一、什么是協(xié)程？

        協(xié)程是Kotlin提供的一種輕量級(jí)的線程管理框架，它允許我們以同步的方式編寫異步代碼，讓代碼更加簡(jiǎn)潔易讀。與線程相比，協(xié)程的創(chuàng)建和切換開銷更小，一個(gè)應(yīng)用程序可以輕松創(chuàng)建數(shù)千個(gè)協(xié)程而不會(huì)導(dǎo)致性能問(wèn)題。

二、為什么在Android中使用協(xié)程？

1. ??避免回調(diào)地獄??：以順序的方式編寫異步代碼
2. ??主線程安全??：輕松切換線程，確保UI操作在主線程執(zhí)行
3. ??簡(jiǎn)化錯(cuò)誤處理??：使用try-catch處理異步操作中的異常
4. ??生命周期感知??：與Android組件生命周期自動(dòng)綁定

三、協(xié)程的使用

1、常用Api

先列舉下關(guān)于協(xié)程的常用的六種的Api以及對(duì)用的各種功能，如下表：

這6種api各自有各自的功能：

1. ??launch、async用于啟動(dòng)新協(xié)程的構(gòu)建器?? (真正意義上的“開啟協(xié)程”)
2. ??withContext、coroutineScope、supervisorScope用于控制線程和作用的域構(gòu)建器?? (在已有協(xié)程內(nèi)劃分作用域)
3. runBlocking??一個(gè)特殊的阻塞式構(gòu)建器?? (主要用于測(cè)試，非Android日常開發(fā))

2、使用示例

(1)、launch（無(wú)返回）

// 在 Activity / ViewModel 中
lifecycleScope.launch {
    Log.d("TAG", "launch 開始")
    delay(1000)
    Log.d("TAG", "launch 結(jié)束")   // 1 秒后打印
}

(2)、async（有返回，并行）

suspend fun main() = coroutineScope {
    val a = async { delay(800); 1 }
    val b = async { delay(600); 2 }
    val sum = a.await() + b.await()   // 兩個(gè) delay 并行跑
    println(sum)                      // 輸出 3
}

suspend fun main() = coroutineScope {
    val a = async { delay(800); 1 }
    val b = async { delay(600); 2 }
    // 一行等全部，返回 List<Int>
    val list = awaitAll(a, b)   // 并行等待，順序與入?yún)⒁恢?
    println(list.sum())         // 輸出 3
}

async開啟協(xié)程的方式寫了兩個(gè)示例，因?yàn)檫@里 awaitAll() 和 await() 的使用上有點(diǎn)區(qū)別

3.1在開啟協(xié)程時(shí)可以指定線程的作用域

        launch和 async函數(shù)本身可以接受一個(gè) CoroutineContext類型的參數(shù)（通過(guò)參數(shù)指定上下文），你可以通過(guò)這個(gè)參數(shù)來(lái)??指定協(xié)程的調(diào)度器、異常處理器等??。從廣義上講，這也是在“設(shè)置”協(xié)程運(yùn)行的上下文環(huán)境。

// 在 ViewModel 的 viewModelScope 這個(gè)“父作用域”中啟動(dòng)新協(xié)程
viewModelScope.launch { // 這個(gè) launch 是 viewModelScope 的子協(xié)程
    // 代碼
}
viewModelScope.async { // 這個(gè) async 也是 viewModelScope 的子協(xié)程
    // 代碼
}
//指定線程
// 設(shè)置調(diào)度器：在IO線程池運(yùn)行
viewModelScope.launch(Dispatchers.IO) {
    // 網(wǎng)絡(luò)請(qǐng)求等IO操作
}
// 設(shè)置異常處理器
val exceptionHandler = CoroutineExceptionHandler { _, exception ->
    println("Caught $exception")
}
viewModelScope.launch(exceptionHandler) {
    // 可能會(huì)拋出異常的代碼
}
// 可以組合多個(gè)上下文元素
viewModelScope.launch(Dispatchers.Default + exceptionHandler) {
    // ...
}

(3)、withcontext（一次性切線程并拿結(jié)果）

withContext 可以切到 任何 Dispatcher，常用只有這3個(gè)：

Dispatchers.IO和 Dispatchers.Default管理的都是子線程（后臺(tái)線程），但它們是為??完全不同類型的工作任務(wù)?而設(shè)計(jì)的，因此它們的底層線程池策略有顯著區(qū)別。

suspend fun main() {
    val threadName = withContext(Dispatchers.IO) {
        Thread.currentThread().name     // 在 IO 線程池里執(zhí)行
    }
    println(threadName)                 // 例如：DefaultDispatcher-worker-1
}

(4)、runBlocking（阻塞主線程，僅測(cè)試用）

fun main() = runBlocking {
    println("start")
    delay(1000)
    println("end")   // 整個(gè) main 會(huì)等 1 秒
}

(5)、coroutineScope（子作用域，任一失敗全部取消）

suspend fun main() = coroutineScope {
    launch {
        delay(200)
        throw RuntimeException("boom")   // 異常
    }
    launch {
        delay(1000)
        println("never reach")           // 被取消
    }
}

(6)、supervisorScope（子作用域，失敗互不影響）

suspend fun main() = supervisorScope {
    launch {
        delay(200)
        throw RuntimeException("boom")   // 兄弟不受影響
    }
    launch {
        delay(500)
        println("still alive")           // 會(huì)打印
    }
}

• launch / async / withContext：業(yè)務(wù)代碼用的最多
• runBlocking：?jiǎn)卧獪y(cè)試時(shí)使用
• coroutineScope / supervisorScope：并發(fā)任務(wù)時(shí)控制異常

四、掛起函數(shù)

1、什么是掛起函數(shù)

說(shuō)到協(xié)程，就不得不說(shuō)提到掛起函數(shù)，什么是掛起函數(shù)？

• 標(biāo)記：suspend 關(guān)鍵字。
• 能力：只能在協(xié)程或另一個(gè)掛起函數(shù)里調(diào)用。
• 本質(zhì)：是一種可以被協(xié)程掛起（暫停執(zhí)行），而不會(huì)阻塞其所在線程的函數(shù)。編譯器把函數(shù)切成「狀態(tài)機(jī)」，遇到 delay()、withContext() 等掛起點(diǎn)就掛起，線程空出來(lái)干別的，等結(jié)果回來(lái)再恢復(fù)繼續(xù)執(zhí)行。

2、掛起函數(shù)是如何工作的？

掛起函數(shù)的背后是 ??狀態(tài)機(jī)?? 和 ??Continuation?? 概念。

??編譯器魔法??：當(dāng)你編譯一個(gè) suspend函數(shù)時(shí)，編譯器會(huì)做額外的轉(zhuǎn)換。它會(huì)為協(xié)程體生成一個(gè)狀態(tài)機(jī)（State Machine）。每個(gè)掛起點(diǎn)（即調(diào)用另一個(gè) suspend函數(shù)的地方）都成為狀態(tài)機(jī)的一個(gè)可能狀態(tài)。

??Continuation??：可以把它理解為一個(gè)??回調(diào)對(duì)象??，它封裝了 “協(xié)程在掛起之后該如何恢復(fù)執(zhí)行” 的信息，包括它應(yīng)該從哪一行代碼繼續(xù)、當(dāng)時(shí)的局部變量是什么等等。

當(dāng)你調(diào)用 withContext(Dispatchers.IO) { ... }時(shí)，實(shí)際上發(fā)生了：

1. 協(xié)程在執(zhí)行到 withContext時(shí)，會(huì)??掛起??。
2. 它將 withContext塊內(nèi)的代碼和 Continuation（恢復(fù)信息）一起提交給協(xié)程調(diào)度器。
3. 調(diào)度器安排一個(gè)線程（IO線程池中的線程）來(lái)執(zhí)行這個(gè)塊。
4. 執(zhí)行完畢后，調(diào)度器再通知協(xié)程：“你交代的任務(wù)完成了”，并把結(jié)果和 Continuation一起，安排回原來(lái)的線程（或者你指定的調(diào)度器，如 Dispatchers.Main）。
5. 協(xié)程根據(jù) Continuation的信息，??恢復(fù)??到掛起點(diǎn)之后的狀態(tài)，繼續(xù)執(zhí)行。

上面這種描述太抽象，我們不如想象成一個(gè)快遞員（??一個(gè)線程??）在送包裹（??執(zhí)行任務(wù)??）。

??1、普通函數(shù)（阻塞）??：快遞員到了一個(gè)辦公室樓下，需要等收件人下來(lái)簽字。在收件人下來(lái)之前，他什么都不做，就干等著（??阻塞??）。這期間他沒(méi)法去送別的包裹，效率很低。

2、?回調(diào)函數(shù)（非阻塞但復(fù)雜）??：快遞員把包裹交給前臺(tái)，并留下一個(gè)紙條（??回調(diào)函數(shù)??）說(shuō)：“等收件人來(lái)了，打電話叫我回來(lái)簽字”。然后他就去送別的包裹了。等前臺(tái)打電話來(lái)，他再回來(lái)處理。這樣效率高了，但流程變得復(fù)雜，如果包裹多，需要留很多紙條，管理起來(lái)很混亂（??回調(diào)地獄??）。

??3、掛起函數(shù)（掛起-恢復(fù)）??：快遞員到了辦公室樓下，他給收件人打了個(gè)電話說(shuō)：“我到了，你下來(lái)吧”。??在收件人下樓的這段時(shí)間里，他并沒(méi)有干等著，而是被派去送隔壁樓的另一個(gè)小包裹（掛起當(dāng)前任務(wù)，線程去干別的事了）??。等收件人快到樓下了，快遞員也送完隔壁的小包裹回來(lái)了，然后順利簽字完成主要任務(wù)。

在這個(gè)比喻中：

1. ??快遞員??：就是一個(gè)線程。
2. ??送主要包裹??：就是執(zhí)行協(xié)程體里的代碼。
3. ??打電話讓收件人下樓??：就是調(diào)用一個(gè) suspend函數(shù)（比如 delay, withContext, 或者你的自定義掛起函數(shù)）。
4. ??去送隔壁的小包裹??：線程被釋放，可以去執(zhí)行其他任務(wù)（可能是其他協(xié)程的任務(wù)）。
5. ??收件人下樓完成，快遞員回來(lái)簽字??：掛起的條件滿足，協(xié)程在（可能是原來(lái)的，也可能是另一個(gè)）線程上??恢復(fù)??，繼續(xù)執(zhí)行后面的代碼。

??關(guān)鍵點(diǎn)：?? 

        1、掛起函數(shù)不會(huì)阻塞線程，而是釋放線程去干別的活，等它等待的操作（如網(wǎng)絡(luò)請(qǐng)求、磁盤IO、延遲）完成后，協(xié)程會(huì)在合適的時(shí)機(jī)和線程上??恢復(fù)??執(zhí)行。

        2、掛起函數(shù)本身不指定線程??：suspend關(guān)鍵字只是一個(gè)標(biāo)記，告訴編譯器這個(gè)函數(shù)可以在協(xié)程中使用并可能掛起。它本身并不包含任何線程信息。線程由調(diào)度器（Dispatcher）決定??：真正決定代碼在哪個(gè)線程上運(yùn)行的是協(xié)程的上下文中的 CoroutineDispatcher（協(xié)程調(diào)度器）??（Dispatchers.Main / IO / Default）。

        3、掛起函數(shù)的作用域不一定在子線程中。它的執(zhí)行線程完全取決于它在被調(diào)用時(shí)所在的協(xié)程上下文（CoroutineContext），以及它內(nèi)部使用的調(diào)度器（Dispatcher）。?掛起函數(shù)的核心是“掛起”（suspend），而不是“切換線程”。線程切換只是實(shí)現(xiàn)掛起的一種常用手段。

3、掛起函數(shù)的使用場(chǎng)景

（1）情況一：在主線程啟動(dòng)，并在主線程調(diào)用掛起函數(shù)

viewModelScope.launch(Dispatchers.Main) { // 1. 在主線程啟動(dòng)協(xié)程
    // 2. 當(dāng)前上下文是 Dispatchers.Main
    doSomeWork() // 3. 調(diào)用掛起函數(shù)
}
// 這個(gè)掛起函數(shù)沒(méi)有使用 withContext 切換線程
// 因此它將繼承調(diào)用者的上下文，即在主線程運(yùn)行
suspend fun doSomeWork() {
    // 這里的代碼會(huì)在 Dispatchers.Main 上執(zhí)行
    // 如果在這里執(zhí)行耗時(shí)操作，會(huì)阻塞主線程！
    heavyOperation() // ? 危險(xiǎn)！會(huì)阻塞UI！
}
fun heavyOperation() {
    Thread.sleep(2000) // 模擬耗時(shí)阻塞操作
}

這是最常見的Android場(chǎng)景。協(xié)程在主線程啟動(dòng)，掛起函數(shù)內(nèi)部沒(méi)有切換上下文，那么它就會(huì)在主線程運(yùn)行。在這個(gè)例子中，掛起函數(shù) doSomeWork()的作用域是主線程。

（2）情況二：正確的“主線程安全”掛起函數(shù)

viewModelScope.launch(Dispatchers.Main) { // 1. 在主線程啟動(dòng)協(xié)程
    // 2. 當(dāng)前上下文是 Dispatchers.Main
    val result = doSomeSafeWork() // 3. 調(diào)用掛起函數(shù)（掛起點(diǎn)）
    updateUI(result) // 6. 恢復(fù)后，仍在主線程，安全更新UI
}
// 這是一個(gè)主線程安全的掛起函數(shù)
suspend fun doSomeSafeWork(): String {
    // 4. 函數(shù)開始執(zhí)行時(shí)，仍在主線程
    // 但 withContext 會(huì)將協(xié)程的執(zhí)行掛起，并將代碼塊交給 IO 調(diào)度器
    return withContext(Dispatchers.IO) {
        // 5. 這個(gè)代碼塊現(xiàn)在在IO線程池中的某個(gè)線程執(zhí)行
        // 模擬網(wǎng)絡(luò)請(qǐng)求或數(shù)據(jù)庫(kù)操作，不會(huì)阻塞主線程
        Thread.sleep(2000)
        "Result from network"
    }
    // withContext 完成后，協(xié)程會(huì)自動(dòng)切回原來(lái)的上下文（Dispatchers.Main）
    // 所以返回值是在主線程被接收的
}

 一個(gè)良好的掛起函數(shù)應(yīng)該內(nèi)部處理線程切換，保證無(wú)論從哪個(gè)線程調(diào)用它，其耗時(shí)操作都在后臺(tái)進(jìn)行，并最終將結(jié)果返回給調(diào)用方線程。

doSomeSafeWork() 函數(shù)??內(nèi)部??的 withContext 代碼塊的作用域是子線程（IO線程）。但從外部看，這個(gè)函數(shù)??被調(diào)用和返回??的上下文（viewModelScope通常是 Dispatchers.Main）是主線程。

（3）情況三：在子線程啟動(dòng)協(xié)程

viewModelScope.launch(Dispatchers.Default) { // 1. 在Default線程池啟動(dòng)
    // 2. 當(dāng)前上下文是 Dispatchers.Default
    doSomeWork() // 3. 這個(gè)掛起函數(shù)將在 Default 線程執(zhí)行
}
suspend fun doSomeWork() {
    // 在 Dispatchers.Default 上執(zhí)行
}

如果明確指定一個(gè)后臺(tái)調(diào)度器啟動(dòng)協(xié)程，那么掛起函數(shù)（如果不內(nèi)部切換）就會(huì)在那個(gè)后臺(tái)線程運(yùn)行。

(4)總結(jié)

??掛起函數(shù)的作用域不一定在子線程中。它的線程環(huán)境是??動(dòng)態(tài)的??和??可預(yù)測(cè)的??。

??動(dòng)態(tài)的??：取決于調(diào)用它的協(xié)程上下文和它內(nèi)部使用的調(diào)度器。

可預(yù)測(cè)的??：開發(fā)者可以通過(guò) withContext精確地控制其內(nèi)部代碼應(yīng)該在哪個(gè)線程上執(zhí)行。

??注意：?? 

        1、永遠(yuǎn)不要假設(shè)一個(gè)掛起函數(shù)會(huì)在后臺(tái)線程運(yùn)行。如果要執(zhí)行耗時(shí)操作，??必須??在掛起函數(shù)內(nèi)部使用 withContext(Dispatchers.IO)或 withContext(Dispatchers.Default)來(lái)明確切換到合適的線程。這才是編寫“主線程安全”掛起函數(shù)的關(guān)鍵。

        2、結(jié)構(gòu)化并發(fā)（Structured Concurrency），這是協(xié)程設(shè)計(jì)的核心哲學(xué)，要求協(xié)程的生命周期與它的啟動(dòng)作用域（如 ViewModel的 viewModelScope或 Activity的 lifecycleScope）綁定。         

到此這篇關(guān)于kotlin中關(guān)于協(xié)程的使用的文章就介紹到這了,更多相關(guān)kotlin協(xié)程使用內(nèi)容請(qǐng)搜索腳本之家以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關(guān)文章希望大家以后多多支持腳本之家！

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