借助Kotlin协程，可以编写整洁，简化的异步代码，用来管理长时间运行的任务（例如网络调用或磁盘操作），使应用保持快速响应。同时管理长时间运行的任务（例如网络调用或磁盘操作）。

本文详细介绍协程的高级概念。如果不熟悉协程，可先阅读Android上的协程：简介，然后再阅读本文。

管理耗时任务

协程在常规函数的基础上添加了两项操作，用于处理耗时任务。在invoke（或call）和return之外，协程添加了suspend和resume：

• suspend用于暂停执行当前协程，并保存所有局部变量。
• resume用于让已挂起的协程从挂起处继续执行。

如需调用suspend函数，只能从他suspend函数进行调用，或通过使用协程构建器（例如launch）来启动新协程。如下：

suspend fun fetchDocs() {                             // Dispatchers.Main
    val result = get("https://developer.android.com") // Dispatchers.IO for `get`
    show(result)                                      // Dispatchers.Main
}

suspend fun get(url: String) = withContext(Dispatchers.IO) { /* ... */ }

在上面示例中，get()仍在主线程上运行，但他会在启动网络请求之前挂起协程。当网络请求完成时，get会恢复已挂起的协程，而不是使用回调通知主线程。

Kotlin使用堆栈管理要运行哪个函数以及所有局部变量。挂起协程时，系统会复制并保存当前的堆栈帧以供稍后使用。恢复时，会将堆栈帧从其保存位置复制回来，然后函数再次开始运行。使代码可能 看起来像普通的顺序阻塞请求，协程也能确保网络请求避免阻塞主线程。

使用协程确保主线程安全

Kotlin协程使用调度器确定哪些线程用于执行协程。要在主线程之外运行代码，可以让Kotlin协程在Default或IO调度器上执行工作。在Kotlin中，所有协程都必须在调度器中运行，即使它们在主线程上运行也是如此。协程可以自行挂起，而调度器负责将其恢复。

Kotlin提供了三个调度器，用于指定应在何处运行协程：

• Dispatchers.Main - Android主线程上运行协程，些调度器只能用于与UI交互和执行不耗时的工作。包括调用suspend函数，Android UI框架操作，以及更新LiveData对象。
• Dispatchers.IO - 经过优化的调度器，适合在主线程之外执行磁盘或网络I/O。如：Room组件、文件读/写数据，以及运行任何网络操作。
• Dispatchers.Default - 经过优化的调度器，适合在主线程之外执行占用大量CPU资源的工作。如：列表排序和解析JSON。

接着前面示例来讲，还可以使用高度程序重新定义get函数。在get的函数内，调用withContext(Dispatchers.IO)来创建一个在IO线程中运行的代码块。放在该代码块内的任何代码都始终通过IO调度程序执行。由于withContext本身就是一个挂起函数，因此get也是一个挂起函数。

suspend fun fetchDocs() {                      // Dispatchers.Main
    val result = get("developer.android.com")  // Dispatchers.Main
    show(result)                               // Dispatchers.Main
}

suspend fun get(url: String) =                 // Dispatchers.Main
    withContext(Dispatchers.IO) {              // Dispatchers.IO (main-safety block)
        /* perform network IO here */          // Dispatchers.IO (main-safety block)
    }                                          // Dispatchers.Main
}

借助协程可以通过精细控制来调度线程。由于withContext可以在不引入回调的情况下在线程池中执行任何一行或几行代码，因此可以将其应用于非常小的函数，例如从数据库中读取数据或执行网络请求。一种不错的做法是使用withContext()来确保每个函数都是主线程安全的。这意味着，可以从主线程调用任意函数。这样，调用方就不需要考虑具体应用使用哪个线程来执行函数了。

在前面的示例中，fetchDocs()虽在主线程上执行；它也可以安全地调用有get，还是会在后台执行网络请求。由于协程支持suspend和resume，因此withContext代码块完成后，主线程上的协程会立即根据get的结果恢复至原来的线程。

重要提示：使用 suspend 不会让 Kotlin 在后台线程上运行函数。suspend 函数在主线程上运行是一种正常的现象。在主线程上启动协程的情况也很常见。当您需要确保主线程安全时（例如，从磁盘上读取数据或向磁盘中写入数据、执行网络操作或运行占用大量 CPU 资源的操作时），应始终在 suspend 函数内使用 withContext()。

withContext()的作用

与基于回调的等效实现相比，withContext()不会增加额外的开销。此外，在某些情况下，还可以优化withContext()调用，使其超越基于加调的等效实现。例如，如果某个函数对一个网络进行十次调用，可以使用外部withContext()让Kotlin只切换一次线程。此外，Kotlin还优化了Dispatchers.Default与Dispathcers.IO之间的切换，以尽可能避免线程切换。

重要提示：利用一个使用线程池的调度程序（例如 Dispatchers.IO 或 Dispatchers.Default）不能保证块在同一线程上从上到下执行。在某些情况下，Kotlin 协程在 suspend 和 resume 后可能会将执行工作移交给另一个线程。这意味着，对于整个 withContext() 块，线程局部变量可能并不指向同一个值。

启动协程

可以通过以下两种方式来启动协程：

• launch可启动新协程而不将结果返回给调用方。任何被视为“一劳永逸”的工作都可以使用launch来启动。
• async可启动新协程并允许使用名为await的挂起函数返回结果。

通常，应使用launch来启动常规的新协程，只有在另一个协程内或在挂起函数内且在执行并行分解时才使用async。

警告：launch 和 async 处理异常的方式不同。由于 async 希望在某一时刻对 await 进行最终调用，因此它持有异常并将其作为 await 调用的一部分重新抛出。这意味着，如果您使用 async 从常规函数启动新协程，则能以静默方式丢弃异常。这些丢弃的异常不会出现在崩溃指标中，也不会在 logcat 中注明。如需了解详情，请参阅协程中的取消和异常。

并行分解

在suspend函数启动的所有协程都必须在该函数返回结果时停止，因此需要保证这些协程在返回结果前完成。借助Kotlin中的结构化并发机制，可以定义用于启动一个或多个协程的coroutineScope。然后，可以使用await()（针对单个协程）或awaitAll()（针对多个协程）保证这些协程在从函数返回结果前完成。

例如，假设一个用于异步获取两个文档的coroutineScope。通过对每个延迟引用调用await()，可以保证这两项async操作在返回之前完成

suspend fun fetchTwoDocs() =
    coroutineScope {
        val deferredOne = async { fetchDoc(1) }
        val deferredTwo = async { fetchDoc(2) }
        deferredOne.await()
        deferredTwo.await()
    }

还可以对集合使用awaitAll()，代码如下所示：

suspend fun fetchTwoDocs() =        // called on any Dispatcher (any thread, possibly Main)
    coroutineScope {
        val deferreds = listOf(     // fetch two docs at the same time
            async { fetchDoc(1) },  // async returns a result for the first doc
            async { fetchDoc(2) }   // async returns a result for the second doc
        )
        deferreds.awaitAll()        // use awaitAll to wait for both network requests
    }

值得注意的是，即使没有调用awaitAll()，coroutineScope构建器也会等到所有 新协程都完成后才恢复名为fetchTwoDocs的协程。

此外，coroutineScope会捕获协程抛出的所有异常，并将其传送加调用方。

如需详细了解并行分解，可以阅读编写挂起函数

协程概念

CoroutineScope

CorutineScope会跟踪使用launch 或 async 创建的任何协程。可以随时调用 scope.cancel()来取消正在运行的协程。在Android中，某些KTX库为某些生命期提供自己的 CoroutineScope。 例如，ViewModel 有 viewModelScope，Lifecycle 有 lifecylceScope。不过，与高度程序不同，CoroutineScope不运行协程。

注意：如需详细了解 viewModelScope，请参阅 Android 中的简易协程：viewModelScope。

viewModelScope 也可用于 Android 上采用协程的后台线程中的示例内。但是，如果您需要创建自己的 CoroutineScope 以控制协程在应用的特定层中的生命周期，则可以创建一个如下所示的 CoroutineScope：

class ExampleClass {

    // Job and Dispatcher are combined into a CoroutineContext which
    // will be discussed shortly
    val scope = CoroutineScope(Job() + Dispatchers.Main)

    fun exampleMethod() {
        // Starts a new coroutine within the scope
        scope.launch {
            // New coroutine that can call suspend functions
            fetchDocs()
        }
    }

    fun cleanUp() {
        // Cancel the scope to cancel ongoing coroutines work
        scope.cancel()
    }
}

已取消的scope无法再创建协程。因此，公当控制其生命周期的类被销毁时，才应调用 scope.cancel()。使用 viewModelScope时，ViewModel 类会在 ViewModel 的 onCleared() 方法中自动取消 scope。

JOB

Job 是协程的句柄。使用 launch 或 async 创建的每个协程都会返回一个 Job 实例，该实例是相应协程的唯一标识并管理其生命周期。还可以将 Job 传递给 CoroutineScope 以进一步管理其生命周期，如以下示例所示：

class ExampleClass {
    ...
    fun exampleMethod() {
        // Handle to the coroutine, you can control its lifecycle
        val job = scope.launch {
            // New coroutine
        }

        if (...) {
            // Cancel the coroutine started above, this doesn't affect the scope
            // this coroutine was launched in
            job.cancel()
        }
    }
}

CoroutineContext

CoroutineContext 使用以下元素集定义协程的行为：

• Job：控制协程的生命周期。
• CoroutineDispatcher：将工作分派到适当的线程。
• CoroutineName：协程的名称，可用于调试。
• CoroutineExceptionHandler：处理未捕获的异常。

对于在作用域内创建的新协程，系统会为新协程分配一个新的 Job 实例，而从包含作用域继承其他 CoroutineContext 元素。可以通过向 launch 或 async 函数传递新的 CoroutineContext 替换继承的元素。请注意，将 Job 传递给 launch 或 async 不会产生任何效果，因为系统始终会向新协程分配 Job 的新实例。

class ExampleClass {
    val scope = CoroutineScope(Job() + Dispatchers.Main)

    fun exampleMethod() {
        // Starts a new coroutine on Dispatchers.Main as it's the scope's default
        val job1 = scope.launch {
            // New coroutine with CoroutineName = "coroutine" (default)
        }

        // Starts a new coroutine on Dispatchers.Default
        val job2 = scope.launch(Dispatchers.Default + CoroutineName("BackgroundCoroutine")) {
            // New coroutine with CoroutineName = "BackgroundCoroutine" (overridden)
        }
    }
}

注意 ：如需详细了解 CoroutineExceptionHandler，请参阅协程博文中的异常