Kotlin之协程（第一趴）

接下来我们将学习如何在Android应用中使用Kotlin协程。这是管理后台线程的推荐方法，可通过减少回调需求来简化代码。协程是一项Kotlin功能，可将长时间运行的任务（例如数据库或网络访问）的异步回调转换为顺序代码。

下面给出一个代码段，从中您可以大致了解将要进行的操作。

javascript 复制代码

// Async callbacks
networkRequest { request ->
    // Successful network request
    databaseSave(result) { row ->
        // Result saved
    }
}

系统使用协程将基于回调的代码转换为顺序代码。

scss 复制代码

// The same code with coroutines
val result = networkRequest()
// Successful network request
databaseSave(result)
// Result saved

您将从一款使用架构组件构建的现有应用入手，该应用为长时间运行的任务使用回调样式。

下载代码：从命令行使用下列命令克隆 GitHub 代码库：

shell 复制代码

$ git clone https://github.com/googlecodelabs/kotlin-coroutines.git

首先，我们来看看起始示例应用。

如果已下载kotlin-coroutineszip文件，请将其解压。
在Android Studio中打开coroutines-codelab项目。
选择start应用模块。
点击Run按钮，然后选择模拟器或者链接必须能够运行的Android设备。此时应显示Kotlin协程屏幕：

在您点按屏幕后，此初始应用会使用线程在经过短暂延迟后增加计数。它还会从网络中提取新标题并将其显示在屏幕上。现在就试试看吧，您应该会看到计数和消息在短暂延迟后出现变换。

此应用使用架构组件将MainActivity中的界面代码与MainViewModel的应用逻辑分割开。

MainActivity显示界面、注册点击监听器，并且可以显示Snackbar。它将事件传递给MainViewModel，并根据MainViewModel中的LiveData更新屏幕。
MainViewModel处理onMainViewClicked中的事件，并将使用LiveData与MainActivity通信。
Executor定义BACKGROUND，后者可以在后台线程上运行内容。
TitleRepository从网络提取结果，并将结果保存到数据库。

向项目添加协程

要在Kotlin中使用协程，您必须在项目的build.gradle(Module: app)文件中添加coroutines-core库。

Android上的写成作为核心库和Android专用扩展函数提供：

kotlinx-coroutines-core用于在Kotlin中使用协程的主接口
kotlin-coroutines-android在协程中指出Android主线程。

此初始应用已在build.gradle中包含依赖项。创建新的应用项目时，您需要打开build.gradle(Module:app)并将写成依赖项添加到项目中。

arduino 复制代码

dependencies {
    ...
    implementation "org.jetbrains.kotlinx:kotlinx-coroutines-core:x.x.x"
    implementation "org.jetbranins.kotlinx-coroutines-android:x.x.x"
}

在Android上，避免阻塞主线程是非常必要的。主线程是一个处理所有界面更新的线程，也是调用所有点击处理程序和其他界面回调的线程。因此，主线程必须顺畅运行才能确保出色的用户体验。

为了避免用户在使用您的应用时感觉到任何卡顿，主线程必须每隔16毫秒或更短时间 更新一次屏幕，也就是每秒约60帧。许多常见任务所需的时间都比这个时间长，例如解析大型JSON数据集、将数据写入数据库或从网络提取数据。因此，从主线程调用此类代码可能会导致应用暂停、卡顿甚至冻结。如果您阻塞主线程太久，应用甚至可能会崩溃并显示一个应用无响应对话框。

回调模式

在不阻塞主线程的情况下执行长时间运行的任务的一种模式是回调。通过使用回调，您可以在后台线程上启动长时间运行的任务。任务完成后，系统会调用回调函数，以在主线程上告知您结果。

我们来看一个回调模式的示例：

kotlin 复制代码

// Slow request with callbacks
@UiThread
fun makeNetworkRequest() {
    // The slow network request runs on another thread
    slowFetch { result ->
        // When the result is ready, this callback will get the result
        show(result)
    }
    // makeNetworkRequest() exits after calling slowFetch without waiting for the result
}

由于此代码带有@UiThread注解，因此它必须足够快地运行以在主线程上执行，也就是说，它需要非常快地返回，以便下一次屏幕更新不会出现延迟。不过，由于slowFetch需要几秒钟甚至几分钟才能完成，因此主线程不能等待结果。show(result)回调允许slowFetch在后台线程上运行，并在准备就绪后返回结果。

使用协程移除回调

回调是一种很好的模式，但也存在缺点。过多使用回调的代码可能会变得难以读取和推演。此外，回调也不允许使用某些语言功能，例如异常。

Kotlin协程使您能够基于回调的代码转换为顺利代码。顺序编写的代码通常易于阅读，甚至可以使用异常等语言功能。

最后，两者所做的事情完全相同：等待长时间运行的任务获得结果，然后继续执行。不过，两者的代码看起来却截然不同。

关键字suspend是Kotlin将函数（即函数类型）标记为可供协程使用的方式。当协程调用标记为suspend的函数时，它不会像常规函数调用一样在函数返回之前进行阻塞，而是挂起执行，直到结果就绪为止，然后从上次停止的位置恢复并使用返回的结果。当它挂起并等待结果时，它会取消阻塞正在运行它的线程，以便其他函数或协程可以运行。

例如，在下面的代码中，makeNetworkRequest()和slowFetch()都是suspend函数。

kotlin 复制代码

// Slow request with coroutines
@UiThread
suspend fun makeNetworkRequest() {
    // slowFetch is another suspend function so instead of 
    // blocking the main thread makeNetworkRequest will `suspend` until the result is
    // ready
    val result = slowFecth()
    // continue to execute after the result is ready
    show(result)
}
// slowFetch is main-safe using coroutines
suspend fun slowFetch(): SlowResul {...}

与回调版本一样，makeNetworkRequest必须立即从主线程返回，因为它被标记为@UiThread。这意味着，它通常无法调用slowFetch等阻塞方法。这里体现了suspend关键字的神奇之处。

bash 复制代码

重要提示：suspend关键字不指定运行代码的线程。挂起函数可以在后台线程或主线程上运行。

与基于回调的代码相比，协程代码可以利用更少的代码实现取消阻塞当前线程的相同效果。由于它具有顺序样式，因此可以轻松地链接多个长时间运行的任务，而无需创建多个回调。例如，如果代码从两个网络端点提取结果并将结果保存到数据库，此代码可以编写为协程中的函数，而无需回调。类似以下代码：

kotlin 复制代码

// Request data from network and save it to database with coroutines

// Because of the @WorkerThread, this function cannot be called on the 
// main thread without causing an error
@WorkerThread
suspend fun makeNetworkRequest() {
    // slowFetch and anotherFetch are suspend functions
    val slow = slowFetch()
    val another = anotherFetch()
    // save is the regular function and will block this thread
    database.save(slow, another)
}

// slowFetch is main-safe using coroutines
suspend fun slowFetch(): SlowResult { ... }
// anotherFetch is main-safe using coroutines
suspend fun anotherFetch(): AnotherResult { ... }

协程的其他名称

其他语言的async和await模式基于协程。如果您熟悉此模式，就会发现suspend关键字类似于async。但Kotlin中，调用suspend函数时，await()是隐式的。

Kotlin有一个Deferred.await()方法，用于等待一个通过async构建器启动的协程的结果。