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Kotlin协程与挂起函数及suspend关键字深入理解

2022-12-08 20:58

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1.挂起函数

挂起函数在Kotlin协程中是一个比较重要的知识点,协程的非阻塞式、Channel、Flow等API都对它有充分的理解才能在学习时事半功倍。

已知的是Kotlin协程的特点是轻量和非阻塞, 单靠这两个点就能说明Kotlin协程就的优势吗,不一定。这里先提出一个结论:挂起函数是Kotlin协程的最大优势。 下面对于挂起函数的讲解就围绕这句话展开。

以获取省市区Code为例,获取区域Code的前提是要有城市Code,城市Code的前提是要有省份Code,请求结果通过CallBack返回。

public class RequestCode {
    public static void main(String[] args) {
        getProvincesCode(provincesCode -> {
            getCityCode(provincesCode, cityCode -> {
                getAreaCode(cityCode, areaCode -> {
                });
            });
        });
    }
    
    private static void getProvincesCode(CallBack callBack) {
        callBack.onSuccess("100000");
    }
    
    private static void getCityCode(String provincesCode, CallBack callBack) {
        callBack.onSuccess("100010");
    }
    
    private static void getAreaCode(String cityCode, CallBack callBack) {
        callBack.onSuccess("100011");
    }
}

上面的代码在开发中都遇到过,代码可以优化的更简洁更易读,这里主要是证明挂起函数的优势,就不做优化了。

上面的代码可以看到三层嵌套是比较复杂的,如果再加上获取国家、区域街道的话嵌套层级会更深,这样就会对可读性、可扩展性、可维护性都有影响。那么用Kotlin这个代码要怎么写呢?

现在我用delay(1000L)替代CallBack模拟网络请求

fun main() = runBlocking {
    val provincesCode = getProvincesCode()
    val cityCode = getCityCode(provincesCode)
    val areaCode = getAreaCode(cityCode)
}

private suspend fun getProvincesCode(): String {
    withContext(Dispatchers.IO) {
        delay(1000L)
    }
    return "100000"
}

private suspend fun getCityCode(provincesCode: String): String {
    withContext(Dispatchers.IO) {
        delay(1000L)
    }
    return "100010"
}

private suspend fun getAreaCode(cityCode: String): String {
    withContext(Dispatchers.IO) {
        delay(1000L)
    }
    return "100011"
}

Kotlin实现了同步方式完成异步请求,这种方式的实现要归功于具体的函数的实现,在这三个函数中可以发现他们的定义与普通函数的区别是多了一个suspend关键字,它的意思就是挂起。

再回头看main函数,前面加上了runBlocking也就是说建立了一个协程的作用域,这是因为suspend的出现,因为suspend的作用就是挂起和恢复,而挂起和恢复是需要上下文的,因此就需要定义一个作用域,这里选择了runBlocking

在函数中还有一个地方withContext(Dispatchers.IO)这主要是执行线程的切换,除了IO线程以外还有Maindefault等线程。

在Kotlin中挂起和恢复是成对出现的,因为既然会被挂起那肯定也会被恢复,而协程的非阻塞也是因为挂起和恢复能力,那么挂起和恢复又是怎么样的一个含义呢?

首先执行getProvincesCode()这是一个挂起函数,因为用了Dispatchers.IO切换到了IO线程因此这个等待时间就在IO线程执行,当等待时间结束后(CallBack回调结果)provincesCode收到返回的结果,这个函数中suspend挂起,main函数中收到结果就是恢复能力,

我们看一下debug日志:

withContext(Dispatchers.IO)切换线程

任务切换到DefaultDispatcher-worker-1线程继续执行

我们总结一下上面的日志:

那么挂起和恢复的含义也有非常明确了:

挂起和恢复的能力是挂起函数特有的能力,普通函数时不具备的,如果在一个普通函数中仅仅加上suspend关键字会发现其实并没有什么用,编译器会告知这种定义是多余的。

上面还提出了一个结论——挂起函数是Kotlin协程的最大优势, 首先因为函数的执行过程中可以切换线程,其次函数的运行不会影响主线程导致主线程被阻塞。

2.深入理解suspend

上面挂起函数,挂起函数主要就是主线程切换到子线程,这个过程又是如何实现的?

已知挂起函数是依靠关键字suspend,我们将带有这个关键子的函数转换成Java代码进行分析:

private static final Object getProvincesCode(Continuation var0) {
    ...
    CoroutineContext var10000 = (CoroutineContext)Dispatchers.getIO();
    ...
    return "省:100000";
}

代码比较长,只保留了需要的地方。

public interface Continuation<in T> {
    
    public val context: CoroutineContext
    
    public fun resumeWith(result: Result<T>)
}

Continuation的源码发现一个问题,它跟我们开头的CallBack是类似的,其中resumeWithonSucess的功能也是一样的,区别在于Continuation是有一个泛型的参数

public interface CallBack {
    public void onSuccess(String response);
}
public interface Continuation<in T> {
    public fun resumeWith(result: Result<T>)
}

由此可以得出结论:Continuation本质上就是CallBack只是多了一个带有泛型的参数。

通过上面的分析可以得出结论 :挂起函数的本质就是Callback

我们已知Continuation的本质是CallBackContinuation是延续,就是接下来要做的事情,那么在省市区获取的代码其实就是这样一个流程:

getProvincesCode(object : Continuation<String> {
    override fun resumeWith(result: Result<String>) {
        val provinceCode = result.getOrNull()
        println("provincesCode:$provinceCode")
        getCityCode(provinceCode, object : Continuation<String> {
            override fun resumeWith(result: Result<String>) {
                val cityCode = result.getOrNull()
                println("cityCode:$cityCode")
                getAreaCode(cityCode, object : Continuation<String> {
                    override fun resumeWith(result: Result<String>) {
                        val areaCode = result.getOrNull()
                        println("areaCode:$areaCode")
                    }
                })
            }
        })
    }
})

这个过程是编译器在后面帮我们做的,实际编码中这种编码方式并不会出现,毕竟挂起函数解决的就是这个问题。

3.协程与挂起函数

需要说明的是协程与挂起函数并不是同一个东西,我们再最开始使用suspend实现省市区三级联动的时候用到了runBlocking,挂起函数的调用是需要一个协程作用域的,除了这点之外,在runBlocking的源码中还有一点要注意:

public actual fun <T> runBlocking(
    context: CoroutineContext, 
    block: suspend CoroutineScope.() -> T): T {
    ...
}

第二个参数中有一个suspend,所以可以理解CoroutineScope.() -> T也是一个挂起函数那么被suspend关键字修饰的挂起函数可以运行在runBlocking中也就不难理解了。

那么我们就可以得到一个结论:挂起和恢复是协程的底层能力,而挂起函数是一种表现形式,通过suspend关键字修饰的函数可以让我们在上层很方便的实现这种底层能力。

4.挂起函数是Kotlin协程的最大优势

开篇就提出了这个结论,最后再来总结一下这个能力:

5.总结

以上就是Kotlin 协程与挂起函数及suspend关键字深入理解的详细内容,更多关于Kotlin 协程挂起函数suspend的资料请关注编程网其它相关文章!

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