来。可以参考下面的对比:
// 第一种写法
CoroutineScope(Dispatchers.IO).launch {
…
launch(Dispachers.Main){
…
launch(Dispachers.IO) {
…
launch(Dispacher.Main) {
…
}
}
}
}
// 通过第二种写法来实现相同的逻辑
CoroutineScope(Dispatchers.Main).launch{
…
withContext(Dispachers.IO) {
…
}
…
withContext(Dispachers.IO) {
…
}
…
}
由于可以"自动切回来",消除了并发代码在协作时的嵌套。由于消除了嵌套关系,我们甚至可以把 withContext
放进一个单独的函数里面:
launch(Dispachers.Main) { // 在 UI 线程开始
val image = getImage(imageId)
avatarIv.setImageBitmap(image) // 执行结束后,自动切换回 UI 线程
}
//
fun getImage(imageId: Int) = withContext(Dispatchers.IO) {
…
}
这就是之前说的「用同步的方式写异步的代码」了。
不过如果只是这样写,编译器是会报错的:
fun getImage(imageId: Int) = withContext(Dispatchers.IO) {
// IDE 报错 Suspend function’withContext’ should be called only from a coroutine or another suspend funcion
}
意思是说,withContext 是一个 suspend
函数,它需要在协程或者是另一个 suspend
函数中调用。
suspend
是 Kotlin 协程最核心的关键字,几乎所有介绍 Kotlin 协程的文章和演讲都会提到它。它的中文意思是「暂停」或者「可挂起」。如果你去看一些技术博客或官方文档的时候,大概可以了解到:「代码执行到 suspend
函数的时候会『挂起』,并且这个『挂起』是非阻塞式的,它不会阻塞你当前的线程。」
上面报错的代码,其实只需要在前面加一个suspend
就能够编译通过:
suspend fun getImage(imageId: Int) = withContext(Dispatchers.IO) {
…
}
而suspend
具体是什么,下面介绍。
协程是一种编程思想,写法简洁,可以通过Dispatchers调度器切换到指定的线程。所有代码都是运行在线程中的,协程也是。
二、挂起是什么
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协程中「挂起」的对象到底是什么?挂起线程,还是挂起函数?都不对,我们挂起的对象是协程。
launch ,async 或者其他函数创建的协程,在执行到某一个 suspend 函数的时候,这个协程会被「suspend」,也就是被挂起。
那此时又是从哪里挂起?从当前线程挂起。换句话说,就是这个协程从正在执行它的线程上脱离。
注意,不是这个协程停下来了!是脱离,当前线程不再管这个协程要去做什么了。
suspend 是有暂停的意思,但我们在协程中应该理解为:当线程执行到协程的 suspend 函数的时候,暂时不继续执行协程代码了。
我们先让时间静止,然后兵分两路,分别看看这两个互相脱离的线程和协程接下来将会发生什么事情:
前面我们提到,挂起会让协程从正在执行它的线程上脱离,具体到代码其实是:
协程的代码块中,线程执行到了 suspend 函数这里的时候,就暂时不再执行剩余的协程代码,跳出协程的代码块。
那线程接下来会做什么呢?
如果它是一个后台线程:
要么无事可做,被系统回收
要么继续执行别的后台任务
跟 Java 线程池里的线程在工作结束之后是完全一样的:回收或者再利用。
如果这个线程它是 Android 的主线程,那它接下来就会继续回去工作:也就是一秒钟 60 次的界面刷新任务。
线程的代码在到达suspend
函数的时候被掐断,接下来协程会从这个suspend
函数开始继续往下执行,不过是在指定的线程
。
谁指定的?是 suspend 函数指定的,比如函数内部的 withContext
传入的Dispatchers.IO
所指定的 IO 线程。
Dispatchers 调度器,它可以将协程限制在一个特定的线程执行,或者将它分派到一个线程池,或者让它不受限制地运行。
常用的Dispatchers
,有以下三种:
Dispatchers.Main:Android 中的主线程
Dispatchers.IO:针对磁盘和网络 IO 进行了优化,适合 IO 密集型的任务,比如:读写文件,操作数据库以及网络请求
Dispatchers.Default:适合 CPU 密集型的任务,比如计算
回到我们的协程,它从suspend
函数开始脱离启动它的线程,继续执行在 Dispatchers
所指定的 IO 线程。
紧接着在 suspend 函数执行完成之后,协程为我们做的最爽的事就来了:会自动帮我们把线程再切回来
。
这个「切回来」是什么意思?
我们的协程原本是运行在主线程的,当代码遇到suspend
函数的时候,发生线程切换,根据 Dispatchers
切换到了 IO 线程;
当这个函数执行完毕后,线程又切了回来,「切回来」也就是协程会帮我再 post
一个 Runnable
,让我剩下的代码继续回到主线程去执行。
ok,我们从线程和协程的两个角度都分析完成后,终于可以对协程的「挂起」suspend 做一个解释:
协程在执行到有 suspend 标记的函数的时候,会被 suspend 也就是被挂起,而所谓的被挂起,就是切个线程;
不过区别在于,挂起函数在执行完成之后,协程会重新切回它原先的线程。
再简单来讲,在 Kotlin 中所谓的挂起,就是一个稍后会被自动切回来的线程调度操作。
这个「切回来」的动作,在 Kotlin 里叫做 resume,恢复。
通过刚才的分析我们知道:挂起之后是需要恢复。
而恢复这个功能是协程的,如果你不在协程里面调用,恢复这个功能没法实现,所以也就回答了这个问题:为什么挂起函数必须在协程或者另一个挂起函数里被调用。
因为 一个挂起函数要么在协程里被调用,要么在另一个挂起函数里被调用,所以不管是直接还是间接地,总是会在一个协程里被调用的。
当然,要求 suspend 函数只能在协程里或者另一个 suspend 函数里被调用,还是为了要让协程能够在 suspend 函数切换线程之后再切回来。
我们了解到了什么是「挂起」后,再接着看看这个「挂起」是怎么做到的。
先随便写一个自定义的 suspend
函数:
suspend fun suspendingPrint() {
println(“Thread: ${Thread.currentThread().name}”)
}
I/System.out: Thread: main
输出的结果还是在主线程。
为什么没切换线程?因为它不知道往哪切,需要我们告诉它。
比如例子中 suspendingGetImage
函数代码:
//
suspend fun suspendingGetImage(id: String) = withContext(Dispatchers.IO) {
…
}
我们可以发现不同之处其实在于 withContext
函数。
其实通过 withContext
源码可以知道,它本身就是一个挂起函数,它接收一个 Dispatcher
参数,依赖这个 Dispatcher 参数的指示,你的协程被挂起,然后切到别的线程。
所以这个 suspend,其实并不是起到把任何把协程挂起,或者说切换线程的作用。
真正挂起协程这件事,是 Kotlin 的协程框架帮我们做的。
所以我们想要自己写一个挂起函数,仅仅只加上 suspend 关键字是不行的,还需要函数内部直接或间接地调用到 Kotlin 协程框架自带的 suspend 函数才行。
这个 suspend 关键字,既然它并不是真正实现挂起,那它的作用是什么?
它其实是一个提醒。
函数的创建者对函数的使用者的提醒:我是一个耗时函数,我被我的创建者用挂起的方式放在后台运行,所以请在协程里调用我。
为什么 suspend
关键字并没有实际去操作挂起,但 Kotlin 却把它提供出来?
因为它本来就不是用来操作挂起的。
挂起的操作 —— 也就是切线程,依赖的是挂起函数里面的实际代码,而不是这个关键字。
所以这个关键字,只是一个提醒。
还记得刚才我们尝试自定义挂起函数的方法吗?
…
}
我们可以发现不同之处其实在于 withContext
函数。
其实通过 withContext
源码可以知道,它本身就是一个挂起函数,它接收一个 Dispatcher
参数,依赖这个 Dispatcher 参数的指示,你的协程被挂起,然后切到别的线程。
所以这个 suspend,其实并不是起到把任何把协程挂起,或者说切换线程的作用。
真正挂起协程这件事,是 Kotlin 的协程框架帮我们做的。
所以我们想要自己写一个挂起函数,仅仅只加上 suspend 关键字是不行的,还需要函数内部直接或间接地调用到 Kotlin 协程框架自带的 suspend 函数才行。
这个 suspend 关键字,既然它并不是真正实现挂起,那它的作用是什么?
它其实是一个提醒。
函数的创建者对函数的使用者的提醒:我是一个耗时函数,我被我的创建者用挂起的方式放在后台运行,所以请在协程里调用我。
为什么 suspend
关键字并没有实际去操作挂起,但 Kotlin 却把它提供出来?
因为它本来就不是用来操作挂起的。
挂起的操作 —— 也就是切线程,依赖的是挂起函数里面的实际代码,而不是这个关键字。
所以这个关键字,只是一个提醒。
还记得刚才我们尝试自定义挂起函数的方法吗?