总是在聊线程Thread，试试协程吧！

刺骨的言语ヽ痛彻心扉 2022-01-18 23:59 174阅读 0赞

# 前言 #

> 本文主要基于Kotlin，之前写过一些Kotlin的文章，比较浅，有兴趣的小伙伴可以看上那么一看

[快速切换至Kotlin for Android模式][Kotlin for Android]

[充分理解Kotlin，快速上手写业务][Kotlin]

对于Java的小伙伴来说，线程可以说是一个又爱又恨的家伙。线程可以带给我们不阻碍主线程的后台操作，但随之而来的线程安全、线程消耗等问题又是我们不得不处理的问题。

对于Java开发来说，合理使用线程池可以帮我们处理随意开启线程的消耗。此外RxJava库的出现，也帮助我们更好的去线程进行切换。所以一直以来线程占据了我的日常开发...

直到，我接触了**协程**...

# 正文 #

咱们先来看一段Wiki上关于**协程**（Coroutine）的一些介绍：协程是计算机程序的一类组件，允许执行被挂起与被恢复。但是，到2003年，很多最流行的编程语言，包括C和它的后继，都未在语言内或其标准库中直接支持协程。**在当今的主流编程环境里，线程是协程的合适的替代者**...

但是！如今已经2019年了，协程真的没有用武之地么？！今天让我们从Kotlin中感受协程的有趣之处！

# 一、协程 #

开始实战之前，我们聊一聊**协程**这么的概念。开启**协程**之前，我们先说一说咱们日常中的**函数**：

函数，在所有语言中都是层级调用，比如函数A调用函数B，函数B中又调用了函数C，函数C执行完毕返回，函数B执行完毕返回，最后是函数A执行完毕。

所以可以看出来函数的调用是通过栈实现的。

函数的调用总是一个入口，一次return，调用顺序是明确的。而协程的不同之处就在于，执行过程中函数内部是可中断的，也就是说中断之后，可以转而执行别的函数，在合适的时机再return回来继续执行没有执行完的内容。

而这种中断，叫做挂起。挂起我们当前的函数，再某个合适的时机，才反过来继续执行~这里我们再想想回调：注册一个回调函数，在合适的时机执行这个回调。

*  回调采用的是一种**异步**的形式
 *  而协程则是**同步**

是不是一时有点懵逼。不着急，咱往下看，往下更懵逼，哈哈~

# 二、Kotlin中的协程 #

通过Wiki上的介绍，我们不难看出协程是一种标准。任何语言都可以选择去支持它。

这里是关于Kotlin中协程的文档：[kotlinlang.org/docs/refere…][kotlinlang.org_docs_refere]

假设我们想在android中的项目中使用协程该怎么办？很简单。

> 假设可以已经配好了Kotlin依赖

## 2.1、gradle引入 ##

在Android中协程的引入非常的简单，只需要在gradle中：

apply plugin: 'kotlin-android-extensions'
    复制代码

然后依赖中添加：

implementation "org.jetbrains.kotlinx:kotlinx-coroutines-core:1.1.0"
    implementation "org.jetbrains.kotlinx:kotlinx-coroutines-android:1.1.0"
    复制代码

## 2.2、基本demo ##

先看一段官方的基础demo：

// 启动一个协程
    GlobalScope.launch(Dispatchers.Main) {
        // 执行一个延迟10秒的函数
        delay(10000L)
        println("World!-${Thread.currentThread().name}")
    }
    println("Hello-${Thread.currentThread().name}-")
    复制代码

这段代码执行结果应该大家都能猜到：`Hello-main-World!-main`。大家有没有注意到，这俩个输出，全部打印了main线程。

这段代码在主线程执行，并且延迟了10秒钟，而且也没有出现ANR！

> 当然，这里有小伙伴会说，我可以通过Handler进行`postDelay()`也能做到这种效果。没错，我们的`postDelay()`，是一种回调的解决方案。而我们开头提到过，协程使用**同步**的方式去解决这类问题。

所以，协程中的`delay()`也是通过队列实现的。但是！它用**同步**的形式屏弃掉了回调，让我们的代码可读性+100%。

### 2.2.1、delay()的实现 ###

> 预警...这里将会引入大量的Kotlin中的协程api。为了避免阅读不适。这一小节建议**直接跳过**

**跳过总结：**

Kotlin为我们提供了一些api，帮我们能够摆脱CallBack，本质也是通过封装CallBack的形式，实现**同步化异步代码**。

public suspend fun delay(timeMillis: Long) {
        if (timeMillis <= 0) return // don't delay
        // 很明显可以看出，实现仍然是用CallBack的形式
        return suspendCancellableCoroutine sc@ { cont: CancellableContinuation<Unit> ->
            cont.context.delay.scheduleResumeAfterDelay(timeMillis, cont)
        }
    }
    
    /** Returns [Delay] implementation of the given context */
    internal val CoroutineContext.delay: Delay get() = get(ContinuationInterceptor) as? Delay ?: DefaultDelay
    internal actual val DefaultDelay: Delay = DefaultExecutor
    复制代码

`delay()`使用`suspendCancellableCoroutine()`挂起协程，一般情况下控制协程恢复的关键在`DefaultExecutor.scheduleResumeAfterDelay()`中，中实现是`schedule(DelayedResumeTask(timeMillis, continuation))`，关键逻辑是将`DelayedResumeTask`放到`DefaultExecutor`的队列最后，在延迟的时间到达就会执行`DelayedResumeTask`，那么该 task 里面的实现是什么：

override fun run() {
        // 直接在调用者线程恢复协程
        with(cont) { resumeUndispatched(Unit) }
    }
    复制代码

## 2.3、继续理解 ##

接下来，咱们来好好理解一下上面代码的含义。

首先`delay（）`被称之为**挂起函数**，这种函数在**协程的作用域**中，可以被**挂起**，挂起后**不阻塞当前线程**中**协程作用域以外**的代码执行。并且协程会在合适的时机，恢复挂起继续执行协程作用域中后续的代码。

而上述代码中的`GlobalScope.launch(Dispatchers.Main) {}`，就是在主线程创建一个全局的协程作用域。而我们的`delay(10000)`是一个**挂起函数**，执行到它的时候，协程会挂起此函数。让出CPU，此时我们协程作用域之外的`println("Hello-${Thread.currentThread().name}-")`就有机会执行了。

当合适的时机到来，也就是10000毫秒过后。协程会恢复挂起函数，继续执行后续的代码。

### 思考 ###

看到这，我猜肯定有小伙伴，内心卧槽了一声：“这不完全不需要线程了？以后阻塞操作，直接写在**挂起函数**了？”。**这是完全错误的想法！协程提供的是同步化**异步代码的能力。协程是在用户态帮我们封装了对应的异步api。而不是真正提供了异步的能力。所以如果我们在主线程的协程中进行IO操作，一样会阻塞住主线程。

GlobalScope.launch(Dispatchers.Main) {
        ...网络请求/...大量数据的数据库操作
    }
    复制代码

一样会抛出`NetworkOnMainThread`/一样会阻塞主线程。因为上述代码，本质还是在主线程执行。所以假设我们在协程中运行阻塞当前线程的代码（比如IO操作），仍然会阻塞住当前的线程。也就是有可能出现我们常见的ANR。

因此，在这种场景下，我们需要这么调用：

GlobalScope.launch(Dispatchers.IO) {
        ...网络请求/...大量数据的数据库操作
    }
    复制代码

我们在启动一个协程的时候，改了一个新的协程上下文（这个上下文会**将协程切换到IO线程进行执行**）。这样我们就做到在子线程启动协程，完成我们曾经线程的样子...

### 思考 ###

很多朋友，肯定这里就产生疑问了。既然还是用子线程做后台任务...那协程存在的意义有是什么呢？那接下来让咱们走进协程的意义。

## 三、协程的作用 ##

### 3.1、拒绝CallBack ###

我们日常开发时，经常会遇到这样的需求：比如一个发文流程中，我们要先登录；登录成功后，我们再进行发文；发文成功后我们更新UI。

来段伪码，简单实现一下这样的需求：

// 登录的伪码。传递一个lambda，也就是一个CallBack
    fun login(cb: (User) -> Unit) { ... }
    // 发文的伪码
    fun postContent(user: User, content: String, cb: (Result) -> Unit) { ... }
    // 更新UI
    fun updateUI(result: Result) { ... }
    
    fun ugcPost(content: String) {
        login { user ->
            postContent(user, content) { result ->
                updateUI(result)
            }
        }
    }
    复制代码

这种需求下，我们通常会由俩个CallBack完成这种串行的需求。不知道大家日常写这种代码的时候，有没有思考过，为什么串行的逻辑，要用\*\*CallBack的形式（异步）\*\*完成？

可能大家会说：这些需求要用线程去进行后台执行，只能通过CallBack拿到结果。

那么问题又来了，为什么用线程做后台逻辑时，我们就必须要用CallBack呢？毕竟从我们的思维逻辑上来说，这些需求就是串行，理论上顺序执行代码就ok了。所以协程的作用就出现了...

这种通过异步形式的逻辑，在协程的辅助下就可变成同步执行：

// 挂起函数，不需要任何CallBack，我们CallBack的内容，只需要当做返回值return即可
    suspend fun login(): User { ... }   
    suspend fun postContent(user: User, content: String): Result { ... } 
    fun updateUI(result: Result) { ... }
    
    fun ugcPost(content: String) {
        GlobalScope.launch {
            val user = login()
            val result = postContent(user, content)
            updateUI(result)
        }
    }
    复制代码

这样我们就完成了原本需要层层嵌套的CallBack代码，直来直去，直接顺序逻辑写即可。

没错，这就是协程的作用之一。

*  1、当然，很多小伙伴会说Java8引入的Future也可以完成类似的串行执行。（不过，话说回来是不是很多小伙伴没有升到Java8）...
 *  2、肯定也有其他小伙伴说，我可以使用Rx的方式，也能完成这种调用...

哈哈，完全没错。因为大家都是为了解决同样的问题，但是协程还有其他好用的地方...

### 3.2、方便的线程切换 ###

想一个我们很常见的需求，子线程网络请求，数据回来后切到主线程更新UI。

`runOnUiThread()`、RxJava都能很方便的帮我们切换线程。这里我们看一下协程的方式：

GlobalScope.launch(Dispatchers.Main) {
        val result = withContext(Dispatchers.IO){
            // 网络请求，并return请求结果
            ... result
        }
        // 更新UI
        updateUI(result)
    }
    复制代码

> 很直来直去的逻辑，很直来直去的代码。可读性简直+100%。

`withContext()`可以方便的帮我们在协程的上下文环境中切换线程，并返回执行结果。

### 3.3、方便的并发 ###

我们再来看一段官方代码：

import kotlinx.coroutines.*
    import kotlin.system.*
    
    fun main() = runBlocking<Unit> {
        val time = measureTimeMillis {
            val one = doSomethingUsefulOne()
            val two = doSomethingUsefulTwo()
            println("The answer is ${one + two}")
        }
        println("Completed in $time ms")    
    }
    
    suspend fun doSomethingUsefulOne(): Int {
        delay(1000L) // 假设我们在这里做了些有用的事
        return 13
    }
    
    suspend fun doSomethingUsefulTwo(): Int {
        delay(1000L) // 假设我们在这里也做了一些有用的事
        return 29
    }
    复制代码

输出结果如下： The answer is 42

Completed in 2017 ms

假设我们耗时计算操作，没有任何依赖关系。因此最佳的方案，就是让它们俩并行执行。如何让`doSomethingUsefulOne()`、`doSomethingUsefulTwo()`同时执行呢？

答案是：**async + await**

fun main() = runBlocking<Unit> {
        val time = measureTimeMillis {
            val one = async { doSomethingUsefulOne() }
            val two = async { doSomethingUsefulTwo() }
            println("The answer is ${one.await() + two.await()}")
        }
        println("Completed in $time ms")    
    }
    
    suspend fun doSomethingUsefulOne(): Int {
        delay(1000L) // 假设我们在这里做了些有用的事
        return 13
    }
    
    suspend fun doSomethingUsefulTwo(): Int {
        delay(1000L) // 假设我们在这里也做了些有用的事
        return 29
    }
    复制代码

# 四、总结 #

这篇文章，主要是引出**协程**。协程不是一个新概念，很多语言都支持。

协程，引入了挂起的概念，让我们的函数可以随意的暂停，然后在我们原意的时候再执行。通知提供给了我们同步写异步代码的能力...帮助我们更高效的写代码，更直观的写代码。

# 尾声 #

关于协程，有很多很多的内容，可以聊。因为篇幅和时间的关系更多的细节，留给我们接下来的文章吧。

#### 我是一个应届生，最近和朋友们维护了一个公众号，内容是我们在从应届生过渡到开发这一路所踩过的坑，以及我们一步步学习的记录，如果感兴趣的朋友可以关注一下，一同加油~ ####

转载于:https://juejin.im/post/5cc4145af265da03a85ac839

[Kotlin for Android]: https://juejin.im/post/5bee256651882572ac7f14c9
[Kotlin]: https://juejin.im/post/5c06a6dee51d451de36fdbd2
[kotlinlang.org_docs_refere]: https://link.juejin.im?target=https%3A%2F%2Fkotlinlang.org%2Fdocs%2Freference%2Fcoroutines-overview.html