什么是协程?
协程是一种程序组件,它允许执行挂起与恢复,而不是传统意义上的阻塞线程。
它们是用于简化异步编程并有效处理并发操作的一种机制。
为什么有协程?
在传统的多线程环境中,每当一个线程执行到需要等待的操作,如IO操作、网络请求或者是其他耗时的任务时,线程就会阻塞,直到操作完成。这样的行为在资源消耗上是低效的,特别是当有大量并发任务时,线程的创建和上下文切换可能会成为性能瓶颈。
协程提供了一种轻量级的线程替代方案。它们在单个或几个线程上调度执行多个任务。当一个协程需要暂停等待时(比如等待网络响应),它会被挂起,这时协程所在的线程可以去执行其他任务。等到可以继续执行时,协程会被恢复到某个线程上继续执行。这种方式可以使得单线程执行大量的并发任务,从而提升资源利用率和应用性能。
理解协程作用域生命周期
GlobalScope:整个应用生命周期
全局协程作用域,其生命周期只受整个应用程序的生命周期限制,使用这个作用域启动的协程只会在整个应用程序结束时取消。通常不推荐使用,因为它可能会导致内存泄漏、协程泛滥等问题。
CoroutineScope:自己管理生命周期
可以通过CoroutineScope()创建一个新的作用域。这个作用域的生命周期由创建它的开发者控制,你需要在合适的时候取消这个作用域,以避免资源泄露。
viewModelScope和lifecycleScope:跟随组件的生命周期
在Android开发中,viewModelScope是与ViewModel绑定的作用域,当ViewModel清除时,viewModelScope也会自动取消。同样,lifecycleScope与组件的生命周期绑定,如Activity或Fragment。
launch、async、await:
在 Kotlin 协程中,`launch` 和 `async` 是用来启动新协程的两个最常用的构建器,而 `await` 与 `async` 结合使用,用来获取 `async` 启动的协程的最终结果。下面详细解释这三者:
1. **`launch`:**
- `launch` 用于在协程中启动一个新的任务,该任务不会阻塞当前线程,并且不直接返回结果。
- `launch` 返回一个 `Job` 对象,可以用来管理这个协程,比如取消协程。
- 通常用于执行不需要直接返回结果的协程任务。
**示例:**
```kotlin
GlobalScope.launch {
// 任务代码
delay(1000L)
println("World!")
}
println("Hello,") // 这个输出会在协程的输出之前
```
2. **`async`:**
- `async` 类似于 `launch`,它启动一个新的协程,并且也不会阻塞当前线程。不同的是,`async` 用来启动一个有结果的异步任务,任务完成后将返回一个值。
- `async` 返回一个 `Deferred` 对象,这是 `Job` 的一个子类型。`Deferred` 对象有一个 `await` 函数,可以用来挂起协程直到异步任务完成,并返回结果。
- 经常用于需要并发计算结果并最终合并结果的场景。
**示例:**
```kotlin
val deferred = GlobalScope.async {
// 任务代码,最终会返回一个结果
delay(1000L)
"World!"
}
println("Hello,") // 这个输出会在协程的输出之前
runBlocking {
println(deferred.await()) // 等待异步任务完成,并打印结果 "World!"
}
```
3. **`await`:**
- `await` 是 `Deferred` 对象的一个方法,必须在协程或其他挂起函数中调用。
- `await` 挂起当前协程直到 `async` 启动的协程执行完成,并获得其结果。
- `await` 只能被调用一次,因为它会消耗 `Deferred` 对象,获取结果后 `Deferred` 就不能再用了。
综上,`launch` 和 `async` 是启动协程的方法,`await` 是获取 `async` 任务结果的方法。使用 `async` 和 `await` 可以很容易地在 Kotlin 中实现并行计算和结果聚合。
suspend
在 Kotlin 协程中,suspend关键字用于标记一个函数是挂起函数。挂起函数是一种特殊的函数,它可以在不阻塞线程的情况下暂停(挂起)和恢复执行。这允许协程在等待长时间操作(如网络请求、数据库操作等)完成时释放线程,以便线程可以用于其他任务。
挂起函数的特点包括:
只能从协程或其他挂起函数中调用。
可以使用协程构建器如 launch 或 async 内部调用。
可以通过调用其他挂起函数来暂停协程的执行。当挂起函数等待长时间操作时,不会阻塞线程,相反,协程在挂起点释放线程并在操作完成后恢复执行。
挂起函数可以像普通函数一样返回结果,并且可以有输入参数。