协程: 协程最核心的点就是,函数或者一段程序能够被挂起,稍后再在挂起的位置恢复。挂起的函数要在协程里面执行。
特点: 1、更加轻量级,占用资源更少。
2、避免“回调地狱”,增加代码可读性。
3、协程的挂起不阻塞线程。
1、协程的挂起与恢复
suspend- 挂起函数不会阻塞当前线程。当一个挂起函数被调用时,它会暂停协程的执行,但不会阻塞底层线程。这意味着即使你在主线程上调用挂起函数,也不会使主线程陷入等待状态。
resume -用于让已暂停的协程从其暂停处继续执行。
挂起函数只能在协程体内或其他挂起函数内调用
tv?.setOnClickListener {
GlobalScope.launch(Dispatchers.Main) {
//挂起,点击N次响应N次
delay(4000)
Log.i("jia", "-----")
}
//点击一次无效因为阻塞了, 点击N次也是响应一次而且会崩溃
Thread.sleep(4000)
Log.i("jia", "=====")
}
阻塞: 等98号技师,98号在忙,中间不干其他的,就一直等直到她结束
挂起: 等98号技师,98号在忙,前台记下来,先看电影或者干其他的,结束后直接服务你
2、调度器
所有协程必须在调度器中运行,即使它们在主线程上运行也是如此。
Dispatchers.Main Android 上的主线程
用来处理UI交互和一些轻量级任务:调用suspend函数、调用UI函教、更新LiveData
Dispatchers.lO 非主线程
转为磁盘和网络IO进行优化,用来处理数据库、文件、读写网络处理
Dispatchers.Default 非主线程
专为CPU密集型任务进行了忧化:数组排序、JSON数据解析
3、协程作用域
定义协程必须指定其CoroutineScope,它会跟踪所有协程,同样它还可以取消由它所启动的所有协程
常用的相关API有:
GlobalScope,生命周期是process级别的,即使Activity或Fragment已经被销毁,协程仍然在执行。
MainScope,在Activity中使用,可以在onDestroy()中取消协程。默认运行在主线程。
viewModelScope,只能在ViewModel中使用,自动管理协程的生命周期,绑定ViewModel的生命周期。
lifecycleScope,只能在Activity、Fragment中使用,自动管理协程的生命周期,确保在生命周期结束时取消协程。会绑定Activity和Fragment的生命周期。
CoroutineScope:适用于需要手动管理协程生命周期的场景,可以在 Activity 或 Fragment 中使用,但需要手动取消协程。
SupervisorScope :子协程独立运行,适用于多个协程同时运行的场景。
4、协程的启动模式
DEFAULT:协程创建后,立即开始调度,在调度前如果协程被取消,其将直接进入取消响应的状态。
类似滴滴打车,立即开始调度不一定立马有车,需要等待车来,但是可以在车来之前取消。
ATOMIC:协程创建后,立即开始调度,协程执行到第一个挂起点之前不响应取消。
LAZY:只有协程被需要时,包括主动调用协程的start、join或者await等函数时才会开始调度,如果调度前就被取消,那么该协程将直接进入异常结束状态。join await 都是挂起函数,不会阻塞主线程。
UNDISPATCHED:协程创建后立即在当前函数调用栈中执行,直到遇到第一个真正挂起的点。
//如何使用Dispatchers.IO调度器,执行仍然在主线程就是用Coroutinestart.UNDISPATCHED
val job =GlobalScope.async(context=Dispatchers.IO,start=Coroutinestart.UNDISPATCHED){
println("thread:"+Thread.currentThread().name)
}
5、协程的作用域构建器 coroutineScope与runBlocking
runBlocking是常规函数,而coroutineScope是挂起函数。
它们都会等待其协程体以及所有子协程结束,主要区别在于runBlocking方法会阻塞当前线程来等待,而coroutineScope只是挂起,会释放底层线程用于其他用途。
coroutineScope与supervisorScope
coroutineScope:一个协程失败了,所有其他兄弟协程也会被取消。
supervisorScope:一个协程失败了,不会影响其他兄弟协程。
suspend fun 将main() = runBlocking {
coroutineScope { //这里换成supervisorScope,子协程1就会执行
val job1 = launch {
delay(5000)
println("子协程1")
}
val job2 = launch {
delay(1000)
println("子协程2")
throw Exception() //子协程1不会执行
}
}
}
6、Job对象
对于每一个创建的协程((通过launch或者async,会返回一个Job实例,该实例是协程的唯一标示,并且负责管理协程的生命周期。
一个任务可以包含一系列状态:新创建(New)、活跃(Active),完成中(Completing)、已完成(Completed),(取消中(Cancelling)和已取消(Cancelled)虽然我们无法直接访问这些状态,但是我们可以访问Job的属性: isActive、isCancelled和iscompleted。
job.join
会挂起调用该函数的协程,直到目标协程执行完毕。这样可以确保当前协程不会继续执行后续的代码,直到与Job关联的协程已经结束。join函数是非阻塞的,即使它会挂起当前协程,它不会阻塞底层线程。因此,它在并发编程中非常有用,可以用来控制协程的执行顺序,确保某些任务在其他任务之前完成。
job.cancel() 的作用是请求取消与该 Job 对象关联的协程,但是不会立马生效 。
具体来说,当你调用 job.cancel() 时,会向协程发送一个取消信号,请求它停止执行。然而,这并不意味着协程会立即终止,因为协程的取消是协作性的。换句话说,协程必须在合适的时机检查取消状态并进行响应。通常协程会通过挂起函数(如 delay 或 yield)来检测是否被取消,并在取消时抛出一个 CancellationException。
7、CPU密集型任务取消
isActive是一个可以被使用在CoroutineScope中的扩展属性,检查Job是否处于活跃状态。
ensureActive(),如果job处于非活跃状态,这个方法会立即抛出异常。
yield函数会检查所在协程的状态,如果已经取消,则抛出CancellationException予以响应。此外,它还会尝试出让线程的执行权,给其他协程提供执行机会。
处于取消中状态的协程不能够挂起(运行不能取消的代码),当协程被取消后需要调用挂起函数,我们需要将清理任务的代码放置于 NonCancellable CoroutineContext 中
fun yield() = runBlocking<Unit> {
val startTime = System.currentTimeMillis()
val job = launch(Dispatchers.Default) {
var nextPrintTime = startTime
var i = 0
while (i < 5&& isActive) {//增加isActive状态 来取消任务
if (System.currentTimeMillis() >= nextPrintTime) {
// ensureActive()//下面这两种方式都可以取消任务
// yield()
println("job:I'm sleeping ${i++}。。。1")
nextPrintTime += 500
}
}
try {
delay(10000)
println("job:I'm sleeping")
}finally {
println("job:I'm finally")
withContext(NonCancellable){
//NonCancellable使用后,即使上述任务取消了,也不影响下面的执行
delay(1300)
println("job:I'm back")
}
}
}
delay(1300)
println("main:I'm tired of waiting!")
job.cancelAndJoin()
println("main:Now Ican guit.")
}
8、超时任务
很多情况下取消一个协程的理由是它有可能超时。
withTimeoutOrNull 通过返回null来进行超时操作,从而替代抛出一个异常。
9、SupervisorJob
使用SupervisorJob时,一个子协程的运行失败不会影响到其他子协程。Supervisorjob不会传播异常给它的父级,它会让子协程自己处理异常。
这种需求常见于在作用域内定义作业的UI组件,如果任何一个U的子作业执行失败了,它并不总是有必要取消整个UI组件,但是如果UI组件被销毁了,由于它的结果不再被需要了,它就有必要使所有的子作业执行失败。
supervisorScope:当作业自身执行失败的时候,所有子作业都会被取消。
10、异常捕获
使用CoroutineExceptionHandler对协程的异常进行捕获。以下的条件被满足时,异常就会被捕获:。
时机:异常是被自动抛出异常的协程所抛出的(使用launch,而不是 async 时);
位置:在CoroutineScope的CoroutineContext中或在一个根协程(CoroutineScope 或者 supervisorScope 的直接子协程)中。
当子协程被取消时,不会取消它的父协程,
如果一个协程遇到了CancellationException以外的异常,它将使用该异常取消它的父协程。当父协程的所有子协程都结束后,异常才会被父协程处理。
fun catchHandle() = runBlocking<Unit> {
val handler= CoroutineExceptionHandler { coroutineContext, exception ->
println("catch"+exception)
}
val job=GlobalScope.launch(handler) {
throw AssertionError() //会被捕获
launch(handler) {
throw AssertionError() //此内部协程的方式不会被捕获
}
}
val job2=GlobalScope.async(handler) {
throw ArithmeticException()//不会被捕获
}
job.join()
job2.await()
}
常见异常捕获方式
val handler= CoroutineExceptionHandler { coroutineContext, exception ->
println("catch"+exception)
}
tv?.setOnClickListener {
GlobalScope.launch(handler) {
Log.i("jia", "onclick")
"abc".substring(10)//必闪退 ,但是加了异常捕获,就不会闪退了,还会打印闪退信息
}
}
11、Flow 与其他方式的区别
名为flow的Flow类型构建器函数。
flow{.. }构建块中的代码可以挂起。
函数simpleFlow不再标有suspend修饰符。
流使用emit函数发射值。
流使用collect函数收集值。
//返回多个值,是异步的
fun simpleFlow() = flow<Int> {
for (i in 1..3) {
delay(1000)//假装在一些重要的事情
emit(i)//发射,产生一个元素
}
}
fun collectFlow()= runBlocking<Unit> {
simpleFlow().collect { value ->
println(value)
}
}
12、冷流
冷流:顾名思义冷启动,临阵磨枪
①、Flow是一种类似于序列的冷流,flow构建器中的代码直到流被收集的时候才运行。
fun collectFlow()= runBlocking<Unit> {
val flow =simpleFlow()
printIn("Calling collect...")
flow.collect{value ->printIn(value)}
println("Calling collect again...")
flow.collect{value ->printIn(value)}
}
②、流的每次单独收集都是按顺序执行的,除非使用特殊操作符.
从上游到下游每个过渡操作符都会处理每个发射出的值,然后再交给末端操作符.
下列打印结果:
Collect string 2
Collect string 4
fun collectFlow() = runBlocking<Unit> {
//过滤偶数并将其映射到字符串
(1..5).asFlow().filter {
it % 2 == 0
}.map {
"string $it"
}.collect {
printIn("Collect $it")
}
}
③、flowOf构建器定义了一个发射固定值集的流。
使用.asFlow()扩展函数,可以将各种集合与序列转换为流。
fun collectFlow() = runBlocking<Unit> {
flowOf("one", "two", "three")
.onEach { delay(1000) }
.collect { value -> printIn(value) }
(1..3).asFlow().collect { value ->
println(value)
}
}
④、流的收集总是在调用协程的上下文中发生,流的该属性称为上下文保存。
flow.{...}构建器中的代码必须遵循上下文保存属性,并且不允许从其他上下文中发射(emit)。
flowOn操作符,该函数用于更改流发射的上下文。
fun simpleFlow() = flow<Int> {
for (i in 1..3) {
delay(1000)//假装在一些重要的事情
emit(i)//发射,产生一个元素
}
}.flowOn(Dispatchers.Default)
⑤、使用launchIn替换collect我们可以在单独的协程中启动流的收集。
onEach 它允许你在 Flow 的每个元素被收集时执行一个副作用(side effect)。简单来说,它可以在每个元素通过数据流时对其应用某种处理,但不会改变这些元素本身或影响流的正常传播。
onEach 提供了一种优雅的方式来为 Flow 添加额外的行为,而不必直接修改流的内容或其传播方式。
//事件源
fun events() = (1..3)
.asFlow()
.onEach { delay(1000) }
.flowOn(Dispatchers.Default)
fun collectFlow5() = runBlocking<Unit> {
events().onEach { event -> println("Event: $event ${Thread.currentThread().name})") }
// .collect()
.launchIn(CoroutineScope(Dispatchers.IO))
}
⑥、为方便起见,流构建器对每个发射值执行附加的 ensureActive 检测以进行取消的这意味着从 flow{..}发出的繁忙循环是可以取消的。
出于性能原因,大多数其他流操作不会自行执行其他取消检测,在协程处于繁忙循环的情况下,必须明确检测是否取消。
通过cancellable操作符来执行此操作。
⑦、背压:背压(Backpressure)是指当生产者(数据生成方)生成数据的速度快于消费者(数据处理方)处理数据的速度时,系统需要采取的一种机制来处理这种不匹配的情况。背压机制允许生产者暂时停止生成数据,直到消费者能够跟上处理速度,从而避免数据丢失或系统崩溃。
buffer(),并发运行流中发射元素的代码。
conflate(),合并发射项,不对每个值进行处理。
collectLatest(),取消并重新发射最后一个值。
当必须更改CoroutineDispatcher时,flowOn操作符使用了相同的缓冲机制,但是buffer函数显式地请求缓冲而不改变执行上下文。
fun collectFlow6() = runBlocking<Unit> {
simpleFlow()
.buffer(50)//并发运行流中发射元素的代码。
.conflate()//合并发射项,不对每个值进行处理。
.collect { value ->
delay(3000)
println(value)
}
}
⑧、转换转换符
suspend fun performRequest(request: Int): String {
delay(1000)
return "response $request"
}
fun simpleFlow() = flow<Int> {
(1..3).asFlow()
.map { performRequest(it) }
.collect { value ->
println(value)
}
(1..3).asFlow()
.transform {
emit("Making request $it")
emit(performRequest(it))
}
.collect { value ->
println(value)
}
}
限长操作符 take(2),表示最多接受两条数据。
组合操作符:就像Kotlin标准库中的Sequence,zip扩展函数一样,流拥有一个zip操作符用于组合两个流中的相关值。
fun collectFlow() = runBlocking<Unit> {
val nubs=(1..3).asFlow()
val strs= flowOf("one","Two","Three")
nubs.zip(strs){
a,b->"$a ->$b"
}.collect{
println(it)
}
}
1、Channel实际上是一个并发安全的队列,它可以用来连接协程,实现不同协程的
通信。channel默认容量1。
fun ceshiChannel() = runBlocking<Unit> {
//生产者
val channel = Channel<Int>()
val producer = GlobalScope.launch {
var i = 0
while (true) {
delay(1000)
channel.send(++i)
println("send $i")
}
}
//消费者
val consumer = GlobalScope.launch {
while (true) {
val element=channel.receive()
println("receive $element")
}
}
joinAll(producer,consumer)
}
②迭代Channel
Channel本身确实像序列,所以我们在读取的时候可以直接获取一个Channel的iterator.
fun ceshiChannel2() = runBlocking<Unit> {
//生产者
val channel = Channel<Int>()
val producer = GlobalScope.launch {
for (x in 1..5) {
channel.send(x)
println("send $x")
}
}
//消费者
val consumer = GlobalScope.launch {
val iterator =channel.iterator()
while (iterator.hasNext()) {
val element=channel.receive()
println("receive $element")
delay(2000)
}
//也或者可以以下写法
for(element in channel){
println("receive $element")
delay(2000)
}
}
joinAll(producer,consumer)
}
③、produce与actor 构造生产者与消费者的便捷方法
我们可以通过produce方法启动一个生产者协程,并返回一个ReceiveChannel,其他协程就可以用这个Channel来接收数据了。反过来,我们可以用actor启动一个消费者协程
fun ceshiChannel3() = runBlocking<Unit> {
//生产者
val receiveChannel:ReceiveChannel<Int> = GlobalScope.produce {
repeat(100){
delay(1000)
send(it)
}
}
//消费者
val consumer = GlobalScope.launch {
for(element in receiveChannel){
println("receive $element")
}
}
joinAll(consumer)
}
fun ceshiChannel4() = runBlocking<Unit> {
//消费者
val sendChannel:SendChannel<Int> = GlobalScope.actor {
while (true){
val element=receive()
println(element)
}
}
//生产者
val producer = GlobalScope.launch {
for (x in 1..5) {
sendChannel.send(x)
}
}
producer.join()
}
④、Channel的关闭
produce和actor返回的Channel都会随着对应的协程执行完毕而关闭,也正是这样,Channel才被称为热数据流。
对于一个Channel,如果我们调用了它的close方法,它会立即停止接收新元素,也就是说这时它的isClosedforSend会立即返回true。而由于Channel缓冲区的存在,这时候可能还有一些元素没有被处理完,因此要等所有的元素都被读取之后isClosedForReceive才会返回true。
Channel的生命周期最好由主导方来维护,建该由主导的一方实现关闭。
⑤、BroadcastChannel
前面提到,发送端和接收端在Channel中存在一对多的情形,从数据处理本身来讲,虽然有多个接收端,但是同一个元素只会被一个接收端读到。广播则不然多个接收端不存在互斥行为。
fun ceshiChannel5() = runBlocking<Unit> {
//消费者 也可以通过下面的broadcast进行转换
val broadcastChannel= BroadcastChannel<Int>(Channel.BUFFERED)
// val channel = Channel<Int>()
// val broadcastChannel=channel.broadcast(3)
val producer = GlobalScope.launch {
List(3){
delay(1000)
broadcastChannel.send(it)
}
broadcastChannel.close()
}
//消费者
List(3){index->
GlobalScope.launch {
val receiveChannel=broadcastChannel.openSubscription()
for (x in receiveChannel) {
println(x)
}
}
}.joinAll()
}
⑥、await多路复用
两个API分别从网络和本地缓存获取数据,期望哪个先返回就先用哪个做展示。
⑦、多个Channel复用
跟await类似,会接收到最快的那个channel消息。