一篇文章带你彻底搞懂Kotlin的协程

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前端热点排行

943人浏览 · 2024-03-20 06:53:46

前端热点排行 · 2024-03-20 06:53:46 发布

要创建coroutineContext，得要先知道CoroutineContext是什么，我们再看CoroutineContext源码

/**

Persistent context for the coroutine. It is an indexed set of [Element] instances.
An indexed set is a mix between a set and a map.
Every element in this set has a unique [Key].

public interface CoroutineContext {

public operator fun get(key: Key): E?

public fun fold(initial: R, operation: (R, Element) -> R): R

public operator fun plus(context: CoroutineContext): CoroutineContext =

…

public fun minusKey(key: Key<*>): CoroutineContext

public interface Key

public interface Element : CoroutineContext {

…

}

通过注释说明，我们知道它本质就是一个包含Element的集合，只是不像set和map集合一样，它自己实现了获取（get），折叠（fold，添加和替换的组合），相减（minusKey，移除），对象组合（plus，如val coroutineContext=coroutineContext1+coroutineContext2）

它的主要内容是Element，而Element的实现有

Job 任务
ContinuationInterceptor 拦截器
AbstractCoroutineContextElement
CoroutineExceptionHandler
ThreadContextElement
DownstreamExceptionElement
…

可以看到很多地方都有实现Element，它主要目的是限制范围以及异常的处理。这里我们先了解两个重要的Element，一个是Job，一个是CoroutineDispatcher

Job

Job：子Job取消，会导致父job和其他子job被取消；父job取消，所有子job被取消
SupervisorJob：父job取消，所有子job被取消

CoroutineDispatcher

Dispatchers.Main：主线程执行
Dispatchers.IO：IO线程执行

我们模拟一个类似lifecycleScope的自定义TestScope

class TestScope() : CoroutineScope {

override val coroutineContext: CoroutineContext

get() = SupervisorJob() +Dispatchers.Main

}

这里我们定义了一个总流程线SupervisorJob()以及具体执行环境Dispatchers.Main（Android主线程）,假如我们想替换掉activity的lifecycleScope，就需要在activity中创建实例

val testScope=TestScope()

然后在activity销毁的时候取消掉所有job

override fun onDestroy() {

testScope.cancel()

super.onDestroy()

}

其他使用方式同lifecycleScope，如

testScope.launch{

val text = getText()

tvTest.text = text

}

深入理解Job

CoroutineScope中包含一个主Job，之后调用的launch或其他方法创建的job都属于CoroutineScope的子Job，每个job都有属于自己的状态，其中包括isActive、isCompleted、isCancelled，以及一些基础操作start()、cancel()、join()，具体的转换流程如下

job状态图.png

我们先从创建job开始，当调用launch的时候默认有三个参数CoroutineContext、CoroutineStart以及代码块参数。

context：CoroutineContext的对象，默认为CoroutineStart.DEFAULT，会与CoroutineScope的context进行折叠
start：CoroutineStart的对象，默认为CoroutineStart.DEFAULT，代表立即执行，同时还有CoroutineStart.LAZY，代表非立即执行，必须调用job的start()才会开始执行

val job2= lifecycleScope.launch(start = CoroutineStart.LAZY) {

delay(2000)

Log.i(“scope test”,“lazy”)

}

job2.start()

当使用这种模式创建时默认就是new状态，此时isActive,isCompleted,isCancelled都为false，当调用start后，转换为active状态，其中只有isActive为true，如果它的任务完成了则会进入Completing状态，此时为等待子job完成，这种状态下还是只有isActive为true，如果所有子job也完成了则会进入Completed状态，只有isCompleted为true。如果在active或Completing状态下出现取消或异常，则会进入Cancelling状态，如果需要取消父job和其他子job则会等待它们取消完成，此时只有isCancelled为true，取消完成后最终进入Cancelled状态，isCancelled和isCompleted都为true

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不同job交互需使用join()与cancelAndJoin()

join()：将当前job添加到其他协程任务里面
cancelAndJoin()：取消操作，只是添加进去后再取消

val job1= GlobleScope.launch(start = CoroutineStart.LAZY) {

delay(2000)

Log.i(“scope test”,“job1”)

}

lifecycleScope.launch {

job1.join()

delay(2000)

Log.i(“scope test”,“job2”)

}

深入理解suspend

suspend作为kotlin新增的方法修饰词，最终实现还是java，我们先看它们的差异性

suspend fun test1(){}

fun test2(){}

对应java代码

public final Object test1(@NotNull Continuation $completion) {

return Unit.INSTANCE;

}

public final void test2() {

}

对应字节码

public final test1(Lkotlin/coroutines/Continuation;)Ljava/lang/Object;

…

LINENUMBER 6 L0

GETSTATIC kotlin/Unit.INSTANCE : Lkotlin/Unit;

ARETURN

LOCALVARIABLE this Lcom/lieni/android_c/ui/test/TestActivity; L0 L1 0

LOCALVARIABLE $completion Lkotlin/coroutines/Continuation; L0 L1 1

MAXSTACK = 1

MAXLOCALS = 2

public final test2()V

LINENUMBER 9 L0

RETURN

LOCALVARIABLE this Lcom/lieni/android_c/ui/test/TestActivity; L0 L1 0

MAXSTACK = 0

MAXLOCALS = 1

可以看到，加了suspend的方法其实和普通方法一样，只是传入时多了个Continuation对象，并返回了Unit.INSTANCE对象

Continuation是一个接口，包含了context对象和resumeWith方法

public interface Continuation {

public val context: CoroutineContext

public fun resumeWith(result: Result)

}

而Continuation的具体实现在BaseContinuationImpl中

internal abstract class BaseContinuationImpl(…) : Continuation<Any?>, CoroutineStackFrame, Serializable {

public final override fun resumeWith(result: Result<Any?>) {

…

while (true) {

…

with(current) {

val outcome = invokeSuspend(param)

…

releaseIntercepted()

if (completion is BaseContinuationImpl) {

…

} else {

…

return

}

…

}

当我们调用resumeWith时，它会一直执行一个循环，调用invokeSuspend(param)和releaseIntercepted() ，直到最顶层completion执行完成后返回，并且释放协程的interceptor

最终的释放在ContinuationImpl中实现

internal abstract class ContinuationImpl(…) : BaseContinuationImpl(completion) {

…

protected override fun releaseIntercepted() {

val intercepted = intercepted

if (intercepted != null && intercepted !== this) {

context[ContinuationInterceptor]!!.releaseInterceptedContinuation(intercepted)

}

this.intercepted = CompletedContinuation

}

通过这里知释放最终通过CoroutineContext中为ContinuationInterceptor的Element来实现

而暂停也是同理，继续看suspendCoroutine

public suspend inline fun suspendCoroutine(crossinline block: (Continuation) -> Unit): T =

suspendCoroutineUninterceptedOrReturn { c: Continuation ->

val safe = SafeContinuation(c.intercepted())

…

}

默认会调用Continuation的intercepted()方法

internal abstract class ContinuationImpl(…) : BaseContinuationImpl(completion) {

…

public fun intercepted(): Continuation<Any?> =intercepted

?: (context[ContinuationInterceptor]?.interceptContinuation(this) ?: this)

.also { intercepted = it }

}

可以看到暂停最终也是通过CoroutineContext中为ContinuationInterceptor的Element来实现

流程总结（线程切换）

创建新的Continuation
调用CoroutineScope中的context的ContinuationInterceptor的interceptContinuation方法暂停父任务
执行子任务（如果指定了线程，则在新线程执行，并传入Continuation对象）
执行完毕后用户调用Continuation的resume或者resumeWith返回结果
调用CoroutineScope中的context的ContinuationInterceptor的releaseInterceptedContinuation方法恢复父任务

阻塞与非阻塞

CoroutineScope默认是不会阻塞当前线程的，如果需要阻塞可以使用runBlocking，如果在主线程执行下面代码，会出现2s白屏

runBlocking {

delay(2000)

Log.i(“scope test”,“runBlocking is completed”)

}

阻塞原理：执行runBlocking默认会创建BlockingCoroutine，而BlockingCoroutine中会一直执行一个循环，直到当前Job为isCompleted状态才会跳出循环

public fun runBlocking(…): T {

…

val coroutine = BlockingCoroutine(newContext, currentThread, eventLoop)

coroutine.start(CoroutineStart.DEFAULT, coroutine, block)

return coroutine.joinBlocking()

}

自我介绍一下，小编13年上海交大毕业，曾经在小公司待过，也去过华为、OPPO等大厂，18年进入阿里一直到现在。

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最后

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