[kotlin]-Flow 基础

什么是Flow

官方介绍

一种异步数据流，它顺序地发出值并正常或异常地完成。

流上的中间运算符（例如map、filter、take、zip等）是应用于上游流或流并返回下游流的函数，可以在其中应用更多运算符。中间操作不执行流中的任何代码，也不暂停函数本身。他们只是为未来的执行和快速返回建立了一个操作链。这被称为冷流特性。

个人理解

类似于Rxjava 可以异步操作数据流，更灵活，保证数据正确的流向，提供多操作符在数据发送的过程中，对数据进行转换，扩展方法多，易用性高。

• 发送方会生成添加到数据流中的数据。得益于协程，数据流还可以异步生成数据flow
• 中介可以修改发送到数据流的值，或修正数据流本身zip,map,filter
• 接收方则使用数据流中的值collect。

基础使用

创建流

最基础的方法可以通过 flow { ... } 去创建一个冷流。

• flowOf 就是flow{}的 一个包装，里面调用了flow{}。
• 使用 .asFlow() 扩展函数，里面调用了flow{}进行转换。
• flowOf(...)函数从一组固定的值创建一个流。
• 通过扩展方法，各种类型的asFlow()将它们转换为流。
• flow { ... }构建器函数，用于从顺序调用到emit函数构造任意流。
• channelFlow { ... }构建器函数，用于从对发送函数的潜在并发调用构造任意流。
• MutableStateFlow和MutableSharedFlow定义了相应的构造函数来创建一个可以直接更新的热流。

中间方

过度流操作符，例如 map 与 filter

(1..3).asFlow().map {
      it * 100
  }.collect {
      println("map result $it")
  }
  // map result 100
  // map result 200
  // map result 300

接收方

末端操作符是在流上用于启动流收集的挂起函数。 collect 是最基础的末端操作符，但是还有另外一些更方便使用的末端操作符：

• 转化为各种集合，例如 toList 与 toSet。

val list = (1..3).asFlow().map {
      it * 100
  }.toList()
  println("list result $list")
  // list result [100, 200, 300]

• 获取第一个（first）值与确保流发射单个（single）值的操作符。
• 使用 reduce() 与 fold() 将流规约到单个值。

什么是冷流/热流

冷流 :

1. 冷流是惰性的,需要显式订阅才会执行,可以有多个订阅启动流执行。
2. 流中的数据会被发送给所有订阅了该流的收集器(collectors)。
3. 单个冷流可以通过多种方式收集,如使用多个collect{},或转换为多个LiveData等。
4. 冷流本身不存储状态,是通过运算产生流数据,所以可以有无限个订阅者来收集数据。
5. 不同订阅者收集冷流数据的时间和方式可以完全不同。
6. 重复订阅冷流会重新发射完整的数据集。

private var cloudFlow: Flow<String> = flow {
    println("cloudFlow emit data cloudFlow start")
    emit("1")
    emit("2")
    emit("3")
    println("cloudFlow emit data cloudFlow end")
}

  viewModelScope.launch {
      cloudFlow.collect {
          println("cloudFlow One   collect data $it")
      }
  }

  viewModelScope.launch {
      cloudFlow.collect {
          println("cloudFlow Two   collect data $it")
      }
  }

    // cloudFlow emit data cloudFlow start
    // cloudFlow One   collect data 1
    // cloudFlow One   collect data 2
    // cloudFlow One   collect data 3
    // cloudFlow emit data cloudFlow end
    // cloudFlow emit data cloudFlow start
    // cloudFlow Two   collect data 1
    // cloudFlow Two   collect data 2
    // cloudFlow Two   collect data 3
    // cloudFlow emit data cloudFlow end

总结: 冷流是惰性执行、支持重播所有数据、需要被收集激活的流模式,适用于传输完整数据集或事件序列,非常灵活。

热流

1. 热流是主动执行的流,会自发推送新数据到订阅者。
2. 订阅者只能收到订阅后的数据,无法获取之前已发射的数据。
3. 数据直接推送到订阅者,不需要被显式收集。
4. 更新可以实时反馈到订阅者,实现快速响应。
5. 使用asLiveData()、asSharedFlow()等可以将冷流转换为热流。
6. StateFlow和SharedFlow是热流的常见实现。
7. BroadcastChannel也可以用作热流。
8. 适合频繁更新、显示最新状态的数据场景。
9. 需要管理订阅生命周期,避免泄漏。

private var cloudFlow: Flow<String> = flow {
      println("cloudFlow emit data cloudFlow start")
      emit("1")
      emit("2")
      emit("3")
      println("cloudFlow emit data cloudFlow end")
  }
//冷流 转换成ShareFlow热流
var shareFlow = cloudFlow.shareIn(viewModelScope, SharingStarted.WhileSubscribed(), replay = 3)

viewModelScope.launch {
            shareFlow.collect {
                println("shareFlow One   collect data $it")
            }
        }

        viewModelScope.launch {
            shareFlow.collect {
                println("shareFlow Two   collect data $it")
            }
        }
     // cloudFlow emit data cloudFlow start
     // cloudFlow emit data cloudFlow end
     // shareFlow One   collect data 1
     // shareFlow One   collect data 2
     // shareFlow One   collect data 3
     // shareFlow Two   collect data 1
     // shareFlow Two   collect data 2
     // shareFlow Two   collect data 3

SharedFlow 和 StateFlow

区别与特性：

• 两者都是热流。
• 两者均支持配置回放最近发射的值，StateFlow 读取value,SharedFlow可以配置存放值容器的大小。
• 共享性:SharedFlow允许多个订阅者,StateFlow通常单个订阅者
• 读取状态:StateFlow通过flow.value直接读取,SharedFlow通过replayCache读取
• 线程安全性:SharedFlow需要外部同步,StateFlow内部本身线程安全
• 生命周期管理:SharedFlow需要自行管理,StateFlow与控制器生命周期绑定

创建方式

val sharedFlow = MutableSharedFlow<T>(replay=1)
//还可以通过shareIn() 进行冷流转热流
val stateFlow = MutableStateFlow(initialValue)
//还可以通过stateIn() 进行冷流转热流

总结:

• SharedFlow 适合分发事件,广播消息到多个订阅者
• StateFlow 更适合可观察的 UI 组件状态管理

参考资料

• Flow官方文档
• Android官方指南