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Kotlin協(xié)程低級(jí)api?startCoroutine與ContinuationInterceptor_Android

作者：Pika ? 更新時(shí)間： 2023-03-05 編程語言

聊一聊kotlin協(xié)程“低級(jí)”api

Kotlin協(xié)程已經(jīng)出來很久了，相信大家都有不同程度的用上了，由于最近處理的需求有遇到協(xié)程相關(guān)，因此今天來聊一Kotlin協(xié)程的“低級(jí)”api，首先低級(jí)api并不是它真的很“低級(jí)”，而是kotlin協(xié)程庫中的基礎(chǔ)api，我們一般開發(fā)用的，其實(shí)都是通過低級(jí)api進(jìn)行封裝的高級(jí)函數(shù)，本章會(huì)通過低級(jí)api的組合，實(shí)現(xiàn)一個(gè)自定義的async await 函數(shù)（下文也會(huì)介紹kotlin 高級(jí)api的async await），涉及的低級(jí)api有startCoroutine ，ContinuationInterceptor 等

startCoroutine

我們知道，一個(gè)suspend關(guān)鍵字修飾的函數(shù)，只能在協(xié)程體中執(zhí)行，伴隨著suspend 關(guān)鍵字，kotlin coroutine common庫（平臺(tái)無關(guān)）也提供出來一個(gè)api，用于直接通過suspend 修飾的函數(shù)直接啟動(dòng)一個(gè)協(xié)程，它就是startCoroutine

@SinceKotlin("1.3")
@Suppress("UNCHECKED_CAST")
public fun <R, T> (suspend R.() -> T).startCoroutine(
    作為Receiver
    receiver: R,
    當(dāng)前協(xié)程結(jié)束時(shí)的回調(diào)
    completion: Continuation<T>
) {
    createCoroutineUnintercepted(receiver, completion).intercepted().resume(Unit)
}

可以看到，它的Receiver是(suspend R.() -> T)，即是一個(gè)suspend修飾的函數(shù)，那么這個(gè)有什么作用呢？我們知道，在普通函數(shù)中無法調(diào)起suspend函數(shù)（因?yàn)槠胀ê瘮?shù)沒有隱含的Continuation對(duì)象，這里我們不在這章講，可以參考kotlin協(xié)程的資料）

但是普通函數(shù)是可以調(diào)起一個(gè)以suspend函數(shù)作為Receiver的函數(shù)（本質(zhì)也是一個(gè)普通函數(shù)）

其中startCoroutine就是其中一個(gè)，本質(zhì)就是我們直接從外部提供了一個(gè)Continuation，同時(shí)調(diào)用了resume方法，去進(jìn)入到了協(xié)程的世界

startCoroutine實(shí)現(xiàn)
createCoroutineUnintercepted(completion).intercepted().resume(Unit)

這個(gè)原理我們就不細(xì)講下去原理，之前也有寫過相關(guān)的文章。通過這種調(diào)用，我們其實(shí)就可以實(shí)現(xiàn)在普通的函數(shù)環(huán)境，開啟一個(gè)協(xié)程環(huán)境（即帶有了Continuation），進(jìn)而調(diào)用其他的suspend函數(shù)。

ContinuationInterceptor

我們都知道攔截器的概念，那么kotlin協(xié)程也有，就是ContinuationInterceptor，它提供以AOP的方式，讓外部在resume（協(xié)程恢復(fù)）前后進(jìn)行自定義的攔截操作，比如高級(jí)api中的Diapatcher就是。當(dāng)然什么是resume協(xié)程恢復(fù)呢，可能讀者有點(diǎn)懵，我們還是以上圖中出現(xiàn)的mySuspendFunc舉例子

mySuspendFunc是一個(gè)suspned函數(shù)
::mySuspendFunc.startCoroutine(object : Continuation<Unit> {
    override val context: CoroutineContext
        get() = EmptyCoroutineContext
    override fun resumeWith(result: Result<Unit>) {
    }
})

它其實(shí)等價(jià)于

val continuation = ::mySuspendFunc.createCoroutine(object :Continuation<Unit>{
    override val context: CoroutineContext
        get() = EmptyCoroutineContext
    override fun resumeWith(result: Result<Unit>) {
        Log.e("hello","當(dāng)前協(xié)程執(zhí)行完成的回調(diào)")
    }
})
continuation.resume(Unit)

startCoroutine方法就相當(dāng)于創(chuàng)建了一個(gè)Continuation對(duì)象，并調(diào)用了resume。創(chuàng)建Continuation可通過createCoroutine方法，返回一個(gè)Continuation，如果我們不調(diào)用resume方法，那么它其實(shí)什么也不會(huì)執(zhí)行，只有調(diào)用了resume等執(zhí)行方法之后，才會(huì)執(zhí)行到后續(xù)的協(xié)程體（這個(gè)也是協(xié)程內(nèi)部實(shí)現(xiàn)，感興趣可以看看之前文章）

而我們的攔截器，就相當(dāng)于在continuation.resume前后，可以添加自己的邏輯。我們可以通過繼承ContinuationInterceptor，實(shí)現(xiàn)自己的攔截器邏輯，其中需要復(fù)寫的方法是interceptContinuation方法，用于返回一個(gè)自己定義的Continuation對(duì)象，而我們可以在這個(gè)Continuation的resumeWith方法里面（當(dāng)調(diào)用了resume之后，會(huì)執(zhí)行到resumeWith方法），進(jìn)行前后打印/其他自定義操作（比如切換線程）

class ClassInterceptor() :ContinuationInterceptor {
    override val key = ContinuationInterceptor
    override fun <T> interceptContinuation(continuation: Continuation<T>): Continuation<T> =MyContinuation(continuation)
}
class MyContinuation<T>(private val continuation: Continuation<T>):Continuation<T> by continuation{
    override fun resumeWith(result: Result<T>) {
        Log.e("hello","MyContinuation start ${result.getOrThrow()}")
        continuation.resumeWith(result)
        Log.e("hello","MyContinuation end ")
    }
}

其中的key是ContinuationInterceptor，協(xié)程內(nèi)部會(huì)在每次協(xié)程恢復(fù)的時(shí)候，通過coroutineContext取出key為ContinuationInterceptor的攔截器，進(jìn)行攔截調(diào)用，當(dāng)然這也是kotlin協(xié)程內(nèi)部實(shí)現(xiàn)，這里簡(jiǎn)單提一下。

實(shí)戰(zhàn)

kotlin協(xié)程api中的 async await

我們來看一下kotlin Coroutine 的高級(jí)api async await用法

CoroutineScope(Dispatchers.Main).launch {
    val block = async(Dispatchers.IO) {
        // 阻塞的事項(xiàng)
    }
    // 處理其他主線程的事務(wù)
    // 此時(shí)必須需要async的結(jié)果時(shí)，則可通過await()進(jìn)行獲取
    val result =  block.await()
}

我們可以通過async方法，在其他線程中處理其他阻塞事務(wù)，當(dāng)主線程必須要用async的結(jié)果的時(shí)候，就可以通過await等待，這里如果結(jié)果返回了，則直接獲取值，否則就等待async執(zhí)行完成。這是Coroutine提供給我們的高級(jí)api，能夠?qū)⑷蝿?wù)簡(jiǎn)單分層而不需要過多的回調(diào)處理。

通過startCoroutine與ContinuationInterceptor實(shí)現(xiàn)自定義的 async await

我們可以參考其他語言的async，或者Dart的異步方法調(diào)用，都有類似這種方式進(jìn)行線程調(diào)用

async {
    val result = await {
        suspend 函數(shù)
    }
    消費(fèi)result
}

await在async作用域里面，同時(shí)獲取到result后再進(jìn)行消費(fèi)，async可以直接在普通函數(shù)調(diào)用，而不需要在協(xié)程體內(nèi)，下面我們來實(shí)現(xiàn)一下這個(gè)做法。

首先我們想要限定await函數(shù)只能在async的作用域才能使用，那么首先我們就要定義出來一個(gè)Receiver,我們可以在Receiver里面定義出自己想要暴露的方法

interface AsyncScope {
    fun myFunc(){
    }
}
fun async(
    context: CoroutineContext = EmptyCoroutineContext,
    block: suspend AsyncScope.() -> Unit
) {
    // 這個(gè)有兩個(gè)作用 1.充當(dāng)receiver 2.completion,接收回調(diào)
    val completion = AsyncStub(context)
    block.startCoroutine(completion, completion)
}
注意這個(gè)類，resumeWith 只會(huì)跟startCoroutine的這個(gè)協(xié)程綁定關(guān)系，跟await的協(xié)程沒有關(guān)系
class AsyncStub(override val context: CoroutineContext = EmptyCoroutineContext) :
    Continuation<Unit>, AsyncScope {
    override fun resumeWith(result: Result<Unit>) {
        // 這個(gè)是干嘛的 == > 完成的回調(diào)
        Log.e("hello","AsyncStub resumeWith ${Thread.currentThread().id} ${result.getOrThrow()}")
    }
}

上面我們定義出來一個(gè)async函數(shù)，同時(shí)定義出來了一個(gè)AsyncStub的類，它有兩個(gè)用處，第一個(gè)是為了充當(dāng)Receiver，用于規(guī)范后續(xù)的await函數(shù)只能在這個(gè)Receiver作用域中調(diào)用，第二個(gè)作用是startCoroutine函數(shù)必須要傳入一個(gè)參數(shù)completion，是為了收到當(dāng)前協(xié)程結(jié)束的回調(diào)resumeWith中可以得到當(dāng)前協(xié)程體結(jié)束回調(diào)的信息

await方法里面
suspend fun<T> AsyncScope.await(block:() -> T) = suspendCoroutine<T> {
    // 自定義的Receiver函數(shù)
    myFunc()
    Thread{
         切換線程執(zhí)行await中的方法
        it.resumeWith(Result.success(block()))
    }.start()
}

在await中，其實(shí)是一個(gè)擴(kuò)展函數(shù)，我們可以調(diào)用任何在AsyncScope中定義的方法，同時(shí)這里我們模擬了一下線程切換的操作（Dispatcher的實(shí)現(xiàn)，這里不采用Dispatcher就是想讓大家知道其實(shí)Dispatcher.IO也是這樣實(shí)現(xiàn)的），在子線程中調(diào)用it.resumeWith(Result.success(block()))，用于返回所需要的信息

通過上面定的方法，我們可以實(shí)現(xiàn)

async {
    val result = await {
        suspend 函數(shù)
    }
    消費(fèi)result
}

public interface ContinuationInterceptor : CoroutineContext.Element
//而CoroutineContext.Element又是繼承于CoroutineContext
CoroutineContext.Element:CoroutineContext

而我們的攔截器，正是CoroutineContext的子類，我們把上文的ClassInterceptor修改一下

class ClassInterceptor() : ContinuationInterceptor {
    override val key = ContinuationInterceptor
    override fun <T> interceptContinuation(continuation: Continuation<T>): Continuation<T> =
        MyContinuation(continuation)
}
class MyContinuation<T>(private val continuation: Continuation<T>) :
    Continuation<T> by continuation {
    private val handler = Handler(Looper.getMainLooper())
    override fun resumeWith(result: Result<T>) {
        Log.e("hello", "MyContinuation start ${result.getOrThrow()}")
        handler.post {
            continuation.resumeWith(Result.success(自定義內(nèi)容))
        }
        Log.e("hello", "MyContinuation end ")
    }
}

同時(shí)把a(bǔ)sync默認(rèn)參數(shù)CoroutineContext實(shí)現(xiàn)一下即可

fun async(
    context: CoroutineContext = ClassInterceptor(),
    block: suspend AsyncScope.() -> Unit
) {
    // 這個(gè)有兩個(gè)作用 1.充當(dāng)receiver 2.completion,接收回調(diào)
    val completion = AsyncStub(context)
    block.startCoroutine(completion, completion)
}

此后我們就可以直接通過，完美實(shí)現(xiàn)了一個(gè)類js協(xié)程的調(diào)用，同時(shí)具備了自動(dòng)切換線程的能力

async {
    val result = await {
        test()
    }
    Log.e("hello", "result is $result   ${Looper.myLooper() == Looper.getMainLooper()}")
}

結(jié)果

? E ?start?
? E ?MyContinuation start kotlin.Unit
? E ?MyContinuation end?
? E ?end?
? E ?執(zhí)行阻塞函數(shù) test 1923
? E ?MyContinuation start 自定義內(nèi)容數(shù)值
? E ?MyContinuation end?
? E ?result is 自定義內(nèi)容的數(shù)值 ? true
? E ?AsyncStub resumeWith 2 kotlin.Unit

最后，這里需要注意的是，為什么攔截器回調(diào)了兩次，因?yàn)槲覀僡sync的時(shí)候開啟了一個(gè)協(xié)程，同時(shí)await的時(shí)候也開啟了一個(gè)，因此是兩個(gè)。AsyncStub只回調(diào)了一次，是因?yàn)锳syncStub被當(dāng)作complete參數(shù)傳入了async開啟的協(xié)程block.startCoroutine，因此只是async中的協(xié)程結(jié)束才會(huì)被回調(diào)。

本章代碼


class ClassInterceptor() : ContinuationInterceptor {
    override val key = ContinuationInterceptor
    override fun <T> interceptContinuation(continuation: Continuation<T>): Continuation<T> =
        MyContinuation(continuation)
}
class MyContinuation<T>(private val continuation: Continuation<T>) :
    Continuation<T> by continuation {
    private val handler = Handler(Looper.getMainLooper())
    override fun resumeWith(result: Result<T>) {
        Log.e("hello", "MyContinuation start ${result.getOrThrow()}")
        handler.post {
            continuation.resumeWith(Result.success(6 as T))
        }
        Log.e("hello", "MyContinuation end ")
    }
}

interface AsyncScope {
    fun myFunc(){
    }
}
fun async(
    context: CoroutineContext = ClassInterceptor(),
    block: suspend AsyncScope.() -> Unit
) {
    // 這個(gè)有兩個(gè)作用 1.充當(dāng)receiver 2.completion,接收回調(diào)
    val completion = AsyncStub(context)
    block.startCoroutine(completion, completion)
}
class AsyncStub(override val context: CoroutineContext = EmptyCoroutineContext) :
    Continuation<Unit>, AsyncScope {
    override fun resumeWith(result: Result<Unit>) {
        // 這個(gè)是干嘛的 == > 完成的回調(diào)
        Log.e("hello","AsyncStub resumeWith ${Thread.currentThread().id} ${result.getOrThrow()}")
    }
}
suspend fun<T> AsyncScope.await(block:() -> T) = suspendCoroutine<T> {
    myFunc()
    Thread{
        it.resumeWith(Result.success(block()))
    }.start()
}

?模擬阻塞

fun test(): Int {
    Thread.sleep(5000)
    Log.e("hello", "執(zhí)行阻塞函數(shù) test ${Thread.currentThread().id}")
    return 5
}

async {
    val result = await {
        test()
    }
    Log.e("hello", "result is $result   ${Looper.myLooper() == Looper.getMainLooper()}")
}

最后

我們通過協(xié)程的低級(jí)api，實(shí)現(xiàn)了一個(gè)與官方庫不同版本的async await，同時(shí)也希望通過對(duì)低級(jí)api的設(shè)計(jì)，也能對(duì)Coroutine官方庫的高級(jí)api的實(shí)現(xiàn)有一定的了解。

原文鏈接：https://juejin.cn/post/7172813333148958728

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