当前位置：首页 > news >正文

kotlin协程

news 来源：原创 2025/6/17 19:23:35

一、基础概念层（初级）

1. 什么是协程？

"协程是 Kotlin 提供的一种轻量级线程管理方案，它本质上是一个线程框架，通过挂起(suspend)而非阻塞的方式实现异步操作。与线程相比，协程的上下文切换成本更低，一个应用程序可以轻松创建上万个协程而不会导致资源耗尽。"

2. 协程的基本使用

kotlin

// 最简单的协程示例
GlobalScope.launch {  // 启动协程
    delay(1000)      // 非阻塞延迟
    println("Hello") // 在后台线程执行
}

3. 关键组件解释

CoroutineScope：协程作用域，管理协程生命周期
Dispatcher：决定协程运行的线程
suspend：标记可挂起函数
Job：协程的任务句柄
Deferred：带有返回值的Job

二、中级原理层

1. 协程为什么轻量？

"协程的轻量体现在三个方面：

栈帧更小：协程挂起时只保存必要的局部变量
调度更高效：由程序控制切换而非操作系统
内存占用低：一个协程实例仅需几十字节，而线程需要MB级内存"

2. 挂起函数的原理

"挂起函数通过 CPS(Continuation Passing Style) 转换实现。编译器会将 suspend 函数转换为带有 Continuation 参数的回调形式，在挂起点插入状态标记，恢复时根据状态跳转到对应位置继续执行。"

3. 结构化并发

kotlin

// 结构化并发示例
coroutineScope {
    launch { task1() }
    async { task2() }
} // 会自动等待所有子协程完成

"结构化并发确保：

父协程取消时，所有子协程都会被取消
子协程异常会传播给父协程
父协程会等待所有子协程完成"

三、高级应用层

1. 协程性能优化

kotlin

// 优化密集型计算
val result = withContext(Dispatchers.Default) {
    // 使用Default调度器进行CPU密集型计算
    computeHeavyTask()
}

// 限制并发数
val semaphore = Semaphore(5)
repeat(100) {
    launch {
        semaphore.withPermit {
            // 最多5个并发
            fetchData()
        }
    }
}

2. 复杂异常处理

kotlin

// 高级异常处理方案
val handler = CoroutineExceptionHandler { _, e ->
    // 全局异常处理
}

val scope = CoroutineScope(SupervisorJob() + handler)

scope.launch {
    try {
        val data = async(Dispatchers.IO) { fetchData() }.await()
        process(data)
    } catch (e: IOException) {
        // 特定异常处理
    }
}

3. 协程测试

kotlin

// 高级异常处理方案
val handler = CoroutineExceptionHandler { _, e ->
    // 全局异常处理
}

val scope = CoroutineScope(SupervisorJob() + handler)

scope.launch {
    try {
        val data = async(Dispatchers.IO) { fetchData() }.await()
        process(data)
    } catch (e: IOException) {
        // 特定异常处理
    }
}

四、架构设计层

1. 在MVVM中的最佳实践

kotlin

class MyViewModel : ViewModel() {
    private val _data = MutableStateFlow<String?>(null)
    val data: StateFlow<String?> = _data
    
    fun loadData() {
        viewModelScope.launch {
            _data.value = "Loading..."
            try {
                _data.value = repository.fetchData()
            } catch (e: Exception) {
                _data.value = "Error: ${e.message}"
            }
        }
    }
}