协程的原生挂起与恢复机制
目录
🔍 一、从开发者视角看协程挂起与恢复
🧠 二、协程挂起和恢复的机制原理：核心关键词
✅ suspend 函数 ≠ 普通函数
✅ Continuation（协程的控制器）
🔧 三、编译器做了什么？（状态机原理）
🧵 四、线程没被阻塞？那协程在哪里“等”？
📦 五、Kotlin 标准库中协程的核心类有哪些？
💡 六、协程挂起和恢复流程图解（简化）：
✨ 七、真实编译代码示例（有点硬核）
🧘 八、总结：Kotlin 原生挂起/恢复的核心点
下面我们模拟 Kotlin 协程的挂起与恢复机制，也就是一个 suspend 函数在底层是如何通过 Continuation 实现挂起和恢复的。我们会用纯 Kotlin 实现一个简单的“协程执行流程”，不依赖 kotlinx.coroutines。
🎯 目标
🛠 模拟版：协程挂起 + 恢复（纯 Kotlin）
🧠 稍作说明：
✅ 输出效果如下：
💡 总结
🔍 一、从开发者视角看协程挂起与恢复
我们先看一个很简单的协程示例：
suspend fun fetchUser(): User {
delay(1000) // 挂起1秒（非阻塞）
return User("Alice")
}
fun main() = runBlocking {
val user = fetchUser()
println(user.name)
}
这个 fetchUser() 函数 看起来像同步函数，但实际上内部的 delay() 是 非阻塞的挂起函数。
所以问题来了：
❓ Kotlin 是如何“挂起”这个函数，并在一秒后“恢复”它的？
🧠 二、协程挂起和恢复的机制原理：核心关键词
✅ suspend 函数 ≠ 普通函数
suspend 函数不是魔法，它被 Kotlin 编译器转换成 状态机 + 回调对象。
✅ Continuation（协程的控制器）
Kotlin 协程的底层就是使用一个叫 Continuation<T> 的对象来保存“执行点”。
你可以简单理解为：
interface Continuation<T> {
val context: CoroutineContext
fun resumeWith(result: Result<T>)
}
这个 resumeWith 方法，就是协程恢复的“入口”。
🔧 三、编译器做了什么？（状态机原理）
当你写下如下代码时：
suspend fun test() {
val a = getValue1()
val b = getValue2(a)
println(b)
}
Kotlin 编译器会将其“翻译”为一个类似下面的 状态机结构：
class TestCoroutine(val continuation: Continuation<Unit>) : Continuation<Unit> {
var state = 0
var result: Any? = null
fun resume(value: Any?) {
result = value
when (state) {
0 -> {
state = 1
getValue1(this) // 挂起点
}
1 -> {
val a = result
state = 2
getValue2(a, this) // 第二个挂起点
}
2 -> {
val b = result
println(b)
continuation.resumeWith(Result.success(Unit))
}
}
}
}
所以，Kotlin 协程的“挂起函数”，在底层实际上是一个 状态转换器（状态机），每次调用
resume()进入下一个状态继续执行。
🧵 四、线程没被阻塞？那协程在哪里“等”？
Kotlin 协程并不是占用线程的，它 将函数“暂停”，并注册回调，当事件完成后再“恢复”。
比如：
delay(1000)
并不是在当前线程中 sleep 1 秒，而是：
-
delay()会发起一个定时器（使用调度器 Dispatcher） -
当前协程从调用栈“退出”，线程继续干别的事情
-
一秒后，定时器触发回调，调度器调用之前保存的 Continuation.resume()，继续执行协程逻辑
⚡ 所以：线程是空出来的！不会阻塞！ 这就是协程相比线程的最大优势。
📦 五、Kotlin 标准库中协程的核心类有哪些？
| 类名 | 作用 |
|---|---|
Continuation<T> | 保存协程当前状态与恢复函数 |
CoroutineContext | 包含调度器、异常处理器等上下文 |
CoroutineDispatcher | 指定协程在哪个线程或线程池执行 |
SuspendFunction | 被编译为 Continuation 形式的函数 |
CancellableContinuation | 支持取消、超时的 continuation 封装 |
💡 六、协程挂起和恢复流程图解（简化）：
协程开始执行
↓
遇到挂起点（suspend）
↓
保存状态（Continuation）
↓
退出当前线程（不阻塞）
↓
等待外部事件完成（如定时、网络响应）
↓
调度器触发回调（如 resumeWith）
↓
读取 Continuation，恢复执行
✨ 七、真实编译代码示例（有点硬核）
suspend fun foo(): Int {
return 1
}
编译器实际会生成一个这样的函数签名（伪代码）：
fun foo(continuation: Continuation<Int>): Any {
return 1
}
所以 suspend 函数其实是个 带 continuation 参数的函数。
🧘 八、总结：Kotlin 原生挂起/恢复的核心点
| 点 | 说明 |
|---|---|
| ✅ 编译器转为状态机 | 每个挂起点变成一个状态标签 |
| ✅ 挂起函数不阻塞线程 | 线程空出来，提高性能 |
| ✅ Continuation 保存状态 | 可以在任意挂起点恢复 |
| ✅ 自动恢复执行 | 协程调度器控制何时 resume |
| ✅ 语法“像同步”但内部是异步 | 写法优雅、性能优越 |
下面我们模拟 Kotlin 协程的挂起与恢复机制，也就是一个 suspend 函数在底层是如何通过 Continuation 实现挂起和恢复的。我们会用纯 Kotlin 实现一个简单的“协程执行流程”，不依赖 kotlinx.coroutines。
🎯 目标
模拟这个挂起函数的运行逻辑：
suspend fun testSuspend(): String {
println("开始")
delayFake(1000)
println("恢复后")
return "完成"
}
我们来用“非 suspend 函数”手动模拟整个过程👇
🛠 模拟版：协程挂起 + 恢复（纯 Kotlin）
interface Continuation<T> {
fun resumeWith(result: T)
}
// 模拟 delay 函数（异步延迟执行 resume）
fun delayFake(timeMillis: Long, continuation: Continuation<Unit>) {
println("挂起，$timeMillis ms 后恢复")
Thread {
Thread.sleep(timeMillis)
continuation.resumeWith(Unit) // 模拟恢复协程
}.start()
}
// 实现状态机类
class MyCoroutine : Continuation<Unit> {
var state = 0 // 0=起始状态，1=恢复状态
fun start() {
resumeWith(Unit) // 初始调用
}
override fun resumeWith(result: Unit) {
when (state) {
0 -> {
println("开始")
state = 1
delayFake(1000, this) // 传入当前 continuation
}
1 -> {
println("恢复后")
println("完成")
}
}
}
}
fun main() {
MyCoroutine().start()
// 主线程不能立即退出
Thread.sleep(2000)
}
🧠 稍作说明：
| 部分 | 含义 |
|---|---|
Continuation | 模拟协程控制器 |
delayFake | 模拟异步挂起点（非阻塞） |
state | 当前执行状态，相当于编译器生成的状态机标签 |
resumeWith | 通过判断 state 来恢复执行 |
✅ 输出效果如下：
开始
挂起，1000 ms 后恢复
恢复后
完成
你可以看到，虽然我们在 delayFake() 里“暂停”了协程逻辑，但线程没有阻塞，我们手动模拟了协程挂起点恢复后的执行。
💡 总结
这个例子展示了 Kotlin 协程在底层是如何通过：
-
Continuation保存协程的执行点 -
状态变量管理协程的控制流程
-
回调触发恢复逻辑
来实现“挂起”与“恢复”的机制。