Android 面试题之 Kotlin 协程一文搞定
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定义
协程基于线程,是轻量级的线程
作用
处理耗时任务,这种任务常常会阻塞主线程
保证主线程安全,即确保安全地从主线程调用任何 suspend 函数
特点
让异步逻辑同步化
最核心的点就是,函数或者一段程序能够被挂起,稍后再在挂起得位置恢复
挂起函数
使用 suspend 关键字修饰的函数
挂起函数只能在协程体内或其他挂起函数内调用
挂起和阻塞的区别
挂起不会阻塞主线程,主线程可以正常刷新 UI,但阻塞就会导致主线程 ANR
协程调度器
Dispatchers.Main:主线程上处理 UI 交互相关,更新 LiveData
Dispatchers.IO:非主线程,磁盘读写和网络 IO
Dispatchers.Default:非主线程,CPU 密集型任务,排序,JSON 数据解析等
任务泄漏
当某个协程任务丢失,无法追踪,会导致内存、CPU、磁盘等资源浪费,甚至发送一个无用的网络请求,这种称为任务泄漏
为了避免,引入了结构化并发机制
结构化并发
可以取消任务、追踪任务、协程失败时发出错误信号
协程作用域 CoroutineScope
可以追踪所有协程,也可以取消协程
GlobalScope:生命周期是 Process 级别,即使 Activity 或 Fragment 已经被销毁,协程仍然运行
MainScope:在 activity 中使用,可以在 onDestroy 中取消协程
ViewModelScope:只能在 ViewModel 中使用,绑定 ViewModel 生命周期
lifecycleScope:只能在 Activity、Fragment 中使用,会绑定 Activity、Fragment 的生命周期
协程构建器
launch 和 async 构建器都用来启动新协程
launch,返回一个 Job 并且不附带任何结果
async,返回一个 Deferred,Deferred 也是一个 Job,可以使用.await()在一个延期的值上得到最终的结果
launch 是非阻塞的 而 runBlocking 是阻塞的。多个 withContext 任务是串行的, 且 withContext 可直接返回耗时任务的结果。 多个 async 任务是并行的,async 返回的是一个 Deferred<T>,需要调用其 await()方法获取结果
runBlocking 一般用在测试中,会阻塞当前线程,会等到包裹的子协程都执行完毕才退出
事实上 await()也不一定导致协程会被挂起,await() 只有在 async 未执行完成返回结果时,才会挂起协程。若 async 已经有结果了,await() 则直接获取其结果并赋值给变量,此时不会挂起协程
doAsync 和 async
doAsync 的源码它的实现都是基于 Java 的 Future 类进行异步处理和通过 Handler 进行线程切换 ,从而封装的一个扩展函数方便线程切换。
与 async 关系不大,因为 doAsync 并没有用到协程库中的东西
可以通过 uiThread { } 来切换会主线程
Job 对象的生命周期
每一个通过 launch 或者 async 创建的协程,都会返回一个 Job 实例,该实例时协程的唯一标识,负责管理协程的生命周期
一个任务包含一系列状态:新创建(New)、活跃(Active)、完成中(Completing)、已完成(Completed)、取消中(Canceling)和已取消(Cancelled)。我们无法直接访问这些状态,可以通过访问 Job 的属性:isActive、isCancelled 和 isCompleted
如果协程处于活跃状态,协程运行出错或是调用 job.cancel(),都会将当前任务置为取消中(Cancelling)状态(isActive=false,isCancelled=true)。当所有子协程都完成后,协程会进入已取消(Cancelled)状态,此时 isCompleted=true
协程完成,可能是正常完成,也可能是被取消了
等待一个作业
由 launch 启动的协程用 join()方法;用 async 启动的协程用 await()
组合并发
注意 async 的写法不能是:
这样起不到并发效果,而是等到 one 执行完,再执行 two
协程的启动模式
DEFAULT:协程创建后,立即开始调度,在调度前如果协程被取消,其将直接进去取消响应状态
ATOMIC:协程创建后,立即开始调度,协程执行到第一个挂起点之前不响应取消
需要注意的是,立即调度不等于立即执行
LAZY:只有协程被需要时,包括主动调用协程的 start、join 或者 await 等函数时才会开始调度,如果调度前就被取消,那么该协程将直接进入异常结束状态
UNDISPATCHED:协程创建后立即在当前函数调用栈中执行,直到遇到第一个真正的挂起点
协程作用域构建器 coroutineScope、runBlocking、supervisorScope
runBlocking 是常规函数,会阻塞当前线程;coroutineScope 是挂起函数,不会阻塞当前线程
它们都会等待协程体以及所有子协程结束,一个是阻塞线程等待,一个是挂起等待
协程作用域构建器 coroutineScope、supervisorScope
coroutineScope,一个协程失败了,所有其他兄弟协程也会被取消
supervisorScope,一个子协程失败了,不会影响其他兄弟协程,但如果是作用域有异常失败了,则所有的子协程都会失败退出
coroutineScope 和 CoroutineScope
coroutineScope 是一个挂起函数,是协程作用域构建器,CoroutineScope()是一个普通函数
coroutineScope 后面的协程作用域的协程上下文是继承父协程作用域的上下文
CoroutineScope()有自己的作用域上下文
都能够进行解构化并发,可以很好的管理多个子协程
协程的取消
取消作用域会取消它的子协程
被取消的子协程不会影响其余兄弟协程
协程通过抛出一个特殊的异常 CancellationException 来处理取消操作
所有 kotlinx.coroutines 中的挂起函数(withContext、delay 等)都是可取消的
CPU 密集型任务无法直接用 cancel 来取消
CPU 密集型任务的取消
通过 isActive 来判断取消,因为取消的任务 isActive 为 false
通过 ensureActive()来取消,如果被取消,任务 isActive 为 false,会抛一个异常
yield 函数会检查所在协程的状态,如果已经取消,则抛出 CancellationException 予以响应。此外,它还会尝试出让线程的执行权,给其他协程提供执行的机会
协程取消的副作用
在 finally 中释放资源
用 use 函数:该函数只能被实现了 Closeable 的对象使用,程序结束的时候会自动调用 close 方法,适合文件对象
不能取消的任务
协程被取消后,finally 里面还有挂起函数,可以用 withContext(NonCancellable)
超时任务
withTimeout()方法可以开启超时任务,默认超时会抛出异常
如果不想抛出异常,可以用 withTimeoutOrNull
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