深入理解 Flow 的终端操作符

我们来系统学习一下 Flow 的终端操作符。

Flow 是冷流，只有在调用了终端操作符之后，才会启动流的收集流程（collect），上游的代码才会开始执行。

获取单个元素

这类操作符用于从流中获取特定的值。

注意：它们都是挂起函数。

first() 和 firstOrNull()

first()：它会等待并返回 Flow 发射的第一个 元素，然后立即取消流的收集。

kotlin 复制代码

fun main(): Unit = runBlocking {
    // 获取第一个值
    val flow = flowOf(1, 2, 3)
    println("First value: ${flow.first()}") // 输出: 1

    // 异常：流为空
    val emptyFlow = flowOf<Int>()
    try {
        emptyFlow.first()
    } catch (e: NoSuchElementException) {
        println("Error: ${e.message}") // 输出: Expected at least one element
    }
}

它的变体是 first{ predicate }，会返回第一个满足条件的元素。

kotlin 复制代码

val flow = flowOf(1, 2, 3)
// 查找第一个大于等于 2 的元素
val value = flow.first { it >= 2 }

firstOrNull() 的行为和 first() 类似，区别在于当 Flow 为空时，它不会抛出异常，而是会返回 null。

使用场景

对于不需要持续监听变化的 Flow，我们会经常使用此操作符。

例如：读取 DataStore 的当前快照、将一次性的网络请求封装为 Flow。

读取完毕后，流就会自动关闭，不会造成资源泄漏。

last() 和 lastOrNull()

这两个操作符必须等待流完全结束后，才会返回流的最后一个元素。

千万注意 ：如果在无限流 上调用 last()，会导致协程永远挂起，进而引出内存泄漏或界面无响应。

无限流场景：

SharedFlow
通过 interval 创建的时间流
Room 数据库的查询 Flow，只要数据表变动，它就会发射新数据，所以它永远不会主动结束。因此，不要在 Dao 返回的 Flow 上调用 last()。

single() 与 singleOrNull()

这类操作符不仅仅是获取值，还有检验的性质。

single()：期待流仅仅发射一个元素。

如果流只发射了一个元素，会返回该元素。
如果流为空，会抛出 NoSuchElementException。
如果流的发射了多于一个元素，会抛出 IllegalStateException。

singleOrNull()：同上，区别在于当流为空或是元素多于一个时，会返回 null。

注意：使用 singleOrNull()，你将无法区分"没有数据"或是"数据超出一个"的情况。如果要区分数据类型，应该使用 single()。

集合转换与统计

这类操作符会收集流中的所有数据，需要等待流的结束。所以它也同样存在无限挂起的风险。

count()

作用：获取流中元素的总个数。

变体：count { predicate } 会统计满足条件的元素个数。

toList(), toSet(), toCollection()

toList()：将所有元素收集到 List 中。
toSet()：将所有元素收集到 Set 中。
toCollection(destination)：将所有元素添加到指定的集合实例中。

注意：Flow 的优势是流式处理，使用这些操作符会将所有数据一次性加载到内存中。如果数据量很大，极易导致 OOM。

流与通道的桥梁

produceIn(scope) 并不是一个挂起函数，而是一个普通函数。

它可以将一个 Flow（冷流）转为 ReceiveChannel（热通道）。

原理：其实在内部它只是利用传入的 CoroutineScope 启动一个新的协程来收集这个 Flow，并将数据发送到 Channel 中。

在 MVVM 架构中，将冷流转为热流暴露给 UI，我们通常会使用 stateIn 或 shareIn。但在需要利用 Channel 特有的并发能力时，produceIn 还是首选的工具。