在 Kotlin 协程（Coroutines） 中，协程是一种轻量级的线程管理工具，旨在简化异步编程和并发任务。它通过 挂起（suspend） 而非阻塞线程的方式实现高效的任务调度，显著提升代码的可读性和性能。以下是其核心概念和实际应用的深度解析：
- 协程的本质与优势
轻量级线程
协程的调度由 Kotlin 运行时管理，而非操作系统。一个线程可运行多个协程，避免了传统线程的创建和切换开销。
示例：启动 10 万个协程仅需少量内存，而同样数量的线程会崩溃。
结构化并发（Structured Concurrency）
通过 CoroutineScope 管理协程生命周期，避免资源泄漏。子协程会随父协程取消而自动取消。
挂起函数（Suspend Functions）
使用 suspend 关键字标记的函数可在不阻塞线程的情况下暂停和恢复，底层通过 状态机 实现。
2. 核心组件与用法
关键类与作用
| 组件 | 用途 |
|---|---|
CoroutineScope |
定义协程作用域（如 ViewModel 的 viewModelScope）。 |
Dispatcher |
指定协程运行的线程（如 Dispatchers.IO、Dispatchers.Main）。 |
Job |
控制协程生命周期（取消、等待完成）。 |
Deferred |
带返回值的异步任务（通过 async 启动）。 |
基础示例
// 启动一个协程
viewModelScope.launch(Dispatchers.IO) {
val data = fetchData() // 挂起函数
withContext(Dispatchers.Main) {
updateUI(data) // 切回主线程更新UI
}
}
// 并发任务
val result1 = async { fetchFromApi1() }
val result2 = async { fetchFromApi2() }
val combined = result1.await() + result2.await()
协程与线程的对比
特性 协程 线程
创建开销 极低（KB 级内存） 高（MB 级内存）
切换成本 无系统调用，仅状态切换 需内核介入，开销大
阻塞行为 挂起（不阻塞线程） 阻塞线程
并发管理 结构化并发，自动取消 需手动管理（如 Executor）实际应用场景
网络请求
结合 Retrofit 使用挂起函数，避免回调地狱：
@GET("users")
suspend fun getUsers(): List<User> // Retrofit 挂起接口
viewModelScope.launch {
try {
val users = api.getUsers() // 同步写法，异步执行
} catch (e: Exception) { /* 异常处理 */ }
}
数据库操作
Room 支持协程：
@Dao
interface UserDao {
@Insert
suspend fun insert(user: User) // 自动在 IO 线程执行
}
复杂任务组合
使用 flow 处理流式数据：
fun fetchDataFlow(): Flow<Data> = flow {
emit(loadFromCache())
emit(loadFromNetwork())
}.flowOn(Dispatchers.IO)
- 常见误区与优化
避免全局 GlobalScope
使用自定义作用域（如 lifecycleScope）防止内存泄漏。
合理选择调度器
Dispatchers.Main：UI 操作
Dispatchers.Default：CPU 密集型任务
Dispatchers.IO：磁盘/网络 I/O
异常处理
通过 CoroutineExceptionHandler 或 try/catch 捕获异常：
val handler = CoroutineExceptionHandler { _, e ->
Log.e("Coroutine", "Error: $e")
}
launch(handler) { /* 可能抛出异常的代码 */ }
总结
Kotlin 协程通过 挂起函数 和 结构化并发 将异步代码转为直观的同步风格，同时兼顾性能与安全性。掌握其核心概念（如作用域、调度器、状态机）后，可大幅提升 Android 或后端开发的效率。建议从官方文档的 Coroutines Guide 入手实践。
