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Kotlin协程异常处理全解析

news 来源：原创 2025/5/19 10:19:50

在 Kotlin 协程开发中，异常处理是保证程序稳定性的关键环节。以下从底层机制到实战场景的全面解析，帮助您彻底掌握协程异常处理：

一、协程异常传播机制深度解析

结构化并发原则
异常沿协程作用域的层次结构向上传播，父协程默认会取消所有子协程并传播异常，直到被处理或导致根协程崩溃。

Job 层次结构

val scope = CoroutineScope(Job())
scope.launch {launch { // 子协程1throw RuntimeException("Child failed")}launch { // 子协程2 会被取消 }
}

子协程1的异常会触发父协程取消，进而取消子协程2

关键传播路径
- launch：立即抛出异常
- async：延迟到 await() 抛出
- coroutineScope：任一子协程失败即整体失败

二、异常处理四大核心策略

1. 全局异常捕获（CoroutineExceptionHandler）

val handler = CoroutineExceptionHandler { _, ex ->FirebaseCrashlytics.getInstance().recordException(ex)Log.e("GLOBAL", "Caught $ex")
}CoroutineScope(SupervisorJob() + handler).launch {throw NetworkException("API call failed")
}

适用场景：日志记录、崩溃上报等全局处理

2. SupervisorJob 隔离策略

val supervisor = SupervisorJob()
val scope = CoroutineScope(coroutineContext + supervisor)scope.launch { /* 协程A 失败不影响 B */ }
scope.launch { /* 协程B */ }

关键特性：

子协程独立失败
需配合 CoroutineExceptionHandler 使用
Android 的 viewModelScope 默认使用 SupervisorJob

3. 局部异常捕获

scope.launch {try {fetchData()} catch (e: IOException) {showErrorUI(e)}
}// 对于 async
val deferred = scope.async { /* 可能抛异常 */ }
try {deferred.await()
} catch (e: Exception) {handleError(e)
}

4. 异常传播控制

scope.launch {supervisorScope { // 独立监管域launch { /* 子协程1 */ } // 失败不影响外层launch { /* 子协程2 */ }}
}

三、典型崩溃场景分析

场景 1：未捕获的根协程异常

// 错误示例：
GlobalScope.launch {throw Exception("Boom!") // 导致进程崩溃
}// 正确方案：
GlobalScope.launch(CoroutineExceptionHandler { _, e -> handle(e)}
) {// ...
}

场景 2：async 异常处理遗漏

// 错误示例：
val deferred = scope.async { throw Exception() }
deferred.await() // 未捕获导致崩溃// 正确处理：
try {deferred.await()
} catch (e: Exception) {// 处理异常
}

场景 3：错误使用作用域

// 错误示例：
coroutineScope {launch { throw Exception() } // 导致整个作用域取消launch { delay(1000) } // 被连带取消
}// 正确方案：
supervisorScope {launch { /* ... */ }
}

四、进阶调试技巧

堆栈分析
开启 -Dkotlinx.coroutines.debug JVM 参数获取完整协程信息
异常传播可视化
使用 CoroutineName 标识协程：
```
launch(CoroutineName("MainWorker")) {async(CoroutineName("NetworkRequest")) {throw IOException()}.await()
}
```
崩溃日志将显示：
Exception in thread “DefaultDispatcher-worker-1” java.io.IOException
at CoroutineName(NetworkRequest).invokeSuspend(:…)
at CoroutineName(MainWorker).resumeWith(:…)

单元测试策略

@Test
fun testCoroutineException() = runTest {val handler = CoroutineExceptionHandler { _, _ -> }val scope = CoroutineScope(handler)scope.launch { throw Exception() }advanceTimeBy(1000) // 等待协程执行// 验证异常处理逻辑
}

五、性能优化建议

避免过度使用 SupervisorJob
在需要严格错误隔离的场景使用，普通业务逻辑优先考虑结构化并发
异常处理开销
高频协程中避免在热路径（hot path）进行 try-catch
内存泄漏预防
确保 CoroutineExceptionHandler 不持有 Activity/Fragment 引用

六、架构设计最佳实践

分层错误处理
- UI 层：展示友好错误提示
- 领域层：转换异常类型
- 数据层：处理原始异常

错误类型标准化

sealed class AppError : Exception() {data class NetworkError(val code: Int) : AppError()data class DatabaseError(val query: String) : AppError()object AuthExpired : AppError()
}

错误恢复机制

suspend fun loadDataWithRetry() {var retryCount = 0while (retryCount < MAX_RETRY) {try {return fetchData()} catch (e: NetworkException) {delay(exponentialBackoff(retryCount))retryCount++}}throw MaxRetryException()
}