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在 Android 开发中，Kotlin 协程是处理异步操作的首选方案，它能让异步代码更简洁、更易读。以下是 Android 协程异步编程的常用方法和模式：
一、基础构建块
1. launch
- 作用：启动一个新协程，不返回结果。
- 适用场景：执行不需要返回值的异步任务（如 UI 更新、启动后台操作）。
- 示例：
viewModelScope.launch {// 默认在主线程执行updateUI()// 切换到 IO 线程执行耗时操作withContext(Dispatchers.IO) {saveDataToDisk()} }
2. async + await
- 作用：异步执行任务并返回
Deferred对象，通过await()获取结果。 - 适用场景：并行执行多个异步任务，合并结果。
- 示例：
viewModelScope.launch {val task1 = async(Dispatchers.IO) { fetchDataFromNetwork() }val task2 = async(Dispatchers.IO) { loadCacheFromDisk() }// 等待两个任务完成并合并结果val result = combine(task1.await(), task2.await())updateUI(result) }
3. withContext
- 作用：在指定调度器中执行代码块，并挂起当前协程，返回结果。
- 适用场景：切换线程执行耗时操作后回到原线程。
- 示例：
viewModelScope.launch {// 主线程：显示加载状态showLoading()// 切换到 IO 线程执行耗时操作val data = withContext(Dispatchers.IO) {repository.fetchData()}// 自动回到主线程：更新 UIupdateUI(data) }
二、调度器（Dispatchers）
| 调度器 | 作用 | 适用场景 |
|---|---|---|
Dispatchers.Main | 主线程，用于 UI 操作 | 更新 TextView、启动动画 |
Dispatchers.IO | 后台线程，优化磁盘 / 网络 IO | 文件读写、网络请求 |
Dispatchers.Default | 后台线程，用于 CPU 密集型任务 | 复杂计算、JSON 解析 |
Dispatchers.Unconfined | 不指定固定线程，由调用者决定 | 测试、初期协程启动 |
三、取消与异常处理
1. 自动取消（ViewModelScope）
class MyViewModel : ViewModel() {fun fetchData() {// 使用 viewModelScope，Activity/Fragment 销毁时自动取消viewModelScope.launch {val data = withContext(Dispatchers.IO) {repository.loadData()}_liveData.value = data}}
}
2. 手动取消协程
private var job: Job? = nullfun startTask() {job = viewModelScope.launch {// 执行耗时操作}
}fun cancelTask() {job?.cancel() // 手动取消协程
}
3. 异常处理
viewModelScope.launch {try {val result = withContext(Dispatchers.IO) {api.fetchData() // 可能抛出异常的操作}updateUI(result)} catch (e: IOException) {showError(e.message)}
}
四、Flow（数据流）
1. 冷流（Cold Flow）
- 特点：只有订阅时才执行，类似 RxJava 的 Observable。
- 示例：
// 从数据库获取实时数据 fun getUserFlow(): Flow<User> = flow {while (true) {emit(database.getUser()) // 发送数据delay(1000) // 每秒更新一次} }.flowOn(Dispatchers.IO) // 指定流的执行线程// 在 ViewModel 中收集 viewModelScope.launch {userFlow.collect { user ->_liveData.value = user // 更新 LiveData} }
2. StateFlow & SharedFlow
-
StateFlow：保存最新值的热流，适合表示状态。
// ViewModel 中 private val _uiState = MutableStateFlow<UiState>(Loading) val uiState: StateFlow<UiState> = _uiState// 协程中更新状态 _uiState.value = Success(data) -
SharedFlow：更灵活的热流，可配置重放次数、缓冲区大小。
private val _event = MutableSharedFlow<Event>() val event: SharedFlow<Event> = _event// 发送事件 viewModelScope.launch {_event.emit(ToastEvent("操作成功")) }
五、Channel（通道）
1. 基本用法
- 作用：在协程间传递数据，类似生产者 - 消费者模式。
- 示例：
val channel = Channel<String>()// 生产者协程 viewModelScope.launch {repeat(5) {delay(1000)channel.send("消息 $it")}channel.close() // 发送完毕后关闭 }// 消费者协程 viewModelScope.launch {for (msg in channel) {Log.d("Channel", "收到: $msg")} }
六、组合多个异步操作
1. 串行执行
viewModelScope.launch {val user = withContext(Dispatchers.IO) { api.getUser() }val orders = withContext(Dispatchers.IO) { api.getOrders(user.id) }updateUI(orders)
}
2. 并行执行
viewModelScope.launch {val userDeferred = async(Dispatchers.IO) { api.getUser() }val ordersDeferred = async(Dispatchers.IO) { api.getOrders(userId) }val user = userDeferred.await()val orders = ordersDeferred.await()updateUI(user, orders)
}
3. 使用 zip 合并流
val flow1 = flow { emit(1) }
val flow2 = flow { emit("A") }// 合并两个流的结果
flow1.zip(flow2) { num, str -> "$num-$str" }.collect { result -> Log.d("Zip", result) } // 输出 "1-A"
七、最佳实践
-
避免在主线程执行耗时操作：
// 错误：在主线程执行网络请求 viewModelScope.launch {val data = api.fetchData() // 耗时操作，应切换到 IO 线程 }// 正确：使用 withContext 切换线程 viewModelScope.launch {val data = withContext(Dispatchers.IO) {api.fetchData()} } -
使用 ViewModelScope 管理生命周期：
class MyViewModel : ViewModel() {fun loadData() {// 使用 viewModelScope，自动与 ViewModel 生命周期绑定viewModelScope.launch { ... }} } -
避免使用 GlobalScope：
// 错误：可能导致内存泄漏 GlobalScope.launch { ... }// 正确：使用限定作用域的协程 viewModelScope.launch { ... } lifecycleScope.launch { ... }
八、与其他组件结合
1. 与 LiveData 结合
// 将 Flow 转换为 LiveData
val liveData: LiveData<User> = flow {emit(repository.getUser())
}.flowOn(Dispatchers.IO).asLiveData()
2. 与 Room 结合
// DAO 方法返回 Flow
@Query("SELECT * FROM users")
fun getUsers(): Flow<List<User>>// ViewModel 中收集数据
viewModelScope.launch {userDao.getUsers().collect { users ->_usersLiveData.value = users}
}
通过合理使用上述方法，你可以在 Android 中编写简洁、高效且安全的异步代码，避免回调地狱和内存泄漏问题。