如何使用kotlin協(xié)程提高app性能

這篇文章將為大家詳細講解有關(guān)如何使用kotlin協(xié)程提高app性能，小編覺(jué)得挺實(shí)用的，因此分享給大家做個(gè)參考，希望大家閱讀完這篇文章后可以有所收獲。

協(xié)程是一種并發(fā)設計模式，您可以在A(yíng)ndroid上使用它來(lái)簡(jiǎn)化異步執行的代碼。Kotlin1.3版本添加了 Coroutines，并基于其他語(yǔ)言的既定概念。

在A(yíng)ndroid上，協(xié)程有助于解決兩個(gè)主要問(wèn)題：

管理長(cháng)時(shí)間運行的任務(wù)，否則可能會(huì )阻止主線(xiàn)程并導致應用凍結。提供主安全性，或從主線(xiàn)程安全地調用網(wǎng)絡(luò )或磁盤(pán)操作。

本主題描述了如何使用Kotlin協(xié)程解決這些問(wèn)題，使您能夠編寫(xiě)更清晰，更簡(jiǎn)潔的應用程序代碼。

管理長(cháng)時(shí)間運行的任務(wù)

在A(yíng)ndroid上，每個(gè)應用程序都有一個(gè)主線(xiàn)程來(lái)處理用戶(hù)界面并管理用戶(hù)交互。如果您的應用程序為主線(xiàn)程分配了太多工作，那么應用程序可能會(huì )明顯卡頓或運行緩慢。網(wǎng)絡(luò )請求，JSON解析，從數據庫讀取或寫(xiě)入，甚至只是迭代大型列表都可能導致應用程序運行緩慢，導致可見(jiàn)的緩慢或凍結的UI對觸摸事件響應緩慢。這些長(cháng)時(shí)間運行的操作應該在主線(xiàn)程之外運行。

以下示例顯示了假設的長(cháng)期運行任務(wù)的簡(jiǎn)單協(xié)程實(shí)現：

suspend fun fetchDocs() {        // Dispatchers.Main val result = get("https://developer.android.com") // Dispatchers.IO for `get` show(result)          // Dispatchers.Main}suspend fun get(url: String) = withContext(Dispatchers.IO) { /* ... */ }

協(xié)同程序通過(guò)添加兩個(gè)操作來(lái)處理長(cháng)時(shí)間運行的任務(wù)，從而構建常規功能。除了invoke（或call）和返回之外，協(xié)同程序還添加了suspend和resume：

suspend暫停當前協(xié)同程序的執行，保存所有局部變量。resume恢復從暫停的協(xié)同處繼續執行暫停的協(xié)同程序。

您只能從其他suspend函數調用suspend函數，或者使用諸如啟動(dòng)之類(lèi)的協(xié)程構建器來(lái)啟動(dòng)新的協(xié)程。

在上面的示例中，get()仍然在主線(xiàn)程上運行，但它在啟動(dòng)網(wǎng)絡(luò )請求之前掛起協(xié)同程序。當網(wǎng)絡(luò )請求完成時(shí)，get恢復暫停的協(xié)程，而不是使用回調來(lái)通知主線(xiàn)程。

Kotlin使用堆?？蚣軄?lái)管理與任何局部變量一起運行的函數。掛起協(xié)程時(shí)，將復制并保存當前堆棧幀以供以后使用?；謴蜁r(shí)，堆棧幀將從保存位置復制回來(lái)，并且該函數將再次開(kāi)始運行。即使代碼看起來(lái)像普通的順序阻塞請求，協(xié)程也可以確保網(wǎng)絡(luò )請求避免阻塞主線(xiàn)程。

Use coroutines for main-safety

Kotlin協(xié)程使用調度程序來(lái)確定哪些線(xiàn)程用于協(xié)程執行。要在主線(xiàn)程之外運行代碼，您可以告訴Kotlin協(xié)程在Default或IO調度程序上執行工作。在Kotlin中，所有協(xié)同程序必須在調度程序中運行，即使它們在主線(xiàn)程上運行。協(xié)同程序可以暫停，調度程序負責恢復它們。要指定協(xié)程應該運行的位置，Kotlin提供了三個(gè)可以使用的調度程序：

Dispatchers.Main - 使用此調度程序在主Android線(xiàn)程上運行協(xié)同程序。 這應該僅用于與UI交互并執行快速工作。 示例包括調用掛起函數，運行Android UI框架操作以及更新LiveData對象。Dispatchers.IO - 此調度程序已經(jīng)過(guò)優(yōu)化，可在主線(xiàn)程外執行磁盤(pán)或網(wǎng)絡(luò )I / O. 示例包括使用Room組件，讀取或寫(xiě)入文件以及運行任何網(wǎng)絡(luò )操作。Dispatchers.Default - 此調度程序已經(jīng)過(guò)優(yōu)化，可以在主線(xiàn)程之外執行CPU密集型工作。 示例用例包括對列表進(jìn)行排序和解析JSON。

繼續前面的示例，您可以使用調度程序重新定義get函數。 在get的主體內部，調用withContext(Dispatchers.IO)來(lái)創(chuàng )建一個(gè)在IO線(xiàn)程池上運行的塊。 放在該塊中的任何代碼總是通過(guò)IO調度程序執行。 由于withContext本身是一個(gè)掛起函數，因此函數get也是一個(gè)掛起函數。

使用協(xié)同程序，您可以調度具有細粒度控制的線(xiàn)程。 因為withContext()允許您控制任何代碼行的線(xiàn)程池而不引入回調，所以您可以將它應用于非常小的函數，例如從數據庫讀取或執行網(wǎng)絡(luò )請求。 一個(gè)好的做法是使用withContext()來(lái)確保每個(gè)函數都是主安全的，這意味著(zhù)您可以從主線(xiàn)程調用該函數。 這樣，調用者永遠不需要考慮應該使用哪個(gè)線(xiàn)程來(lái)執行該函數。

在前面的示例中，fetchDocs()在主線(xiàn)程上執行; 但是，它可以安全地調用get，后者在后臺執行網(wǎng)絡(luò )請求。 因為協(xié)同程序支持掛起和恢復，所以只要withContext塊完成，主線(xiàn)程上的協(xié)程就會(huì )以get結果恢復。

重要說(shuō)明：使用suspend并不能告訴Kotlin在后臺線(xiàn)程上運行函數。 暫停函數在主線(xiàn)程上運行是正常的。 在主線(xiàn)程上啟動(dòng)協(xié)同程序也很常見(jiàn)。 當您需要主安全時(shí)，例如在讀取或寫(xiě)入磁盤(pán)，執行網(wǎng)絡(luò )操作或運行CPU密集型操作時(shí)，應始終在掛起函數內使用withContext()。

與等效的基于回調的實(shí)現相比，withContext()不會(huì )增加額外的開(kāi)銷(xiāo)。 此外，在某些情況下，可以?xún)?yōu)化withContext()調用，而不是基于等效的基于回調的實(shí)現。 例如，如果一個(gè)函數對網(wǎng)絡(luò )進(jìn)行十次調用，則可以通過(guò)使用外部withContext()告訴Kotlin只切換一次線(xiàn)程。 然后，即使網(wǎng)絡(luò )庫多次使用withContext()，它仍然停留在同一個(gè)調度程序上，并避免切換線(xiàn)程。 此外，Kotlin優(yōu)化了Dispatchers.Default和Dispatchers.IO之間的切換，以盡可能避免線(xiàn)程切換。

要點(diǎn)：使用使用Dispatchers.IO或Dispatchers.Default等線(xiàn)程池的調度程序并不能保證該塊從上到下在同一個(gè)線(xiàn)程上執行。 在某些情況下，Kotlin協(xié)程可能會(huì )在暫停和恢復后將執行移動(dòng)到另一個(gè)線(xiàn)程。 這意味著(zhù)線(xiàn)程局部變量可能不會(huì )指向整個(gè)withContext()塊的相同值。

指定CoroutineScope

定義協(xié)程時(shí)，還必須指定其CoroutineScope。 CoroutineScope管理一個(gè)或多個(gè)相關(guān)協(xié)程。 您還可以使用CoroutineScope在該范圍內啟動(dòng)新協(xié)程。 但是，與調度程序不同，CoroutineScope不會(huì )運行協(xié)同程序。

CoroutineScope的一個(gè)重要功能是當用戶(hù)離開(kāi)應用程序中的內容區域時(shí)停止協(xié)程執行。 使用CoroutineScope，您可以確保正確停止任何正在運行的操作。

將CoroutineScope與Android架構組件配合使用

在A(yíng)ndroid上，您可以將CoroutineScope實(shí)現與組件生命周期相關(guān)聯(lián)。這樣可以避免泄漏內存或為與用戶(hù)不再相關(guān)的activity或fragment執行額外的工作。使用Jetpack組件，它們自然適合ViewModel。由于ViewModel在配置更改（例如屏幕旋轉）期間不會(huì )被銷(xiāo)毀，因此您不必擔心協(xié)同程序被取消或重新啟動(dòng)。

范圍知道他們開(kāi)始的每個(gè)協(xié)同程序。這意味著(zhù)您可以隨時(shí)取消在作用域中啟動(dòng)的所有內容。范圍傳播自己，所以如果一個(gè)協(xié)程開(kāi)始另一個(gè)協(xié)同程序，兩個(gè)協(xié)同程序具有相同的范圍。這意味著(zhù)即使其他庫從您的范圍啟動(dòng)協(xié)程，您也可以隨時(shí)取消它們。如果您在ViewModel中運行協(xié)同程序，這一點(diǎn)尤為重要。如果因為用戶(hù)離開(kāi)了屏幕而導致ViewModel被銷(xiāo)毀，則必須停止它正在執行的所有異步工作。否則，您將浪費資源并可能泄漏內存。如果您在銷(xiāo)毀ViewModel后應該繼續進(jìn)行異步工作，則應該在應用程序架構的較低層中完成。

警告：通過(guò)拋出CancellationException協(xié)同取消協(xié)同程序。 在協(xié)程取消期間觸發(fā)捕獲異?；騎hrowable的異常處理程序。

使用適用于A(yíng)ndroid體系結構的KTX庫組件，您還可以使用擴展屬性viewModelScope來(lái)創(chuàng )建可以運行的協(xié)同程序，直到ViewModel被銷(xiāo)毀。

啟動(dòng)一個(gè)協(xié)程

您可以通過(guò)以下兩種方式之一啟動(dòng)協(xié)同程序：

launch會(huì )啟動(dòng)一個(gè)新的協(xié)程，并且不會(huì )將結果返回給調用者。 任何被認為是“發(fā)射并忘記”的工作都可以使用launch來(lái)開(kāi)始。async啟動(dòng)一個(gè)新的協(xié)同程序，并允許您使用名為await的掛起函數返回結果。

通常，您應該從常規函數啟動(dòng)新協(xié)程，因為常規函數無(wú)法調用等待。 僅在另一個(gè)協(xié)同程序內部或在掛起函數內部執行并行分解時(shí)才使用異步。

在前面的示例的基礎上，這里是一個(gè)帶有viewModelScope KTX擴展屬性的協(xié)程，它使用launch從常規函數切換到協(xié)同程序：

fun onDocsNeeded() { viewModelScope.launch { // Dispatchers.Main  fetchDocs()   // Dispatchers.Main (suspend function call) }}

警告：?jiǎn)?dòng)和異步處理異常的方式不同。 由于async期望在某個(gè)時(shí)刻最終調用await，它會(huì )保留異常并在await調用中重新拋出它們。 這意味著(zhù)如果您使用await從常規函數啟動(dòng)新的協(xié)同程序，則可能會(huì )以靜默方式刪除異常。 這些丟棄的異常不會(huì )出現在崩潰指標中，也不會(huì )出現在logcat中。

并行分解

當函數返回時(shí)，必須停止由掛起函數啟動(dòng)的所有協(xié)同程序，因此您可能需要保證這些協(xié)程在返回之前完成。 通過(guò)Kotlin中的結構化并發(fā)，您可以定義一個(gè)啟動(dòng)一個(gè)或多個(gè)協(xié)同程序的coroutineScope。 然后，使用await()（對于單個(gè)協(xié)同程序）或awaitAll()（對于多個(gè)協(xié)程），可以保證這些協(xié)程在從函數返回之前完成。

例如，讓我們定義一個(gè)以異步方式獲取兩個(gè)文檔的coroutineScope。 通過(guò)在每個(gè)延遲引用上調用await()，我們保證在返回值之前兩個(gè)異步操作都完成：

suspend fun fetchTwoDocs() = coroutineScope {  val deferredOne = async { fetchDoc(1) }  val deferredTwo = async { fetchDoc(2) }  deferredOne.await()  deferredTwo.await() }

即使fetchTwoDocs（）使用異步啟動(dòng)新的協(xié)同程序，該函數也會(huì )使用awaitAll（）等待那些啟動(dòng)的協(xié)同程序在返回之前完成。 但請注意，即使我們沒(méi)有調用awaitAll（），coroutineScope構建器也不會(huì )恢復調用fetchTwoDocs的協(xié)程，直到所有新的協(xié)程完成。

此外，coroutineScope捕獲協(xié)程拋出的任何異常并將它們路由回調用者。

有關(guān)并行分解的更多信息，請參閱編寫(xiě)掛起函數。

具有內置支持的架構組件

一些體系結構組件（包括ViewModel和Lifecycle）通過(guò)其自己的CoroutineScope成員包含對協(xié)同程序的內置支持。例如，ViewModel包含一個(gè)內置的viewModelScope。 這提供了在ViewModel范圍內啟動(dòng)協(xié)同程序的標準方法，如以下示例所示：

class MyViewModel : ViewModel() { fun launchDataLoad() {  viewModelScope.launch {   sortList()   // Modify UI  } } /** * Heavy operation that cannot be done in the Main Thread */ suspend fun sortList() = withContext(Dispatchers.Default) {  // Heavy work }}LiveData還使用帶有liveData塊的協(xié)同程序：liveData { // runs in its own LiveData-specific scope}