在 Android 開發中使用 Kotlin 協程 (一) -- 初識 Kotlin 協程

小德_koude發表於2019-03-23
AndroidKotlin

前言

最近在研究 Kotlin 協程，發現功能真的超級強大，很有用，而且很好學，如果你正在或計劃使用 Kotlin 開發 Android，那麼 Kotlin 協程你一定不能錯過！

協程是什麼？

我們平常接觸的都是程式、執行緒，在開發中使用最多的就是執行緒，比如主執行緒、子執行緒，而且作業系統裡最小可操作的單元就是執行緒，那協程又是什麼？協程是比執行緒更小的單位，但並不是說在作業系統裡最小可操作單元就從執行緒變成了協程，而是協程依然執行線上程上，協程是在語言上實現的比執行緒更小的單位。

那麼你可能有疑問，既然協程還是執行線上程上，那直接使用執行緒不就好了嗎？但問題是往往我們用不好執行緒，首先建立一個執行緒的成本很高，在 Android 中建立一個執行緒，大約要消耗 1M 的記憶體，而且，如果使用執行緒池，執行緒間資料的同步也是一個非常麻煩複雜的事情，所以就有了協程：

  • 可以看作是輕量級執行緒，建立一個協程的成本很低
  • 可以輕鬆的掛起和恢復操作
  • 支援阻塞執行緒的協程和不阻塞執行緒的協程
  • 可以更好的實現非同步和併發

如果簡單來理解 Kotlin 協程的話，就是封裝好的執行緒池。

Kotlin協程庫：Kotlin.coroutines

實現協程的庫是 Kotlin.coroutines，點選檢視 Kotlin.coroutines 在 Github 上的原始碼。

Kotlin 是一門支援 多平臺的語言，所以 Kotlin.coroutines 也是支援多平臺的，包括：

  • Kotlin/JS
  • Kotlin/Native 包括 PC 和 Android

我們使用 Kotlin.coroutines 的 Android 版本。

給 Android 工程新增 Kotlin 協程庫

要使用協程，Kotlin 的版本必須在1.3以上。

升級 Kotlin 到 最新版本 1.3.+

在 Android Studio 中選擇 Android Stuido -> Preference... -> Languages & Framewroks -> Kotlin

在 Android 開發中使用 Kotlin 協程 (一) -- 初識 Kotlin 協程

在這裡升級 Kotlin

建立使用 Kotlin 開發的 Android 工程

在 Android Studio 中選擇 File -> New -> New Project...

在 Android 開發中使用 Kotlin 協程 (一) -- 初識 Kotlin 協程

在這個介面裡選中 Include Kotlin support ，剩下的和建立一般 Android 工程是一樣的。

配置 Kotlin 協程庫的依賴

在 app/build.gradle 裡新增 Kotlin 協程庫的依賴：

implementation 'org.jetbrains.kotlinx:kotlinx-coroutines-android:1.1.1'
複製程式碼

建立 Coroutine（協程）：Coroutine Builder

建立Coroutine需要使用 Coroutine Builder 函式，包括：

作用
launch 建立一個不會阻塞當前執行緒、沒有返回結果的 Coroutine,但會返回一個 Job 物件，可以用於控制這個 Coroutine 的執行和取消
runBlocking 建立一個會阻塞當前執行緒的Coroutine

其實不止這兩個，但本篇先介紹這兩個。

launch

使用 GlobalScope.launch 來建立協程，使用方法如下：

override fun onCreate(savedInstanceState: Bundle?) {
    super.onCreate(savedInstanceState)
    setContentView(R.layout.activity_main)

    var job = GlobalScope.launch(Dispatchers.Main) {
        var content = fetchData()
        Log.d("Coroutine",content)
    }
}

suspend fun fetchData():String{
    delay(2000)
    return "content"
}
複製程式碼

Activity 的 onCreate() 裡，用 GlobalScope.launch 建立一個協程，在協程裡我模擬了一個請求，去獲取資料，然後把資料列印出來。

因為 GlobalScope.launch 是無阻塞的，所以不會阻塞 UI 執行緒。

這裡 GlobalScope.launch 建立之後，會返回一個 Job 物件，Job 物件可以這麼使用:

  • job.cancel() ： 取消協程
  • job.join() ：讓協程執行完

runBlocking

使用 runBlocking 來建立協程，使用方法如下：

override fun onCreate(savedInstanceState: Bundle?) {
    super.onCreate(savedInstanceState)
    setContentView(R.layout.activity_main)

    runBlocking {
        var content = fetchData()
        Log.d("Coroutine",content)
    }
}

suspend fun fetchData():String{
    delay(2000)
    return "content"
}
複製程式碼

功能和上一個例子一樣，但是這裡協程建立改成了 runBlocking()，但是 runBlocking() 是會阻塞執行緒的，所以這裡會阻塞 UI 執行緒，這裡是一個錯誤用例的示範(Orz...)

suspend 方法

在前面介紹協程的程式碼裡，有個不起眼的函式：

suspend fun fetchData():String{
    delay(2000)
    return "content"
}
複製程式碼

suspend 方法是協程裡的特有方法。

suspend 方法的定義

suspend 方法的宣告很簡單，只需在方法 或 Lambda 定義前面加 suspend 關鍵字即可。

suspend 方法的使用限制

suspend 方法使用由限制，只能有兩個地方允許使用 suspend 方法：

  1. 在協程內部使用
  2. 在另一個 suspend 方法裡使用

如果你在一個普通方法記憶體使用 suspend 方法，是會報語法錯誤的。

suspend 方法的功能

suspend 方法能夠使協程執行暫停，等執行完畢後在返回結果，同時不會阻塞執行緒。

是不是很神奇，只暫停協程，但不阻塞執行緒。

而且暫停協程裡方法的執行，直到方法返回結果，這樣也不用寫 Callback 來取結果，可以使用同步的方式來寫非同步程式碼，真是漂亮啊。

Coroutine context 與 Coroutine dispatchers

想要使用協程，還有兩個重要的元素：

  • Coroutine context：協程上下文
  • Coroutine dispatchers ：協程排程

Coroutine context：協程上下文

協程上下文裡是各種元素的集合。具體的之後的文章在講。

Coroutine dispatchers ：協程排程

我們已經知道協程是執行線上程上的，我們獲取資料後要更新 UI ，但是在 Android 裡更新 UI 只能在主執行緒，所以我們要在子執行緒裡獲取資料，然後在主執行緒裡更新 UI。這就需要改變協程的執行執行緒，這就是 Coroutine dispatchers 的功能了。

Coroutine dispatchers 可以指定協程執行在 Android 的哪個執行緒裡。

我們先看下 dispatchers 有哪些種類：

作用
Dispatchers.Default 共享後臺執行緒池裡的執行緒
Dispatchers.Main Android主執行緒
Dispatchers.IO 共享後臺執行緒池裡的執行緒
Dispatchers.Unconfined 不限制，使用父Coroutine的現場
newSingleThreadContext 使用新的執行緒

在看前面的程式碼裡，細心的你肯定發現：

var job = GlobalScope.launch(Dispatchers.Main) {
        var content = fetchData()
        Log.d("Coroutine",content)
    }
複製程式碼

GlobalScope.launch 後面的 Dispatchers.Main 就是指定協程在 Android 主執行緒裡執行。

那麼，如何切換執行緒呢？如下：

GlobalScope.launch(Dispatchers.IO) {
    ...
    withContext(Dispatchers.Main) {
        ...
    }
}
複製程式碼

使用 withContext 切換協程，上面的例子就是先在 IO 執行緒裡執行，然後切換到主執行緒。

Android 開發中使用 協程

講完協程的基本用法，你還是不知道改如何用到自己的程式碼裡，這裡給出一個最基本的用法，後續的使用方法會不斷補充。

首先 MainActivity 要 實現 CoroutineScope 這個介面，CoroutineScope 的實現教由代理類 MainScope，所以是這樣子的：

class MainActivity : AppCompatActivity(),CoroutineScope by MainScope()
複製程式碼

這樣 MainActivity 就是一個協程，那麼要獲取資料，並展示在 UI 上，就可以這麼寫：

class MainActivity : AppCompatActivity(),CoroutineScope by MainScope() {
    
    override fun onCreate(savedInstanceState: Bundle?) {
        super.onCreate(savedInstanceState)
        setContentView(R.layout.activity_main)
        setSupportActionBar(toolbar)

        //載入並顯示資料
        loadDataAndShow()
    }

    fun loadDataAndShow(){
        GlobalScope.launch(Dispatchers.IO) {
            //IO 執行緒里拉取資料
            var result = fetchData() 

            withContext(Dispatchers.Main){
                //主執行緒裡更新 UI
                text.setText(result)
            }
        }
    }

    suspend fun fetchData():String{
        delay(2000)
        return "content"
    }

    override fun onDestroy() {
        super.onDestroy()
        //取消掉所有協程內容
        cancel()
    }

}
複製程式碼
  1. 完全不用擔心會阻塞主執行緒
  2. 用同步的方式來寫非同步程式碼
  3. 而且不用擔心記憶體洩露的問題

Kotlin 協程，你有沒有心動？

未完待續...

相關文章