Kotlin协程快速进阶

大家元旦快乐，去年写了篇Kotlin协程快速入门，简单介绍了下协程的一些基本概念，今天来介绍下一些其他重要的知识点。

Channel

在协程里面开启另一个协程是很方便的，但如果想在它们之间传递消息，或者说协程间通信该怎么做呢？Channel（通道）就可以用作在协程之间简单的发送接收数据：

fun main() = runBlocking {
        val channel = Channel<String>()
        launch {
                channel.send("apple")
        }
        println("I like ${channel.receive()}")
    }
复制代码

这种做法是很像消费者与生产者模式。生产者一方生成并发送一定量的数据放到缓冲区中，与此同时，消费者也在缓冲区消耗这些数据。这一点通过它所继承的接口定义也能很好地体现：

public interface Channel<E> : SendChannel<E>, ReceiveChannel<E> {
  public companion object Factory {
       
        public const val UNLIMITED = Int.MAX_VALUE

        public const val RENDEZVOUS = 0

        public const val CONFLATED = -1
    }
}
复制代码

通道缓冲区 通道是一个接口，根据缓冲区容量不同，有四种不同的具体实现。

public fun <E> Channel(capacity: Int = RENDEZVOUS): Channel<E> =
    when (capacity) {
        RENDEZVOUS -> RendezvousChannel()
        UNLIMITED -> LinkedListChannel()
        CONFLATED -> ConflatedChannel()
        else -> ArrayChannel(capacity)
    }
复制代码

Channel的缓冲区默认是0个，当有信息send进去后，协程就会被挂起，只有被调receive后才会继续执行。如果容量大于0，当达到容量最大值时也同样会被挂起：

 fun main() = runBlocking {
        val channel = Channel<Int>(2)
        launch {
            for (x in 1..5) {
                channel.send(x * x)
                println("send $x")
            }
        }
        delay(200L)
        repeat(2) { println("receive ${channel.receive()}") }
复制代码

结果如下，在发送两个数据后，只有收到一个数据后才会继续发送：

2019-01-01 19:01:11.176 30809-30809/com.renny.kotlin I/System.out: send 1
2019-01-01 19:01:11.176 30809-30809/com.renny.kotlin I/System.out: send 2
2019-01-01 19:01:11.377 30809-30809/com.renny.kotlin I/System.out: receive 1
2019-01-01 19:01:11.377 30809-30809/com.renny.kotlin I/System.out: receive 4
2019-01-01 19:01:11.377 30809-30809/com.renny.kotlin I/System.out: send 3
2019-01-01 19:01:11.377 30809-30809/com.renny.kotlin I/System.out: send 4
复制代码

以上就是Channel的基本用法了，看到这，熟悉Java并发编程的同学很容易联想到阻塞队列，它们的作用是很相似的。Channel实现的阻塞队列并不是真正的阻塞，而是协程被挂起，并且它是可以被关闭的。

Channel详解

上面说道Channel继承了SendChannel和ReceiveChannel，它本身没有实现逻辑，所以我们来看下这两个接口的一些重要方法：

public fun offer(element: E): Boolean
复制代码

这也是发送消息的方法，不过和send不同，它有返回值，在Channel缓冲区容量满了的时候不会挂起而是直接返回false。

public fun close(cause: Throwable? = null): Boolean
复制代码

关闭通道，关闭通道后再调用send或者offer会抛出异常。在发送方可以用isClosedForSend来判断通道是否关闭。对应的, 还有isClosedForReceive，但它会在所有之前发送的元素收到之后才返回 "true"。

 public fun poll(): E?
复制代码

和offer对应，从缓冲区取不到消息会返回空，而不是像receive一样挂起协程。

public fun cancel(): Unit
复制代码

会取消接受消息并移除缓冲区的所有元素，因此isClosedForReceive也会立即返回"true"。

 public operator fun iterator(): ChannelIterator<E>
复制代码

通过返回一个迭代器来接受缓冲区的消息，其实直接用for循环也是可以的（Channel并不是一个集合，可能是对协程的特殊支持吧）：

fun main() = runBlocking {
        val channel = Channel<Int>()
        launch {
            for (x in 1..5) channel.send(x * x)
            channel.close()
        }
        for (y in channel) println(y)
        println("Done!")
    }
复制代码

Channel进阶

事件的合并

再回到最初，缓冲区容量定义,大于等于0的值都很好理解，但Channel.CONFLATED = -1是什么鬼？ 我们来改造下上面的demo：

 fun main() = runBlocking {
        val channel = Channel<Int>(Channel.CONFLATED)
        launch {
            for (x in 1..5) {
                channel.send(x * x)
                println("send $x")
            }
        }
        delay(200L)
        repeat(2) { println("receive ${channel.receive()}") }
    }
复制代码

输出如下：

2019-01-01 20:10:29.922 1314-1314/com.renny.kotlin I/System.out: send 1
2019-01-01 20:10:29.922 1314-1314/com.renny.kotlin I/System.out: send 2
2019-01-01 20:10:29.927 1314-1314/com.renny.kotlin I/System.out: send 3
2019-01-01 20:10:29.927 1314-1314/com.renny.kotlin I/System.out: send 4
2019-01-01 20:10:29.928 1314-1314/com.renny.kotlin I/System.out: send 5
2019-01-01 20:10:30.117 1314-1314/com.renny.kotlin I/System.out: receive 25
复制代码

send方法并没有被挂起，但我们只收到了一个消息。事实上，定义为Channel.CONFLATED时，缓冲区的的容量也是1，但当容量已经有消息，但又有新消息来的的时候，它会用新消息来替代当前的消息。所以根据这个特性，接收方总是能接收到最新的消息。具体有啥用嘛？比如点击一次按钮触发一次动画，在动画播放期间的点击事件都将被合并成一次，当动画结束后，又会开始最新点击的动画，之间的点击都被略掉了。

扩展

上面发送和接受代码写的多少有些繁琐，官方还提供了扩展方法produce和consumeEach，我们来该写下例子，不需要手动再开启发送消息一方的协程了：

fun main() = runBlocking {
        val squares = produce {
            for (x in 1..5) send(x * x)
        }
        squares.consumeEach { println(it) }
        println("Done!")
    }
复制代码

async/await

async 异步， await 等待 ，这两个方法是协程为了更好解决异步任务而推出的，熟悉JS、C#等语言的人对这两个方法肯定很熟悉，用法也是差不多的。

 fun main() = runBlocking{
        var time = measureTimeMillis {
            val one = doSomethingUsefulOne()
            val two = doSomethingUsefulTwo()
            println("The answer is ${one + two}")
        }
        println("Sync completed in $time ms")

         time = measureTimeMillis {
            val one = async { doSomethingUsefulOne() }
            val two = async { doSomethingUsefulTwo() }
            println("The answer is ${one.await() + two.await()}")
        }
        println("Async completed in $time ms")
    }

    suspend fun doSomethingUsefulOne(): Int {
        delay(1000L)
        return 13
    }

    suspend fun doSomethingUsefulTwo(): Int {
        delay(1000L)
        return 29
    }
复制代码

结果是一样的，但耗时却差了一半。我们就像调用同步任务一样启用异步，不得不说比java原生实现优雅多了

2019-01-01 20:52:15.482 3520-3520/com.renny.kotlin I/System.out: The answer is 42
2019-01-01 20:52:15.483 3520-3520/com.renny.kotlin I/System.out: Sync completed in 2006 ms
2019-01-01 20:52:16.489 3520-3520/com.renny.kotlin I/System.out: The answer is 42
2019-01-01 20:52:16.489 3520-3520/com.renny.kotlin I/System.out: Async completed in 1006 ms
复制代码

async是一个扩展方法，在里面启动了一个子协程，看下定义：

public fun <T> CoroutineScope.async(
    context: CoroutineContext = EmptyCoroutineContext,
    start: CoroutineStart = CoroutineStart.DEFAULT,
    block: suspend CoroutineScope.() -> T
): Deferred<T> {
    val newContext = newCoroutineContext(context)
    val coroutine = if (start.isLazy)
        LazyDeferredCoroutine(newContext, block) else
        DeferredCoroutine<T>(newContext, active = true)
    coroutine.start(start, coroutine, block)
    return coroutine
}
复制代码

返回的也不再是Job对象，而是Deferred，这两者大概像就是runnable和callable的关系吧，无返回值和有返回值，其他都差不多。而await会挂起当前的协程，直到子协程代码结束并拿到返回结果，和join也类似