本文收錄于 kotlin入門潛修專題系列，歡迎學(xué)習(xí)交流拭宁。

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協(xié)程

從本篇文章開(kāi)始，將會(huì)開(kāi)啟kotlin的另一個(gè)世界——協(xié)程彩匕，這是kotlin提供的異步處理機(jī)制腔剂。

提到異步，自然而然想起的就是多線程驼仪、多進(jìn)程掸犬，這是繞不開(kāi)的話題，但是本系列文章將暫時(shí)不闡述他們的區(qū)別绪爸，而是先將協(xié)程相關(guān)的知識(shí)闡述完畢后湾碎，在來(lái)做一個(gè)整體的對(duì)比以及剖析協(xié)程背后的原理。

本篇文章將會(huì)演示協(xié)程的基本使用方法奠货。

Hello World介褥！

本小節(jié)先來(lái)看一個(gè)協(xié)程的“hello world”。

首先递惋，kotlin協(xié)程相關(guān)的接口是位于 kotlinx.coroutines包下的柔滔，因此，我們?cè)谑褂脜f(xié)程的時(shí)候萍虽，要首先導(dǎo)入該包睛廊。但是該包并不位于kotlin標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)中（kotlin竟然沒(méi)有提供標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)的協(xié)程支持），而是作為獨(dú)立的庫(kù)發(fā)布的杉编，因此我們需要先引入?yún)f(xié)程相關(guān)的依賴超全。

在這里我們采用的是maven引入的方式，如下所示：

<dependency>
    <groupId>org.jetbrains.kotlinx</groupId>
    <artifactId>kotlinx-coroutines-core</artifactId>
    <version>1.1.1</version>
</dependency>

需要注意王财，kotlin的版本一定要在版本1.3以上才可以使用卵迂，因?yàn)?.2版本中的協(xié)程還是實(shí)驗(yàn)性質(zhì)的，所以推薦使用最新的kotlin版本（對(duì)于idea可以升級(jí)kotlin插件绒净，如果無(wú)法升級(jí)則需要升級(jí)idea至最新版本）见咒，這樣才能用到相對(duì)穩(wěn)定的協(xié)程相關(guān)的接口方法。

如果是使用gradle作為構(gòu)建工具挂疆，則可以像下面一樣引入依賴：

dependencies {
    implementation 'org.jetbrains.kotlinx:kotlinx-coroutines-core:1.1.1'
}

這兩種基本已經(jīng)滿足我們的使用需求了（maven常用于java工程改览，gradle則常用于android工程）下翎，其他構(gòu)建方式就不再闡述。

下面來(lái)看下kotlin協(xié)程之“hello world”示例宝当，如下所示：

fun main(args: Array<String>) {
    GlobalScope.launch {
        delay(1000L)
        println("world!")
    }

    println("hello ")
    Thread.sleep(2000L)
}

上面的代碼執(zhí)行完成后视事，打印結(jié)果如下所示：

hello 
world!

GlobalScope.launch表示啟動(dòng)一個(gè)后臺(tái)協(xié)程，該協(xié)程的任務(wù)是延時(shí)1000ms后打印“world!”字符庆揩。當(dāng)kotlin啟動(dòng)過(guò)該協(xié)程后俐东，會(huì)繼續(xù)執(zhí)行其后面的代碼，所以我們看到先打印出了“hello ”字符串订晌。需要注意虏辫，我們?cè)诖蛴ello字符串語(yǔ)句之后又調(diào)用了Thread.sleep方法，并延時(shí)等待了2000ms（理論上只要稍微大于GlobalScope.launch中的延時(shí)時(shí)間即可）锈拨，這么做的原因是保持jvm繼續(xù)存活砌庄，否則程序執(zhí)行完后（即main方法線程執(zhí)行完后）就會(huì)被終止，而不會(huì)執(zhí)行GlobalScope.launch中延時(shí)后的打印語(yǔ)句（后面會(huì)有新的機(jī)制可以不必這么做）奕枢，這點(diǎn)和多線程不一樣娄昆。此外，采用GlobalScope啟動(dòng)的協(xié)程（它是top-level級(jí)別的協(xié)程）缝彬，其生命周期將會(huì)伴隨整個(gè)應(yīng)用程序的生命周期萌焰。

再來(lái)看一下delay方法，該方法的聲明如下所示：

suspend fun delay(timeMillis: Long):Unit

該方法的意思是跌造，延遲協(xié)程的執(zhí)行杆怕，延遲時(shí)間由timeMillis決定，表示延遲的毫秒數(shù)壳贪。delay方法并不會(huì)阻塞線程陵珍，而僅僅會(huì)掛起當(dāng)前協(xié)程，并在其指定延遲的時(shí)間到達(dá)時(shí)喚醒當(dāng)前協(xié)程违施。

由上面代碼可知互纯，delay方法使用了suspend關(guān)鍵字進(jìn)行修飾，故名思議磕蒲，suspend修飾的方法表示該方法是個(gè)可掛起方法留潦，只能用于協(xié)程中或者被suspend方法調(diào)用。

上面示例中辣往，實(shí)際上用到了java中的Thread線程機(jī)制（用于阻塞main線程）兔院，其實(shí)kotlin本身也提供了一種機(jī)制來(lái)阻塞線程，如下所示：

fun main(args: Array<String>) {
    GlobalScope.launch {
        delay(1000L)
        println("world!")
    }
    println("hello ")
    runBlocking {
        delay(2000L)
    }
}

上面代碼執(zhí)行結(jié)果同樣會(huì)打印“hello world!”站削，runBlocking的作用就是用于阻塞main線程坊萝，以保持jvm的存活（否則程序運(yùn)行結(jié)束后會(huì)被回收）。注意，前面說(shuō)過(guò)delay方法并不阻塞線程十偶，所以這里不要誤以為是delay方法在阻塞main線程菩鲜，其背后的機(jī)制實(shí)際上是，main線程會(huì)等待runBlocking中的代碼執(zhí)行完成惦积！

我們也可以結(jié)合runBlocking來(lái)采用多協(xié)程的方式完成上述功能接校，如下所示：

fun main(args: Array<String>) = runBlocking {
    GlobalScope.launch {
        delay(1000L)
        println("world!")
    }
    println("hello ")
    delay(2000L)
}

打印結(jié)果同上。這里需要注意狮崩，我們使用runBlocking方法啟動(dòng)了main協(xié)程蛛勉，然后又在main協(xié)程中啟動(dòng)了一個(gè)新的后臺(tái)協(xié)程（即GlobalScope.launch ），因?yàn)閙ain協(xié)程中的delay方法運(yùn)行在runBlocking方法中厉亏，所以這種寫(xiě)法董习，依然能起到“阻塞main線程”的目的（main線程需要等待runBlocking運(yùn)行完成）。

runBlocking<Unit>中的Unit表示main方法的返回值爱只，這里只不過(guò)是進(jìn)行了顯示指定，其默認(rèn)返回值其實(shí)就是Unit招刹。

使用delay方法可以起到延遲等待的作用恬试，但是這顯然不是一個(gè)好的實(shí)現(xiàn)方式，畢竟程序執(zhí)行的時(shí)間有些時(shí)候并不是確定的疯暑。如果我們想實(shí)現(xiàn)健全的等待機(jī)制训柴，可以利用kotlin為我們提供的job，如下所示：

fun main(args: Array<String>) = runBlocking {
    val job = GlobalScope.launch {
        delay(1000L)
        println("world!")
    }
    println("hello ")
    job.join()//這里會(huì)等待協(xié)程job執(zhí)行完成
}

上面job的類型是kotlin為我們提供的接口Job妇拯，表示一個(gè)任務(wù)幻馁。后面文章會(huì)進(jìn)行闡述。

結(jié)構(gòu)化并發(fā)

在kotlin中越锈，我們使用GlobalScope.launch啟動(dòng)的協(xié)程是top-level級(jí)別仗嗦，雖然協(xié)程是輕量級(jí)的，但是依然會(huì)消耗資源甘凭。比如我們啟動(dòng)了很多協(xié)程稀拐，在運(yùn)行的時(shí)候發(fā)生了未知錯(cuò)誤，如果沒(méi)有一個(gè)健全的機(jī)制回收這些資源丹弱，那么kotlin是不會(huì)自動(dòng)幫我們處理的德撬，針對(duì)這種情況，我們可以使用結(jié)構(gòu)化并發(fā)躲胳。即像使用線程一樣蜓洪，在需要的時(shí)候創(chuàng)建，而不是創(chuàng)建top-level級(jí)別的協(xié)程坯苹，如下所示：

fun main(args: Array<String>) = runBlocking {
    launch {
        delay(500L)
        println("world!")
    }
    println("hello ")
}

上面代碼同樣會(huì)打印'hello world'隆檀，與前面不同的是，我們沒(méi)有再讓main協(xié)程等待一定的時(shí)間，也沒(méi)有使用join機(jī)制刚操。這是因?yàn)檎⒊幔琹aunch創(chuàng)建的協(xié)程，其作用域?qū)儆趓unBlocking（參見(jiàn)下節(jié)作用域構(gòu)造器）菊霜，此時(shí)坚冀，runBlocking會(huì)等待在作用域內(nèi)啟動(dòng)的所有協(xié)程的執(zhí)行，直到他們?nèi)客瓿刹艜?huì)結(jié)束鉴逞。

對(duì)于上面的代碼记某，我們還可以結(jié)合前面提到的suspend方法做進(jìn)一步整理，那就是將launch中的語(yǔ)句抽象出來(lái)构捡，作為一個(gè)單獨(dú)的方法液南，如下所示：

fun main(args: Array<String>) = runBlocking {
    launch {
        printWorld()
    }
    println("hello ")
}
//這里必須定義為suspend方法，否則無(wú)法使用同時(shí)suspend的delay方法勾徽。
suspend fun printWorld() {
    delay(500L)
    println("world!")
}

作用域構(gòu)造器（Scope builder）

上面提到的協(xié)程作用域滑凉，實(shí)際上就是由不同的作用域構(gòu)造器決定的，除了使用系統(tǒng)提供的默認(rèn)作用域構(gòu)造器喘帚，我們同樣可以自己定義作用域構(gòu)造器畅姊。kotlin為我們提供了創(chuàng)建作用域構(gòu)造器的方法：coroutineScope。使用該方法會(huì)創(chuàng)建一個(gè)新的協(xié)程作用域吹由，coroutineScope和runBlocking很相似若未，他們都會(huì)等待其作用域內(nèi)的所有協(xié)程執(zhí)行完成后才會(huì)結(jié)束，但是coroutineScope不會(huì)像runBlocking那樣阻塞線程倾鲫。來(lái)看個(gè)例子：

fun main(args: Array<String>) = runBlocking {
    launch {//launch屬于runBlocking作用域
        delay(200L)
        println("Task from runBlocking")
    }
   //創(chuàng)建了一個(gè)新的協(xié)程作用域粗合，屬于runBlocking作用域
    coroutineScope {
        launch {//屬于coroutineScope作用域
            delay(300L)
            println("Task from nested launch in  coroutine scope")
        }

        delay(100L)
        println("Task from coroutine scope")
    }
   //屬于runBlocking作用域，該打印語(yǔ)句永遠(yuǎn)會(huì)在coroutineScope
//返回之后執(zhí)行乌昔，但是如果和開(kāi)始處的launch方法中的打印時(shí)機(jī)進(jìn)行對(duì)比
//則取決于launch的delay時(shí)間
    println("coroutine scope is over")
}

我們先分析下上面的代碼：

首先隙疚，我們使用runBlocking創(chuàng)建了一個(gè)main協(xié)程，在其代碼塊中玫荣，我們使用launch啟動(dòng)了一個(gè)新協(xié)程甚淡，該協(xié)程作用域?qū)儆趍ain協(xié)程，launch啟動(dòng)的協(xié)程執(zhí)行時(shí)機(jī)將會(huì)有其內(nèi)部的delay時(shí)間決定捅厂。

接著贯卦，我們使用coroutineScope創(chuàng)建了一個(gè)新的協(xié)程作用域，該協(xié)程會(huì)等待其作用域內(nèi)的所有協(xié)程執(zhí)行完成后才會(huì)結(jié)束焙贷。這意味著撵割，在這個(gè)示例中，只有coroutineScope內(nèi)部的所有協(xié)程執(zhí)行完成之后辙芍，coroutineScope才會(huì)返回啡彬，也就是說(shuō) println("coroutine scope is over")
這條語(yǔ)句永遠(yuǎn)都會(huì)在coroutineScope返回之后才執(zhí)行羹与。

最后，再結(jié)合不同的delay時(shí)間就不難推測(cè)出打印結(jié)果庶灿，如下所示：

Task from coroutine scope
Task from runBlocking
Task from nested launch in  coroutine scope
coroutine scope is over

Global 協(xié)程

前面已經(jīng)多次提到了Global協(xié)程纵搁，這里在明確一下它的概念。

在kotlin中往踢，Global協(xié)程相當(dāng)于后臺(tái)線程的概念腾誉，即Gloabal協(xié)程并不會(huì)保證進(jìn)程的存活，應(yīng)用程序結(jié)束了它就結(jié)束了峻呕，來(lái)看個(gè)例子：

fun main(args: Array<String>) = runBlocking {
    GlobalScope.launch {
        repeat(100) { i ->
            println(i)
            delay(100L)
        }
    }

    delay(300L)
    println("end...")
}

上面代碼執(zhí)行過(guò)后打印如下：

0
1
2
3
end...

也就是說(shuō)利职，程序什么時(shí)候結(jié)束，取決于runBlocking方法delay的時(shí)間瘦癌，這也就是文章剛開(kāi)始的時(shí)候猪贪，我們使用Global協(xié)程，為什么要等待一定時(shí)間的原因讯私。當(dāng)然热押，看到這里，我們顯然有很多解決方法了（比如將GlobalScope.launch改為launch）斤寇，這里只是更進(jìn)一步的說(shuō)明一下GlobalScope協(xié)程的機(jī)制楞黄。

至此，本篇文章闡述完畢抡驼。