Coroutines in Kotlin

Kotlin Coroutines 設(shè)計(jì)提案中文翻譯
https://github.com/Kotlin-zh/KEEP/blob/master/proposals/coroutines.md

背景

多任務(wù)執(zhí)行在操作系統(tǒng)上可以通過進(jìn)程/線程來處理
進(jìn)程是操作系統(tǒng)資源分配的基本單位,而線程是任務(wù)調(diào)度和執(zhí)行的基本單位
系統(tǒng)為每個(gè)進(jìn)程分配內(nèi)存空間,數(shù)據(jù)不共享,ipc等系統(tǒng)開銷大;線程可以看做輕量級的進(jìn)程,同一進(jìn)程下線程共享代碼和數(shù)據(jù)空間,每個(gè)線程都有自己獨(dú)立的運(yùn)行棧和程序計(jì)數(shù)器,線程之間切換的開銷小

有個(gè)多任務(wù)執(zhí)行的具體問題
taskA → taskB → taskC taskB 依賴于 taskA 的結(jié)果,taskC 依賴于 taskB 的結(jié)果
我們一般通過 callback<T> 可以實(shí)現(xiàn),或許優(yōu)雅點(diǎn) RxJava
不管怎么實(shí)現(xiàn)都會發(fā)現(xiàn)這些異步代碼很繁瑣,可讀性差,并不能像大前端一樣的通過同步代碼風(fēng)格來實(shí)現(xiàn)
NodeJs??

async function result() {
    let token = await getToken()
    let config = getConfig(token)
    let result = await getResult(config)
    console.log(result);
}

于是 kotlin 通過 suspend 關(guān)鍵字 + 一些coroutines 的函數(shù)庫來實(shí)現(xiàn)了協(xié)程

說到協(xié)程 我們的印象是 Fiber 纖程 比線程更小的單位,可能大家對 dart 的 isolate 有印象Dart源碼里面的 isolate.c 實(shí)現(xiàn)了基于線程 但是一對一的關(guān)系,更像是一個(gè)輕量級的進(jìn)程,而線程 Fiber 應(yīng)該是線程里還有很多個(gè)纖程。dart的async/await 怎么實(shí)現(xiàn)呢,也就是我們熟悉的 Handler 機(jī)制 ,排隊(duì) + 輪詢 這里先不探究

回到上面的代碼 nodejs 的 async await 是如何實(shí)現(xiàn)的呢? 而V8 里也有Isolate,我們知道了isolate 的概念 肯定就否定了這種方式 。通過探究 fibjs的異步原理 - Asion 發(fā)現(xiàn)這類東西看起來跟拍電影的時(shí)候?qū)а莺?ka",然后換道具、化妝 接著拍很相似。也就是 狀態(tài)機(jī) + Continuation續(xù)體(用來記錄現(xiàn)場)

其實(shí)JVM中Coroutine的實(shí)現(xiàn)方式有很多(implementing-coroutines-in-java),kotlin是用了字節(jié)碼編譯技術(shù)

源代碼:

fun lunch() {
        GlobalScope.launch {
            val token  = async { return@async "token" }.await()
            val config = async { return@async "config:$token" }.await()
            val result = async { return@async "result:$config" }.await()
            print(result)
        }
    }

編譯后的代碼:??


coroutines.png

協(xié)程內(nèi)部實(shí)現(xiàn)不是使用普通回調(diào)的形式,而是使用狀態(tài)機(jī)來處理不同的掛起點(diǎn)。
這不僅僅是語法糖,因?yàn)檫\(yùn)行協(xié)程的 worker 線程并沒有 block 所以相對于 thread blocking , 協(xié)程可以達(dá)到比前者大幾個(gè)數(shù)量級的并發(fā)度,對于io密集型的能減少線程調(diào)度,更有效的利用CPU資源。
對于安卓主線程更新UI的特殊性,kotlin 通過 Dispatcher 來攔截調(diào)度 lamda 代碼塊

安卓中基本使用

配置
module下

kotlin {
    experimental {
        coroutines 'enable'
    }
}
dependencies
{
    implementation 'org.jetbrains.kotlinx:kotlinx-coroutines-core:1.0.0'
    implementation 'org.jetbrains.kotlinx:kotlinx-coroutines-android:1.0.0'
}

基本api
更多api類似Go語言的channel請鏈接文章開頭Kotlin Coroutines 設(shè)計(jì)提案
官方基礎(chǔ)文檔 https://www.kotlincn.net/docs/reference/coroutines/basics.html

1:GlobalScope.launch()
參數(shù) 
context: CoroutineContext = EmptyCoroutineContext:協(xié)程上下文
start: CoroutineStart = CoroutineStart.DEFAULT:啟動模式,默認(rèn)是DEAFAULT,LAZY,ATOMIC,UNDISPATCHED
block: suspend CoroutineScope.() -> Unit:閉包參數(shù),定義協(xié)程內(nèi)需要執(zhí)行的操作
返回值 (Job對象)
job.start()可配合LAZY啟動一個(gè)協(xié)程
job.join()等待協(xié)程執(zhí)行完畢
job.cancel()取消一個(gè)協(xié)程
job.cancelAndJoin()等待協(xié)程執(zhí)行完畢然后再取消
2:GlobalScope.async()
async和launch參數(shù)是一模一樣的,不同的是async返回的是Deferred對象,它繼承了Job接口,所以說Job有的它都有,并且還額外增加了一個(gè)方法:
public suspend fun await(): T這個(gè)方法接收的是async閉包中返回的值。如果閉包中需要返回一個(gè)值那么我們就需要考慮用async了。
suspend fun main(args: Array<String>) {
    val deferred = GlobalScope.async {
        delay(1000L)
        return@async "taonce"
    }
    val result = deferred.await()
}
3:runBlocking()
runBlocking在運(yùn)行代碼塊之后會阻塞當(dāng)前 coroutine,直到代碼塊運(yùn)行完成,然后獲取結(jié)果

接下來列幾個(gè)讓人拍案叫絕的源碼片段

DispatcherMain.png
runBlocking.png
handler.png

最后 安卓項(xiàng)目中 Retrofit1.6+ / ViewModel / LiveDate / Lifecycle 可以一起使用,網(wǎng)上也有很多資料:)

感謝:)

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