在 Android 开发中,我们经常需要处理异步任务,例如网络请求、数据库访问、耗时计算等等。为了在处理异步任务时能够方便地更新 UI,Android 提供了 Handler 类。然而,在使用 Handler 时,我们需要处理一些繁琐的问题,例如线程间通信和内存泄漏。为了简化这些问题,Google 在 Android 3.0 引入了 AsyncTask 类,但它仍然有一些限制。最近,Kotlin 官方推出了 Kotlin 协程,它是一种轻量级的线程框架,可以在 Android 开发中替代 Handler 和 AsyncTask,并提供更加简洁和强大的异步编程体验。

什么是协程

协程是一种轻量级的线程框架,它允许开发者以顺序的方式编写异步代码,而无需关心线程的管理和同步问题。协程的概念最早出现在 Erlang 语言中,后来被其他编程语言引入。Kotlin 协程是基于 JVM 的一种协程实现,它允许开发者以同步的方式编写异步代码,并且可以与现有的异步框架(例如 Retrofit、Room 等)很好地集成。

使用协程的好处主要有以下几点:

  • 简化异步代码:协程允许我们以顺序的方式编写异步代码,而不是嵌套的回调函数或者复杂的线程管理代码。
  • 避免回调地狱:使用协程,我们可以将异步任务的逻辑写在一个连续的代码块中,而不是多个回调函数中,提高代码的可读性和可维护性。
  • 更好的错误处理:协程提供了异常处理机制,可以很方便地捕获和处理异步任务中的异常。
  • 更好的性能:协程使用非阻塞的方式执行异步任务,可以更好地利用系统资源,提高应用的性能。
  • 更好的 UI 交互:协程允许我们在主线程中执行异步任务,从而方便地更新 UI。

使用协程代替 Handler

在 Android 中,我们经常需要在子线程中执行一些耗时的任务,然后在主线程中更新 UI。使用 Handler,我们可以很方便地实现这个功能。然而,使用 Handler 时,我们需要处理一些繁琐的问题,例如线程间通信和内存泄漏。现在,我们可以使用协程来简化这些问题。

首先,我们需要添加协程库的依赖。在项目的 build.gradle 文件中,加入以下代码:

dependencies {
    implementation 'org.jetbrains.kotlinx:kotlinx-coroutines-android:1.6.1'
}

接下来,我们可以在任何一个函数中创建一个协程。在 Kotlin 中,我们使用 suspend 修饰符来声明一个挂起函数,它可以在协程中被调用。在协程中,我们可以使用 launch 函数来启动一个新的协程,并在其中执行一些异步任务。

 

下面是官方一个使用协程替代 Handler 的示例代码:

fun main(args: Array<String>) {
    launch(CommonPool) {
        delay(1000L) 
        println("World!") 
    }
    println("Hello,")
    Thread.sleep(2000L)
}


/* 
运行结果: ("Hello,"会立即被打印, 1000毫秒之后, "World!"会被打印)
Hello, 
World!
*/

此处解释一下delay方法:

在协程里delay方法作用等同于线程里的sleep, 都是休息一段时间, 但不同的是delay不会阻塞当前线程, 而像是设置了一个闹钟, 在闹钟未响之前, 运行该协程的线程可以被安排做了别的事情, 当闹钟响起时, 协程就会恢复运行.

在Android中使用协程

在Android中使用协程需要引入如下两个库:

implementation "org.jetbrains.kotlinx:kotlinx-coroutines-core:1.6.1"
implementation "org.jetbrains.kotlinx:kotlinx-coroutines-android:1.6.1"

官方建议有生命周期的类继承 CoroutineSocpe,这样就能让全部协程跟着生命周期结束。

MainActivity : AppCompatActivity(), CoroutineScope by MainScope(){
    override fun onDestroy(){
        super.onDestory()
        cancel()
     }
}  

在村庄UI逻辑类中使用:

class MainActivityFacede : CoroutineScope {
    private val job = Job()


    override val coroutineContext: CoroutineContext
        get() = Dispatchers.Main + job


    fun destroy() {
        job.cancel()
    }
}

运行协程

Android有两种运行协程,分别是launch与async。下面我们来说一下它们的一些区别:

  • aunch 没有返回值,或者说返回只是 job ,能够知道任务的状态,却不能携带返回结果。
  • async 有返回值,也就是返回的是 Deferred ,它是继承的 job ,所有job有的,它都有,还具备了job没有的携带数据回来的能力。
  • launch 可以用来运行不需要操作结果的协程(如文件删除,创建等)
  • async 可以用来运行异步耗时任务并且需要返回值的任务(网络请求,数据库操作,文件读写等)。

以下是Job和Deferred的生命周期说明。

image.png

以下是一个使用示例:

private suspend fun getWebTime(): Long {
    var result = RequeastTest.getInstance().start()
    val name = Thread.currentThread().name
    if (!coroutines.contains(name)) {
        coroutines.add(name)
    }
    return result
}


launch() {
    //do sth
    var time = withContext(Dispather.IO){
        getWebTime()
    }
    //update UI
    
}
launch {
    var deferred = async(Dispather.IO) {
        //发起网络请求..
        getWebTime()
    }
    //do sth ...
    var value = deferred.await()
    //do sth...
}

可以看到,我们使用了两个新的东西Dispather和suspend。

Dispther可以理解为是一个协程调度器,用来调度协程跑到哪个线程中。Dispather 可以在 launch、async 等启动协程时,指定在哪个线程里面运行,也可以在协程中,使用 withContext(Dispather.) 来切换线程,使用 withContext 切换线程时,有返回值。

 

Suspend是协程里面唯一一个修饰符,用来修改函数的,表明函数是一个挂起函数,协程编译器会在编译期间进行CPS变换,去做一些不可描述的事情。用suspend修饰的函数,只能在协程体和同样使用 suspend 修饰的函数中调用。

 

另外,我们还可以同时进行多个网络请求,并在全部请求完毕之后进行数据整理,统一渲染界面,如下所示。

launch {
    var userInfoDeferred = async {
        //获取用户基本信息
        getUserInfo(aid)
    }


    var userTeamsDeferred = async{
        //获取用户团队..
        getUserTeams(aid)
    }
    
    var userOrgsDeferred =  async {
        //获取用户组织机构
        getUserOrgs(aid)
    }
    
    var userInfo = userInfoDeferred.await()
    var userTeams = userTeamsDeferred.await()
    var userOrgsDeferred = userOrgsDeferred.await()
    //渲染UI 
}

事实上,对于协程的简单理解与使用,协程到底是什么, 很难给出具体的定义, 就算能给出具体定义, 也会非常抽象难以理解的。另一方面, 协程可以说是编译器的能力, 因为协程并不需要操作系统和硬件的支持(线程需要), 是编译器为了让开发者写代码更简单方便, 提供了一些关键字, 并在内部自动生成了一些支持型代码。

总的来说,协程就是一种轻量级的线程框架,它允许开发者以顺序的方式编写异步代码。并且,相比传统的 Handler 和 AsyncTask编程,协程能够更好的利用系统资源,提高代码的可读性和可维护性。


xiangzhihong
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著有《React Native移动开发实战》1,2,3、《Kotlin入门与实战》《Weex跨平台开发实战》、《Flutter跨平台开发与实战》1,2和《Android应用开发实战》