Kotlin 的协程用力瞥一眼，大厂架构师经验分享

协程是什么

协程并不是 Kotlin 提出来的新概念，其他的一些编程语言，例如：Go、Python 等都可以在语言层面上实现协程，甚至是 Java，也可以通过使用扩展库来间接地支持协程。

当在网上搜索协程时，我们会看到：

• Kotlin 官方文档说「本质上，协程是轻量级的线程」。

• 很多博客提到「不需要从用户态切换到内核态」、「是协作式的」等等。

作为 Kotlin 协程的初学者，这些概念并不是那么容易让人理解。这些往往是作者根据自己的经验总结出来的，只看结果，而不管过程就不容易理解协程。

「协程 Coroutines」源自 Simula 和 Modula-2 语言，这个术语早在 1958 年就被 Melvin Edward Conway 发明并用于构建汇编程序，说明协程是一种编程思想，并不局限于特定的语言。

Go 语言也有协程，叫 Goroutines，从英文拼写就知道它和 Coroutines 还是有些差别的（设计思想上是有关系的），否则 Kotlin 的协程完全可以叫 Koroutines 了。

因此，对一个新术语，我们需要知道什么是「标准」术语，什么是变种。

当我们讨论协程和线程的关系时，很容易陷入中文的误区，两者都有一个「程」字，就觉得有关系，其实就英文而言，Coroutines 和 Threads 就是两个概念。

从 Android 开发者的角度去理解它们的关系：

• 我们所有的代码都是跑在线程中的，而线程是跑在进程中的。

• 协程没有直接和操作系统关联，但它不是空中楼阁，它也是跑在线程中的，可以是单线程，也可以是多线程。

• 单线程中的协程总的执行时间并不会比不用协程少。

• Android 系统上，如果在主线程进行网络请求，会抛出 NetworkOnMainThreadException，对于在主线程上的协程也不例外，这种场景使用协程还是要切线程的。

协程设计的初衷是为了解决并发问题，让 「协作式多任务」 实现起来更加方便。这里就先不展开「协作式多任务」的概念，等我们学会了怎么用再讲。

视频里讲到，协程就是 Kotlin 提供的一套线程封装的 API，但并不是说协程就是为线程而生的。

不过，我们学习 Kotlin 中的协程，一开始确实可以从线程控制的角度来切入。因为在 Kotlin 中，协程的一个典型的使用场景就是线程控制。就像 Java 中的 Executor 和 Android 中的 AsyncTask，Kotlin 中的协程也有对 Thread API 的封装，让我们可以在写代码时，不用关注多线程就能够很方便地写出并发操作。

在 Java 中要实现并发操作通常需要开启一个 Thread ：

??new Thread(new Runnable() {@Overridepublic void run() {...}}).start();

这里仅仅只是开启了一个新线程，至于它何时结束、执行结果怎么样，我们在主线程中是无法直接知道的。

Kotlin 中同样可以通过线程的方式去写：

???Thread({...}).start()

可以看到，和 Java 一样也摆脱不了直接使用 Thead 的那些困难和不方便：

• 线程什么时候执行结束

• 线程间的相互通信

• 多个线程的管理

我们可以用 Java 的 Executor 线程池来进行线程管理：

???val executor = Executors.newCachedThreadPool()executor.execute({...})

用 Android 的 AsyncTask 来解决线程间通信：

???object : AsyncTask<T0, T1, T2> {override fun doInBackground(vararg args: T0): String { ... }override fun onProgressUpdate(vararg args: T1) { ... }override fun onPostExecute(t3: T3) { ... }}

AsyncTask 是 Android 对线程池 Executor 的封装，但它的缺点也很明显：

• 需要处理很多回调，如果业务多则容易陷入「回调地狱」。

• 硬是把业务拆分成了前台、中间更新、后台三个函数。

看到这里你很自然想到使用 RxJava 解决回调地狱，它确实可以很方便地解决上面的问题。

RxJava，准确来讲是 ReactiveX 在 Java 上的实现，是一种响应式程序框架，我们通过它提供的「Observable」的编程范式进行链

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式调用，可以很好地消除回调。

使用协程，同样可以像 Rx 那样有效地消除回调地狱，不过无论是设计理念，还是代码风格，两者是有很大区别的，协程在写法上和普通的顺序代码类似。

这里并不会比较 RxJava 和协程哪个好，或者讨论谁取代谁的问题，我这里只给出一个建议，你最好都去了解下，因为协程和 Rx 的设计思想本来就不同。

下面的例子是使用协程进行网络请求获取用户信息并显示到 UI 控件上：

???launch({val user = api.getUser() // ?? 网络请求（IO 线程）nameTv.text = user.name // ?? 更新 UI（主线程）})

这里只是展示了一个代码片段，launch 并不是一个顶层函数，它必须在一个对象中使用，我们之后再讲，这里只关心它内部业务逻辑的写法。

launch 函数加上实现在 {} 中具体的逻辑，就构成了一个协程。

通常我们做网络请求，要不就传一个 callback，要不就是在 IO 线程里进行阻塞式的同步调用，而在这段代码中，上下两个语句分别工作在两个线程里，但写法上看起来和普通的单线程代码一样。

这里的 api.getUser 是一个挂起函数，所以能够保证 nameTv.text 的正确赋值，这就涉及到了协程中最著名的「非阻塞式挂起」。这个名词看起来不是那么容易理解，我们后续的文章会专门对这个概念进行讲解。现在先把这个概念放下，只需要记住协程就是这样写的就行了。

这种「用同步的方式写异步的代码」看起来很方便吧，那么我们来看看协程具体好在哪。

协程好在哪

开始之前

在讲之前，我们需要先了解一下「闭包」这个概念，调用 Kotlin 协程中的 API，经常会用到闭包写法。

其实闭包并不是 Kotlin 中的新概念，在 Java 8 中就已经支持。

我们先以 Thread 为例，来看看什么是闭包：

???// 创建一个 Thread 的完整写法 Thread(object : Runnable {override fun run() {...}})

// 满足 SAM，先简化为 Thread({...})

// 使用闭包，再简化为 Thread {...}

形如 Thread {...} 这样的结构中 {} 就是一个闭包。

在 Kotlin 中有这样一个语法糖：当函数的最后一个参数是 lambda 表达式时，可以将 lambda 写在括号外。这就是它的闭包原则。

在这里需要一个类型为 Runnable 的参数，而 Runnable 是一个接口，且只定义了一个函数 run，这种情况满足了 Kotlin 的 SAM，可以转换成传递一个 lambda 表达式（第二段），因为是最后一个参数，根据闭包原则我们就可以直接写成 Thread {...}（第三段） 的形式。

对于上文所使用的 launch 函数，可以通过闭包来进行简化 ：

???launch {...}

基本使用

前面提到，launch 函数不是顶层函数，是不能直接用的，可以使用下面三种方法来创建协程：

???// 方法一，使用 runBlocking 顶层函数 runBlocking {getImage(imageId)}

// 方法二，使用 GlobalScope 单例对象// ?? 可以直接调用 launch 开启协程 GlobalScope.launch {getImage(imageId)}

// 方法三，自行通过 CoroutineContext 创建一个 CoroutineScope 对象// ?? 需要一个类型为 CoroutineContext 的参数 val coroutineScope = CoroutineScope(context)coroutineScope.launch {getImage(imageId)}

• 方法一通常适用于单元测试的场景，而业务开发中不会用到这种方法，因为它是线程阻塞的。

• 方法二和使用 runBlocking 的区别在于不会阻塞线程。但在 Android 开发中同样不推荐这种用法，因为它的生命周期会和 app 一致，且不能取消（什么是协程的取消后面的文章会讲）。

• 方法三是比较推荐的使用方法，我们可以通过 context 参数去管理和控制协程的生命周期（这里的 context 和 Android 里的不是一个东西，是一个更通用的概念，会有一个 Android 平台的封装来配合使用）。

关于 CoroutineScope 和 CoroutineContext 的更多内容后面的文章再讲。

协程最常用的功能是并发，而并发的典型场景就是多线程。可以使用 Dispatchers.IO 参数把任务切到 IO 线程执行：

???coroutineScope.launch(Dispatchers.IO) {...}

也可以使用 Dispatchers.Main 参数切换到主线程：

???coroutineScope.launch(Dispatchers.Main) {...}

所以在「协程是什么」一节中讲到的异步请求的例子完整写出来是这样的：

???coroutineScope.launch(Dispatchers.Main) { // 在主线程开启协程 val user = api.getUser() // IO 线程执行网络请求 nameTv.text = user.name // 主线程更新 UI}

而通过 Java 实现以上逻辑，我们通常需要这样写：

??api.getUser(new Callback<User>() {@Overridepublic void success(User user) {runOnUiThread(new Runnable() {@Overridepublic void run() {nameTv.setText(user.name);}})}

@Overridepublic void failure(Exception e) {...}});

这种回调式的写法，打破了代码的顺序结构和完整性，读起来相当难受。

协程的「1 到 0」

对于回调式的写法，如果并发场景再复杂一些，代码的嵌套可能会更多，这样的话维护起来就非常麻烦。但如果你使用了 Kotlin 协程，多层网络请求只需要这么写：

???coroutineScope.launch(Dispatchers.Main) { // 开始协程：主线程 val token = api.getToken() // 网络请求：IO 线程 val user = api.getUser(token) // 网络请求：IO 线程 nameTv.text = user.name // 更新 UI：主线程}

如果遇到的场景是多个网络请求需要等待所有请求结束之后再对 UI 进行更新。比如以下两个请求：

???api.getAvatar(user, callback)api.getCompanyLogo(user, callback)

如果使用回调式的写法，那么代码可能写起来既困难又别扭。于是我们可能会选择妥协，通过先后请求代替同时请求：

???api.getAvatar(user) { avatar ->api.getCompanyLogo(user) { logo ->show(merge(avatar, logo))}}

在实际开发中如果这样写，本来能够并行处理的请求被强制通过串行的方式去实现，可能会导致等待时间长了一倍，也就是性能差了一倍。

而如果使用协程，可以直接把两个并行请求写成上下两行，最后再把结果进行合并即可：

???coroutineScope.launch(Dispatchers.Main) {// ?? async 函数之后再讲 val avatar = async { api.getAvatar(user) } // 获取用户头像 val logo = async { api.getCompanyLogo(user) } // 获取用户所在公司的 logoval merged = suspendingMerge(avatar, logo) // 合并结果// ??show(merged) // 更新 UI}

可以看到，即便是比较复杂的并行网络请求，也能够通过协程写出结构清晰的代码。需要注意的是 suspendingMerge 并不是协程 API 中提供的方法，而是我们自定义的一个可「挂起」的结果合并方法。至于挂起具体是什么，可以看下一篇文章。

让复杂的并发代码，写起来变得简单且清晰，是协程的优势。

这里，两个没有相关性的后台任务，因为用了协程，被安排得明明白白，互相之间配合得很好，也就是我们之前说的「协作式任务」。

本来需要回调，现在直接没有回调了，这种从 1 到 0 的设计思想真的妙哉。

在了解了协程的作用和优势之后，我们再来看看协程是怎么使用的。

协程怎么用

在项目中配置对 Kotlin 协程的支持

在使用协程之前，我们需要在 build.gradle 文件中增加对 Kotlin 协程的依赖：