Kotlin Flow 快速入门

如果你熟悉 RxJava，那么 Kotlin Flow 就是 Kotlin 协程世界的 RxJava；如果你不熟悉，没关系，你可以把 Flow 想象成一条可以暂停、恢复的"数据流水线"。

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1. 为什么需要 Flow？

在 Flow 出现之前，我们处理多个连续数据（比如每秒更新一次的倒计时，或者数据库的实时变化）通常很麻烦：

• List/Sequence: 只能一次性返回所有数据，不能异步返回（会阻塞）。
• LiveData: 只能在主线程运行，操作符支持有限，且主要用于 UI 层。
• RxJava: 功能强大但学习曲线陡峭，且容易造成"回调地狱"。

Flow 是基于 Kotlin 协程 构建的，它天生支持挂起（Suspend），这意味着它可以在不阻塞线程的情况下，异步地生成和消费数据。

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2. 流水线三部曲

使用 Flow 就像搭建一条工厂流水线：

1. 上游 (Upstream) : 生产者，负责制造数据（发射 emit）。
2. 中游 (Intermediaries) : 工人，负责加工数据（操作符 map, filter 等）。
3. 下游 (Downstream) : 消费者，负责接收成品（收集 collect）。

2.1 最简单的例子

import kotlinx.coroutines.flow.*
import kotlinx.coroutines.runBlocking

fun main() = runBlocking {
    // 1. 上游：创建一个 Flow
    flow {
        println("开始生产...")
        emit(1) // 发射数据
        delay(100) // 模拟耗时，不会阻塞线程
        emit(2)
        emit(3)
    }
    // 2. 中游：操作符处理
    .filter { it % 2 != 0 } // 只保留奇数
    .map { "数字: $it" }     // 转换成字符串
    // 3. 下游：收集数据（末端操作符）
    .collect { value ->
        println("收到: $value")
    }
}

输出：

开始生产...
收到: 数字: 1
收到: 数字: 3

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3. 冷流 vs 热流 (Cold vs Hot)

这是面试和实战中最关键的概念。

3.1 普通 Flow 是"冷"的 (Cold)

特点 ：只有当你调用 collect() 时，上游的代码才会执行。如果不收集，它就什么都不做。
比喻：像一张 CD 唱片。你不播放（collect），音乐就不会响；你每播放一次，音乐就从头开始放一遍。

3.2 StateFlow / SharedFlow 是"热"的 (Hot)

特点 ：无论有没有人收集，它都在那里。通常用于状态管理 。
比喻：像直播电台。不管有没有听众，电台都在广播；你晚进来了，就只能听到之后的内容（或者最新的那一条）。

StateFlow (状态流)

• 用途 ：专门用于替代 LiveData，存储 UI 状态（如 UiState）。
• 特性 ：粘性 (Sticky)。新订阅者会立即收到当前最新的值。
• 去重：如果新设置的值和旧值一样，不会触发更新。

// ViewModel 中
private val _uiState = MutableStateFlow(LoginState()) // 必须有初始值
val uiState = _uiState.asStateFlow()

// 更新状态
_uiState.value = newState 
// 或者
_uiState.update { it.copy(isLoading = true) }

SharedFlow (共享流)

• 用途：用于一次性事件（如 Toast、导航、SnackBar）。
• 特性 ：默认非粘性。事件发出去，如果当时没人在听，这事就过去了。

// ViewModel 中
private val _events = MutableSharedFlow<String>()
val events = _events.asSharedFlow()

// 发送事件
viewModelScope.launch {
    _events.emit("登录成功")
}

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4. 常用操作符实战

Flow 的强大在于丰富的操作符。

4.1 线程切换：flowOn

RxJava 里的 subscribeOn，在 Flow 里极其简单。

flow {
    // 这里在 IO 线程执行（如下载文件）
    emit(downloadFile()) 
}
.flowOn(Dispatchers.IO) // 指定上游在 IO 线程
.collect { 
    // 这里在主线程执行（如果是在 UI 作用域启动的）
    updateUi(it) 
}

4.2 异常捕获：catch

不要用 try-catch 包裹 collect，而应该使用声明式的 catch 操作符。

flow {
    emit(1)
    throw RuntimeException("出错啦")
}
.catch { e -> 
    emit(-1) // 发生错误时发射一个兜底值
    println("捕获到异常: ${e.message}") 
}
.collect { println(it) }

4.3 UI 防抖：debounce

防止用户疯狂点击搜索按钮，造成网络拥堵。

searchQueryFlow
    .debounce(300) // 300ms 内没有新输入，才发送请求
    .flatMapLatest { query -> 
        // 自动取消旧的搜索请求，只处理最新的
        api.search(query) 
    }
    .collect { results -> show(results) }

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5. Android / Compose 中的最佳实践

在 Android UI 中收集 Flow 时，必须注意生命周期安全。否则，当应用退到后台时，Flow 还在后台一直更新 UI，会导致崩溃或耗电。

在 Compose 中（推荐）

使用 collectAsStateWithLifecycle（需要引入 androidx.lifecycle:lifecycle-runtime-compose 库）。

@Composable
fun UserScreen(viewModel: UserViewModel) {
    // 自动感知生命周期：APP 切后台时暂停收集，切回来恢复
    val state by viewModel.uiState.collectAsStateWithLifecycle()

    if (state.isLoading) {
        LoadingView()
    } else {
        ContentView(state.data)
    }
}

在传统 View 系统中

使用 repeatOnLifecycle。

lifecycleScope.launch {
    repeatOnLifecycle(Lifecycle.State.STARTED) {
        viewModel.uiState.collect { state ->
            // 更新 View
        }
    }
}

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总结

1. Flow 是处理异步数据流的利器，支持挂起函数。
2. Cold Flow （普通 Flow）像 CD，按需启动；Hot Flow（StateFlow）像直播，状态常驻。
3. ViewModel 中使用 StateFlow 管理状态，SharedFlow 管理事件。
4. UI 层 收集时务必使用 collectAsStateWithLifecycle 或 repeatOnLifecycle 保证安全。