【码上开学】Kotlin 协程的挂起好神奇好难懂,714页PDF的鸿蒙学习笔记

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:

线程:

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。

一个常见的场景是,获取一个图片,然后显示出来:


// 主线程中
GlobalScope.launch(Dispatchers.Main) {
val image = suspendingGetImage(imageId) // 获取图片
avatarIv.setImageBitmap(image) // 显示出来
}

suspend fun suspendingGetImage(id: String) = withContext(Dispatchers.IO) {

}

这段执行在主线程的协程,它实质上会往你的主线程 post 一个 Runnable,这个 Runnable 就是你的协程代码:


handler.post {
val image = suspendingGetImage(imageId)
avatarIv.setImageBitmap(image)
}

当这个协程被挂起的时候,就是主线程 post 的这个 Runnable 提前结束,然后继续执行它界面刷新的任务。

关于线程,我们就看完了。 这个时候你可能会有一个疑问,那 launch 包裹的剩下代码怎么办?

所以接下来,我们来看看协程这一边。

协程:

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,比如我们这个例子中,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,关于 Dispatchers 这里先不展开了。

那我们平日里常用到的调度器有哪些?

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。

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。

再细想下这个逻辑: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,那么它其实直接或者间接地,总是会在一个协程里被调用的。

所以,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。

怎么就「挂起」了?

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。

对比之前例子中 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。

suspend 的意义?

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?


// redundant suspend modifier
suspend fun suspendingPrint() {
println(“Thread: ${Thread.currentThread().name}”)
}

如果你创建一个 suspend 函数但它内部不包含真正的挂起逻辑,编译器会给你一个提醒:redundant suspend modifier,告诉你这个 suspend 是多余的。

因为你这个函数实质上并没有发生挂起,那你这个 suspend 关键字只有一个效果:就是限制这个函数只能在协程里被调用,如果在非协程的代码中调用,就会编译不通过。

所以,创建一个 suspend 函数,为了让它包含真正挂起的逻辑,要在它内部直接或间接调用 Kotlin 自带的 suspend 函数,你的这个 suspend 才是有意义的。

怎么自定义 suspend 函数?

在了解了 suspend 关键字的来龙去脉之后,我们就可以进入下一个话题了:怎么自定义 suspend 函数。

这个「怎么自定义」其实分为两个问题:

  • 什么时候需要自定义 suspend 函数?
  • 具体该怎么写呢?

什么时候需要自定义 suspend 函数

如果你的某个函数比较耗时,也就是要等的操作,那就把它写成 suspend 函数。这就是原则。

耗时操作一般分为两类:I/O 操作和 CPU 计算工作。比如文件的读写、网络交互、图片的模糊处理,都是耗时的,通通可以把它们写进 suspend 函数里。

另外这个「耗时」还有一种特殊情况,就是这件事本身做起来并不慢,但它需要等待,比如 5 秒钟之后再做这个操作。这种也是 suspend 函数的应用场景。

具体该怎么写

给函数加上 suspend 关键字,然后在 withContext 把函数的内容包住就可以了。

提到用 withContext是因为它在挂起函数里功能最简单直接:把线程自动切走和切回。

当然并不是只有 withContext 这一个函数来辅助我们实现自定义的 suspend 函数,比如还有一个挂起函数叫 delay,它的作用是等待一段时间后再继续往下执行代码。

使用它就可以实现刚才提到的等待类型的耗时操作:

最后

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