Kotlin 协程 (一)

1. Kotlin 协程的核心概念

1.1 协程（Coroutine）

定义：协程是一种轻量级的执行上下文，可以在任何时候挂起和恢复，而不需要阻塞线程。
特点：
- 比传统线程更轻量，开销更小。
- 支持挂起和恢复，避免了阻塞线程和资源浪费。
- 提供更简洁的并发编程方式。

1.2 挂起函数（Suspend Function）

定义：使用 suspend 关键字修饰的函数，可以在协程中挂起执行，挂起期间不会阻塞线程。
作用：允许协程在等待任务完成时释放线程资源，待任务完成后恢复执行。

1.3 协程作用域（Coroutine Scope）

定义：协程作用域定义了协程的生命周期，确保协程在作用域结束时被取消。
常见作用域：
- GlobalScope：全局作用域，生命周期与整个应用程序一致（不推荐用于实际开发）。
- CoroutineScope：自定义作用域，可通过 CoroutineScope(Dispatchers) 创建。
- runBlocking：用于测试场景，会阻塞当前线程直到协程完成。

1.4 协程构建器（Coroutine Builders）

launch：启动一个协程，不返回结果。
async：启动一个协程，并返回一个 Deferred 对象，可用于获取结果。
runBlocking：阻塞当前线程，直到协程完成（仅用于测试）。

2. Kotlin 协程的使用方法

以下是协程使用的基本步骤：

2.1 添加依赖项

在项目的 build.gradle 文件中添加 Kotlin 协程库依赖：

dependencies {implementation 'org.jetbrains.kotlinx:kotlinx-coroutines-core:1.6.0'
}

2.2 创建协程作用域

协程必须在协程作用域中运行。例如：

import kotlinx.coroutines.*fun main() = runBlocking { // 用于测试，实际开发中避免使用val scope = CoroutineScope(Dispatchers.Default)scope.launch {// 在这里执行异步任务}
}

2.3 启动协程

使用 launch 或 async 启动协程：

launch：用于不需要返回结果的异步任务。
async：用于需要返回结果的异步任务。

scope.launch {delay(1000L) // 模拟耗时操作println("异步任务完成")
}val deferred = scope.async {delay(1000L)"异步任务结果"
}
println("异步任务返回值: ${deferred.await()}")

2.4 使用挂起函数

挂起函数允许协程在等待任务时挂起，例如 delay：

suspend fun fetchData(): String {delay(1000L) // 模拟网络请求return "Data fetched"
}

3. Kotlin 协程的具体示例

以下通过几个常见场景展示协程的实际用法。

3.1 简单的异步任务

使用 launch 启动一个异步任务：

import kotlinx.coroutines.*fun main() = runBlocking {launch {delay(1000L)println("World!")}println("Hello,")
}输出：
Hello,
World!

3.2 并行任务与结果获取

使用 async 和 await 实现并行任务：

import kotlinx.coroutines.*fun main() = runBlocking {val deferred1 = async {fetchDataFromNetwork1()}val deferred2 = async {fetchDataFromNetwork2()}println("Data1: ${deferred1.await()}")println("Data2: ${deferred2.await()}")
}suspend fun fetchDataFromNetwork1(): String {delay(1000L)return "NetworkData1"
}suspend fun fetchDataFromNetwork2(): String {delay(1000L)return "NetworkData2"
}

3.3 取消协程

使用 cancel 方法取消协程：

import kotlinx.coroutines.*fun main() = runBlocking {val job = launch {delay(5000L)println("Task completed")}delay(1000L)job.cancel()println("Coroutine cancelled")
}

4.实际应用示例

网络请求与数据库操作

// 假设有以下挂起函数
suspend fun fetchUserData(): UserData = withContext(Dispatchers.IO) {// 模拟网络请求delay(1000)UserData("John", 30)
}suspend fun saveToDatabase(user: UserData) = withContext(Dispatchers.IO) {// 模拟数据库操作delay(500)println("User saved: $user")
}data class UserData(val name: String, val age: Int)fun main() = runBlocking {// 顺序执行val user = fetchUserData()saveToDatabase(user)// 并发执行多个网络请求val users = listOf("user1", "user2", "user3")val deferredList = users.map { userId ->async { fetchUserDataForId(userId) }}val results = deferredList.awaitAll()println("All users fetched: $results")
}suspend fun fetchUserDataForId(userId: String): UserData {delay(1000)return UserData("$userId-Name", 20 + userId.last().digitToInt())
}