(转)Kotlin-协程

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协程是什么

协程并不是 Kotlin 提出来的新概念，其他的一些编程语言，例如：Go、Python 等都可以在语言层面上实现协程，甚至是 Java，也可以通过使用扩展库来间接地支持协程。

当在网上搜索协程时，我们会看到：

• Kotlin 官方文档说「本质上，协程是轻量级的线程」。
• 很多博客提到「不需要从用户态切换到内核态」、「是协作式的」等等。

作为 Kotlin 协程的初学者，这些概念并不是那么容易让人理解。这些往往是作者根据自己的经验总结出来的，只看结果，而不管过程就不容易理解协程。

「协程 Coroutines」源自 Simula 和 Modula-2 语言，这个术语早在 1958 年就被 Melvin Edward Conway 发明并用于构建汇编程序，说明协程是一种编程思想，并不局限于特定的语言。

Go 语言也有协程，叫 Goroutines，从英文拼写就知道它和 Coroutines 还是有些差别的（设计思想上是有关系的），否则 Kotlin 的协程完全可以叫 Koroutines 了。

因此，对一个新术语，我们需要知道什么是「标准」术语，什么是变种。

当我们讨论协程和线程的关系时，很容易陷入中文的误区，两者都有一个「程」字，就觉得有关系，其实就英文而言，Coroutines 和 Threads 就是两个概念。

从 Android 开发者的角度去理解它们的关系：

• 我们所有的代码都是跑在线程中的，而线程是跑在进程中的。
• 协程没有直接和操作系统关联，但它不是空中楼阁，它也是跑在线程中的，可以是单线程，也可以是多线程。
• 单线程中的协程总的执行时间并不会比不用协程少。
• Android 系统上，如果在主线程进行网络请求，会抛出 NetworkOnMainThreadException，对于在主线程上的协程也不例外，这种场景使用协程还是要切线程的。

协程设计的初衷是为了解决并发问题，让 「协作式多任务」 实现起来更加方便。这里就先不展开「协作式多任务」的概念，等我们学会了怎么用再讲。

虽说协程就是 Kotlin 提供的一套线程封装的 API，但并不是说协程就是为线程而生的。

不过，我们学习 Kotlin 中的协程，一开始确实可以从线程控制的角度来切入。因为在 Kotlin 中，协程的一个典型的使用场景就是线程控制。就像 Java 中的 Executor 和 Android 中的 AsyncTask，Kotlin 中的协程也有对 Thread API 的封装，让我们可以在写代码时，不用关注多线程就能够很方便地写出并发操作。

在 Java 中要实现并发操作通常需要开启一个 Thread ：

// java
new Thread(new Runnable() {
    @Override
    public void run() {
        ...
    }
}).start();

这里仅仅只是开启了一个新线程，至于它何时结束、执行结果怎么样，我们在主线程中是无法直接知道的。

Kotlin 中同样可以通过线程的方式去写：

// Kotlin
Thread({
    ...
}).start()

可以看到，和 Java 一样也摆脱不了直接使用 Thread 的那些困难和不方便：

• 线程什么时候执行结束
• 线程间的相互通信
• 多个线程的管理

我们可以用 Java 的 Executor 线程池来进行线程管理：

val executor = Executors.newCachedThreadPool()
executor.execute({
    ...
})

用 Android 的 AsyncTask 来解决线程间通信：

object : AsyncTask<T0, T1, T2> { 
    override fun doInBackground(vararg args: T0): String { ... }
    override fun onProgressUpdate(vararg args: T1) { ... }
    override fun onPostExecute(t3: T3) { ... }
}

AsyncTask 是 Android 对线程池 Executor 的封装，但它的缺点也很明显：

• 需要处理很多回调，如果业务多则容易陷入「回调地狱」。
• 硬是把业务拆分成了前台、中间更新、后台三个函数。

看到这里你很自然想到使用 RxJava 解决回调地狱，它确实可以很方便地解决上面的问题。

RxJava，准确来讲是 ReactiveX 在 Java 上的实现，是一种响应式程序框架，我们通过它提供的「Observable」的编程范式进行链式调用，可以很好地消除回调。

使用协程，同样可以像 Rx 那样有效地消除回调地狱，不过无论是设计理念，还是代码风格，两者是有很大区别的，协程在写法上和普通的顺序代码类似。

这里并不会比较 RxJava 和协程哪个好，或者讨论谁取代谁的问题，我这里只给出一个建议，你最好都去了解下，因为协程和 Rx 的设计思想本来就不同。

下面的例子是使用协程进行网络请求获取用户信息并显示到 UI 控件上：

🏝️
launch({
    val user = api.getUser() // 👈 网络请求（IO 线程）
    nameTv.text = user.name  // 👈 更新 UI（主线程）
})

这里只是展示了一个代码片段，launch 并不是一个顶层函数，它必须在一个对象中使用，我们之后再讲，这里只关心它内部业务逻辑的写法。

launch 函数加上实现在 {} 中具体的逻辑，就构成了一个协程。

通常我们做网络请求，要不就传一个 callback，要不就是在 IO 线程里进行阻塞式的同步调用，而在这段代码中，上下两个语句分别工作在两个线程里，但写法上看起来和普通的单线程代码一样。

这里的 api.getUser 是一个挂起函数，所以能够保证 nameTv.text 的正确赋值，这就涉及到了协程中最著名的「非阻塞式挂起」。这个名词看起来不是那么容易理解，我们后续的文章会专门对这个概念进行讲解。现在先把这个概念放下，只需要记住协程就是这样写的就行了。

这种「用同步的方式写异步的代码」看起来很方便吧，那么我们来看看协程具体好在哪。

协程好在哪

开始之前

在讲之前，我们需要先了解一下「闭包」这个概念，调用 Kotlin 协程中的 API，经常会用到闭包写法。

其实闭包并不是 Kotlin 中的新概念，在 Java 8 中就已经支持。

我们先以 Thread 为例，来看看什么是闭包：

🏝️
// 创建一个 Thread 的完整写法
Thread(object : Runnable {
    override fun run() {
        ...
    }
})

// 满足 SAM，先简化为
Thread({
    ...
})

// 使用闭包，再简化为
Thread {
    ...
}

形如 Thread {...} 这样的结构中 {} 就是一个闭包。

在 Kotlin 中有这样一个语法糖：当函数的最后一个参数是 lambda 表达式时，可以将 lambda 写在括号外。这就是它的闭包原则。

在这里需要一个类型为 Runnable 的参数，而 Runnable 是一个接口，且只定义了一个函数 run，这种情况满足了 Kotlin 的 SAM，可以转换成传递一个 lambda 表达式（第二段），因为是最后一个参数，根据闭包原则我们就可以直接写成 Thread {...}（第三段） 的形式。

对于上文所使用的 launch 函数，可以通过闭包来进行简化 ：

🏝️
launch {
    ...
}

基本使用

前面提到，launch 函数不是顶层函数，是不能直接用的，可以使用下面四种方法来创建协程：

🏝️
// 方法一：使用 runBlocking 顶层函数
runBlocking {
    getImage(imageId)
}

// 方法二：使用 GlobalScope 单例对象：可以直接调用 launch 开启协程
GlobalScope.launch {
    getImage(imageId)
}

// 方法三：自行通过 CoroutineContext 创建一个 CoroutineScope 对象
// 需要一个类型为 CoroutineContext 的参数
val coroutineScope = CoroutineScope(context)
coroutineScope.launch {
    getImage(imageId)
}

//方法四：async 函数启动新的协程，通过 await 获取结果
coroutineScope.launch(Dispatchers.Main) {
    // async 函数启动新的协程
    val avatar: Deferred = async { api.getAvatar(user) }    // 获取用户头像
    val logo: Deferred = async { api.getCompanyLogo(user) } // 获取用户所在公司的 logo
    // 获取返回值
    show(avatar.await(), logo.await())                     // 更新 UI
}

• 方法一通常适用于单元测试的场景，而业务开发中不会用到这种方法，因为它是线程阻塞的。
• 方法二和使用 runBlocking 的区别在于不会阻塞线程。但在 Android 开发中同样不推荐这种用法，因为它的生命周期会和 app 一致，且不能取消（什么是协程的取消后面的文章会讲）。
• 方法三是比较推荐的使用方法，我们可以通过 context 参数去管理和控制协程的生命周期（这里的 context 和 Android 里的不是一个东西，是一个更通用的概念，会有一个 Android 平台的封装来配合使用）。
  关于 CoroutineScope 和 CoroutineContext 的更多内容后面的文章再讲。

接下来我们主要来对比 launch 与 async 这两个函数。

• 相同点：它们都可以用来启动一个协程，返回的都是 Coroutine，我们这里不需要纠结具体是返回哪个类。

• 不同点：async 返回的 Coroutine 多实现了 Deferred 接口。

可以看到 方法四中 avatar 和 logo 的类型可以声明为 Deferred ，通过 await 获取结果并且更新到 UI 上显示。

await 函数签名如下：

public suspend fun await(): T

关于 Deferred 更深入的知识就不在这里过多阐述，它的意思就是延迟，也就是结果稍后才能拿到。

我们调用 Deferred.await() 就可以得到结果了。

协程最常用的功能是并发，而并发的典型场景就是多线程。可以使用 Dispatchers.IO 参数把任务切到 IO 线程执行：

coroutineScope.launch(Dispatchers.IO) {
    ...
}

也可以使用 Dispatchers.Main 参数切换到主线程：

🏝️
coroutineScope.launch(Dispatchers.Main) {
    ...
}

所以在「协程是什么」一节中讲到的异步请求的例子完整写出来是这样的：

🏝️
coroutineScope.launch(Dispatchers.Main) {   // 在主线程开启协程
    val user = api.getUser() // IO 线程执行网络请求
    nameTv.text = user.name  // 主线程更新 UI
}

而通过 Java 实现以上逻辑，我们通常需要这样写：

☕️
api.getUser(new Callback<User>() {
    @Override
    public void success(User user) {
        runOnUiThread(new Runnable() {
            @Override
            public void run() {
                nameTv.setText(user.name);
            }
        })
    }

    @Override
    public void failure(Exception e) {
        ...
    }
});

这种回调式的写法，打破了代码的顺序结构和完整性，读起来相当难受。

协程的「1 到 0」

对于回调式的写法，如果并发场景再复杂一些，代码的嵌套可能会更多，这样的话维护起来就非常麻烦。但如果你使用了 Kotlin 协程，多层网络请求只需要这么写：

🏝️
coroutineScope.launch(Dispatchers.Main) {       // 开始协程：主线程
    val token = api.getToken()                  // 网络请求：IO 线程
    val user = api.getUser(token)               // 网络请求：IO 线程
    nameTv.text = user.name                     // 更新 UI：主线程
}

如果遇到的场景是多个网络请求需要等待所有请求结束之后再对 UI 进行更新。比如以下两个请求：

🏝️
api.getAvatar(user, callback)
api.getCompanyLogo(user, callback)

如果使用回调式的写法，那么代码可能写起来既困难又别扭。于是我们可能会选择妥协，通过先后请求代替同时请求：

🏝️
api.getAvatar(user) { avatar ->
    api.getCompanyLogo(user) { logo ->
        show(merge(avatar, logo))
    }
}

在实际开发中如果这样写，本来能够并行处理的请求被强制通过串行的方式去实现，可能会导致等待时间长了一倍，也就是性能差了一倍。

而如果使用协程，可以直接把两个并行请求写成上下两行，最后再把结果进行合并，即采用上述的方法四：

🏝️
coroutineScope.launch(Dispatchers.Main) {
    //            👇  async 函数之后再讲
    val avatar = async { api.getAvatar(user) }    // 获取用户头像
    val logo = async { api.getCompanyLogo(user) } // 获取用户所在公司的 logo
    val merged = suspendingMerge(avatar, logo)    // 合并结果
    //                  👆
    show(merged) // 更新 UI
}

可以看到，即便是比较复杂的并行网络请求，也能够通过协程写出结构清晰的代码。需要注意的是 suspendingMerge 并不是协程 API 中提供的方法，而是我们自定义的一个可「挂起」的结果合并方法。

让复杂的并发代码，写起来变得简单且清晰，是协程的优势。

这里，两个没有相关性的后台任务，因为用了协程，被安排得明明白白，互相之间配合得很好，也就是我们之前说的「协作式任务」。

本来需要回调，现在直接没有回调了，这种从 1 到 0 的设计思想真的妙哉。

在了解了协程的作用和优势之后，我们再来看看协程是怎么使用的。

协程怎么用

在项目中配置对 Kotlin 协程的支持

在使用协程之前，我们需要在 build.gradle 文件中增加对 Kotlin 协程的依赖：

• 项目根目录下的 build.gradle :

//groovy
buildscript {
    ...
    ext.kotlin_coroutines = '1.3.1'
    ...
}

• Module 下的 build.gradle :

//Groovy
dependencies {
    ...
    //                                       👇 依赖协程核心库
    implementation "org.jetbrains.kotlinx:kotlinx-coroutines-core:$kotlin_coroutines"
    //                                       👇 依赖当前平台所对应的平台库
    implementation "org.jetbrains.kotlinx:kotlinx-coroutines-android:$kotlin_coroutines"
    ...
}

Kotlin 协程是以官方扩展库的形式进行支持的。而且，我们所使用的「核心库」和 「平台库」的版本应该保持一致。

• 核心库中包含的代码主要是协程的公共 API 部分。有了这一层公共代码，才使得协程在各个平台上的接口得到统一。
• 平台库中包含的代码主要是协程框架在具体平台的具体实现方式。因为多线程在各个平台的实现方式是有所差异的。

完成了以上的准备工作就可以开始使用协程了。

开始使用协程

协程最简单的使用方法，其实在前面章节就已经看到了。我们可以通过一个 launch 函数实现线程切换的功能：

🏝️
coroutineScope.launch(Dispatchers.IO) {
    ...
}

这个 launch 函数，它具体的含义是：我要创建一个新的协程，并在指定的线程上运行它。这个被创建、被运行的所谓「协程」是谁？就是你传给 launch 的那些代码，这一段连续代码叫做一个「协程」。

所以，什么时候用协程？当你需要切线程或者指定线程的时候。你要在后台执行任务？切！

🏝️
launch(Dispatchers.IO) {
    val image = getImage(imageId)
}

然后需要在前台更新界面？再切！

🏝️
coroutineScope.launch(Dispatchers.IO) {
    val image = getImage(imageId)
    launch(Dispatchers.Main) {
        avatarIv.setImageBitmap(image)
    }
}

好像有点不对劲？这不还是有嵌套嘛。

如果只是使用 launch 函数，协程并不能比线程做更多的事。不过协程中却有一个很实用的函数：withContext 。这个函数可以切换到指定的线程，并在闭包内的逻辑执行结束之后，自动把线程切回去继续执行。那么可以将上面的代码写成这样：

🏝️
coroutineScope.launch(Dispatchers.Main) {      // 👈 在 UI 线程开始
    val image = withContext(Dispatchers.IO) {  // 👈 切换到 IO 线程，并在执行完成后切回 UI 线程
        getImage(imageId)                      // 👈 将会运行在 IO 线程
    }
    avatarIv.setImageBitmap(image)             // 👈 回到 UI 线程更新 UI
} 

这种写法看上去好像和刚才那种区别不大，但如果你需要频繁地进行线程切换，这种写法的优势就会体现出来。可以参考下面的对比：

🏝️
// 第一种写法
coroutineScope.launch(Dispatchers.IO) {
    ...
    launch(Dispatchers.Main){
        ...
        launch(Dispatchers.IO) {
            ...
            launch(Dispatchers.Main) {
                ...
            }
        }
    }
}

// 通过第二种写法来实现相同的逻辑
coroutineScope.launch(Dispatchers.Main) {
    ...
    withContext(Dispatchers.IO) {
        ...
    }
    ...
    withContext(Dispatchers.IO) {
        ...
    }
    ...
}

由于可以"自动切回来"，消除了并发代码在协作时的嵌套。由于消除了嵌套关系，我们甚至可以把 withContext 放进一个单独的函数里面：

🏝️
launch(Dispatchers.Main) {              // 👈 在 UI 线程开始
    val image = getImage(imageId)
    avatarIv.setImageBitmap(image)     // 👈 执行结束后，自动切换回 UI 线程
}
//                               👇
fun getImage(imageId: Int) = withContext(Dispatchers.IO) {
    ...
}

这就是之前说的「用同步的方式写异步的代码」了。

不过如果只是这样写，编译器是会报错的：

🏝️
fun getImage(imageId: Int) = withContext(Dispatchers.IO) {
    // IDE 报错 Suspend function'withContext' should be called only from a coroutine or another suspend funcion
}

意思是说，withContext 是一个 suspend 函数，它需要在协程或者是另一个 suspend 函数中调用。

suspend

suspend 是 Kotlin 协程最核心的关键字，几乎所有介绍 Kotlin 协程的文章和演讲都会提到它。它的中文意思是「暂停」或者「可挂起」。如果你去看一些技术博客或官方文档的时候，大概可以了解到：当「代码执行到 suspend 函数的时候所在的协程就会『挂起』，并且这个『挂起』是非阻塞式的，它不会阻塞你当前的线程。」

上面报错的代码，其实只需要在前面加一个 suspend 就能够编译通过：

🏝️
suspend fun getImage(imageId: Int) = withContext(Dispatchers.IO) {
    ...
}

所以接下来，我们的核心内容就是来好好说一说这个「挂起」。

「挂起」的本质

什么是挂起？挂起，就是一个稍后会被自动切回来的线程调度操作。

协程中「挂起」的对象到底是什么？挂起线程，还是挂起函数？都不对，我们挂起的对象是协程。

还记得协程是什么吗？启动一个协程可以使用 launch 或者 async 函数，协程其实就是这两个函数中闭包的代码块。

launch ，async 或者其他函数创建的协程，在执行到某一个 suspend 函数的时候，这个协程会被「suspend」，也就是被挂起。

那此时又是从哪里挂起？从当前线程挂起。换句话说，就是这个协程从正在执行它的线程上脱离。

注意，不是这个协程停下来了！是脱离，当前线程不再管这个协程要去做什么了。

suspend 是有暂停的意思，但我们在协程中应该理解为：当线程执行到协程的 suspend 函数的时候，暂时不继续执行协程代码了。

我们先让时间静止，然后兵分两路，分别看看这两个互相脱离的线程和协程接下来将会发生什么事情：

线程：

前面我们提到，挂起会让协程从正在执行它的线程上脱离，具体到代码其实是：

协程的代码块中，线程执行到了 suspend 函数这里的时候，就暂时不再执行剩余的协程代码，跳出协程的代码块。

那线程接下来会做什么呢？

如果它是一个后台线程：

• 要么无事可做，被系统回收
• 要么继续执行别的后台任务

跟 Java 线程池里的线程在工作结束之后是完全一样的：回收或者再利用。

如果这个线程它是 Android 的主线程，那它接下来就会继续回去工作：也就是一秒钟 60 次的界面刷新任务。

一个常见的场景是，获取一个图片，然后显示出来：

🏝️
// 主线程中
GlobalScope.launch(Dispatchers.Main) {
  val image = suspendingGetImage(imageId)  // 获取图片
  avatarIv.setImageBitmap(image)           // 显示出来
}

suspend fun suspendingGetImage(id: String) = withContext(Dispatchers.IO) {
  ...
}

这段执行在主线程的协程，它实质上会往你的主线程 post 一个 Runnable，这个 Runnable 就是你的协程代码：

🏝️
handler.post {
  val image = suspendingGetImage(imageId)
  avatarIv.setImageBitmap(image)
}

当这个协程被挂起的时候，就是主线程 post 的这个 Runnable 提前结束，然后继续执行它界面刷新的任务。

关于线程，我们就看完了。
这个时候你可能会有一个疑问，那 launch 包裹的剩下代码怎么办？

所以接下来，我们来看看协程这一边。

协程：

线程的代码在到达 suspend 函数的时候被掐断，接下来协程会从这个 suspend 函数开始继续往下执行，不过是在指定的线程。

谁指定的？是 suspend 函数指定的，比如我们这个例子中，函数内部的 withContext 传入的 Dispatchers.IO 所指定的 IO 线程。

Dispatchers 调度器，它可以将协程限制在一个特定的线程执行，或者将它分派到一个线程池，或者让它不受限制地运行，关于 Dispatchers 这里先不展开了。

那我们平日里常用到的调度器有哪些？

常用的 Dispatchers ，有以下三种：

• Dispatchers.Main：Android 中的主线程
• Dispatchers.IO：针对磁盘和网络 IO 进行了优化，适合 IO 密集型的任务，比如：读写文件，操作数据库以及网络请求
• Dispatchers.Default：适合 CPU 密集型的任务，比如计算

回到我们的协程，它从 suspend 函数开始脱离启动它的线程，继续执行在 Dispatchers 所指定的 IO 线程。

紧接着在 suspend 函数执行完成之后，协程为我们做的最爽的事就来了：会自动帮我们把线程再切回来。

这个「切回来」是什么意思？

我们的协程原本是运行在主线程的，当代码遇到 suspend 函数的时候，发生线程切换，根据 Dispatchers 切换到了 IO 线程；

当这个函数执行完毕后，线程又切了回来，「切回来」也就是协程会帮我再 post 一个 Runnable，让我剩下的代码继续回到主线程去执行。

我们从线程和协程的两个角度都分析完成后，终于可以对协程的「挂起」suspend 做一个解释：

协程在执行到有 suspend 标记的函数的时候，会被 suspend 也就是被挂起，而所谓的被挂起，就是切个线程；

不过区别在于，挂起函数在执行完成之后，协程会重新切回它原先的线程。

再简单来讲，在 Kotlin 中所谓的挂起，就是一个稍后会被自动切回来的线程调度操作。

这个「切回来」的动作，在 Kotlin 里叫做 resume，恢复。

通过刚才的分析我们知道：挂起之后是需要恢复。

而恢复这个功能是协程的，如果你不在协程里面调用，恢复这个功能没法实现，所以也就回答了这个问题：为什么挂起函数必须在协程或者另一个挂起函数里被调用。

再细想下这个逻辑：一个挂起函数要么在协程里被调用，要么在另一个挂起函数里被调用，那么它其实直接或者间接地，总是会在一个协程里被调用的。

所以，要求 suspend 函数只能在协程里或者另一个 suspend 函数里被调用，还是为了要让协程能够在 suspend 函数切换线程之后再切回来。

怎么就「挂起」了？

我们了解到了什么是「挂起」后，再接着看看这个「挂起」是怎么做到的。

先随便写一个自定义的 suspend 函数：

🏝️
suspend fun suspendingPrint() {
  println("Thread: ${Thread.currentThread().name}")
}

I/System.out: Thread: main

输出的结果还是在主线程。

为什么没切换线程？因为它不知道往哪切，需要我们告诉它。

对比之前例子中 suspendingGetImage 函数代码：

🏝️
suspend fun suspendingGetImage(id: String) = withContext(Dispatchers.IO) {
  ...
}

我们可以发现不同之处其实在于 withContext 函数。

其实通过 withContext 源码可以知道，它本身就是一个挂起函数，它接收一个 Dispatcher 参数，依赖这个 Dispatcher 参数的指示，你的协程被挂起，然后切到别的线程。

所以这个 suspend，其实并不是起到把任何把协程挂起，或者说切换线程的作用。

真正挂起协程这件事，是 Kotlin 的协程框架帮我们做的。

所以我们想要自己写一个挂起函数，仅仅只加上 suspend 关键字是不行的，还需要函数内部直接或间接地调用到 Kotlin 协程框架自带的 suspend 函数才行。

suspend 的意义？

这个 suspend 关键字，既然它并不是真正实现挂起，那它的作用是什么？

它其实是一个提醒。

函数的创建者对函数的使用者的提醒：我是一个耗时函数，我被我的创建者用挂起的方式放在后台运行，所以请在协程里调用我。

为什么 suspend 关键字并没有实际去操作挂起，但 Kotlin 却把它提供出来？

因为它本来就不是用来操作挂起的。

挂起的操作 —— 也就是切线程，依赖的是挂起函数里面的实际代码，而不是这个关键字。

所以这个关键字，只是一个提醒。

还记得刚才我们尝试自定义挂起函数的方法吗？

🏝️
// 👇 redundant suspend modifier
suspend fun suspendingPrint() {
  println("Thread: ${Thread.currentThread().name}")
}

如果你创建一个 suspend 函数但它内部不包含真正的挂起逻辑，编译器会给你一个提醒：redundant suspend modifier，告诉你这个 suspend 是多余的。

因为你这个函数实质上并没有发生挂起，那你这个 suspend 关键字只有一个效果：就是限制这个函数只能在协程里被调用，如果在非协程的代码中调用，就会编译不通过。

所以，创建一个 suspend 函数，为了让它包含真正挂起的逻辑，要在它内部直接或间接调用 Kotlin 自带的 suspend 函数，你的这个 suspend 才是有意义的。

怎么自定义 suspend 函数？

在了解了 suspend 关键字的来龙去脉之后，我们就可以进入下一个话题了：怎么自定义 suspend 函数。

这个「怎么自定义」其实分为两个问题：

• 什么时候需要自定义 suspend 函数？
• 具体该怎么写呢？

什么时候需要自定义 suspend 函数

如果你的某个函数比较耗时，也就是要等的操作，那就把它写成 suspend 函数。这就是原则。

耗时操作一般分为两类：I/O 操作和 CPU 计算工作。比如文件的读写、网络交互、图片的模糊处理，都是耗时的，通通可以把它们写进 suspend 函数里。

另外这个「耗时」还有一种特殊情况，就是这件事本身做起来并不慢，但它需要等待，比如 5 秒钟之后再做这个操作。这种也是 suspend 函数的应用场景。

具体该怎么写

给函数加上 suspend 关键字，然后在 withContext 把函数的内容包住就可以了。

提到用 withContext是因为它在挂起函数里功能最简单直接：把线程自动切走和切回。

当然并不是只有 withContext 这一个函数来辅助我们实现自定义的 suspend 函数，比如还有一个挂起函数叫 delay，它的作用是等待一段时间后再继续往下执行代码。

使用它就可以实现刚才提到的等待类型的耗时操作：

🏝️
suspend fun suspendUntilDone() {
  while (!done) {
    delay(5)
  }
}

这些东西，在我们初步使用协程的时候不用立马接触，可以先把协程最基本的方法和概念理清楚。

好，关于协程中的「挂起」我们就解释到这里。

可能你心中还会存在一些疑惑：

• 协程中挂起的「非阻塞式」到底是怎么回事？
• 协程和 RxJava 在切换线程方面功能是一样的，都能让你写出避免嵌套回调的复杂并发代码，那协程还有哪些优势，或者让开发者使用协程的理由？

非阻塞式挂起

什么是「非阻塞式挂起」
非阻塞式是相对阻塞式而言的。

编程语言中的很多概念其实都来源于生活，就像脱口秀的段子一样。

线程阻塞很好理解，现实中的例子就是交通堵塞，它的核心有 3 点：

前面有障碍物，你过不去（线程卡了）
需要等障碍物清除后才能过去（耗时任务结束）
除非你绕道而行（切到别的线程）
从语义上理解「非阻塞式挂起」，讲的是「非阻塞式」这个是挂起的一个特点，也就是说，协程的挂起，就是非阻塞式的，协程是不讲「阻塞式的挂起」的概念的。

我们讲「非阻塞式挂起」，其实它有几个前提：并没有限定在一个线程里说这件事，因为挂起这件事，本来就是涉及到多线程。

就像视频里讲的，阻塞不阻塞，都是针对单线程讲的，一旦切了线程，肯定是非阻塞的，你都跑到别的线程了，之前的线程就自由了，可以继续做别的事情了。

所以「非阻塞式挂起」，其实就是在讲协程在挂起的同时切线程这件事情。

为什么要讲非阻塞式挂起

因为它在写法上和单线程的阻塞式是一样的。

协程只是在写法上「看起来阻塞」，其实是「非阻塞」的，因为在协程里面它做了很多工作，其中有一个就是帮我们切线程。

挂起，重点是说切线程先切过去，然后再切回来。

非阻塞式，重点是说线程虽然会切，但写法上和普通的单线程差不多。

让我们来看看下面的例子：

🏝️
main {
    GlobalScope.launch(Dispatchers.Main) {
        // 👇 耗时操作
        val user = suspendingRequestUser()
        updateView(user)
    }
    
    private suspend fun suspendingRequestUser() : User = withContext(Dispatchers.IO) {
        api.requestUser()
    }
}

从上面的例子可以看到，耗时操作和更新 UI 的逻辑像写单线程一样放在了一起，只是在外面包了一层协程。

而正是这个协程解决了原来我们单线程写法会卡线程这件事。

阻塞的本质
首先，所有的代码本质上都是阻塞式的，而只有比较耗时的代码才会导致人类可感知的等待，比如在主线程上做一个耗时 50 ms 的操作会导致界面卡掉几帧，这种是我们人眼能观察出来的，而这就是我们通常意义所说的「阻塞」。

举个例子，当你开发的 app 在性能好的手机上很流畅，在性能差的老手机上会卡顿，就是在说同一行代码执行的时间不一样。

视频中讲了一个网络 IO 的例子，IO 阻塞更多是反映在「等」这件事情上，它的性能瓶颈是和网络的数据交换，你切多少个线程都没用，该花的时间一点都少不了。

而这跟协程半毛钱关系没有，切线程解决不了的事情，协程也解决不了。

协程与线程
Kotlin 协程和线程是无法脱离开讲的。

别的语言我不说，在 Kotlin 里，协程就是基于线程来实现的一种更上层的工具 API，类似于 Java 自带的 Executor 系列 API 或者 Android 的 Handler 系列 API。

只不过呢，协程它不仅提供了方便的 API，在设计思想上是一个基于线程的上层框架，你可以理解为新造了一些概念用来帮助你更好地使用这些 API，仅此而已。

就像 ReactiveX 一样，为了让你更好地使用各种操作符 API，新造了 Observable 等概念。

说到这里，Kotlin 协程的三大疑问：协程是什么、挂起是什么、挂起的非阻塞式是怎么回事，就已经全部讲完了。非常简单：

协程就是切线程；
挂起就是可以自动切回来的切线程；
挂起的非阻塞式指的是它能用看起来阻塞的代码写出非阻塞的操作，就这么简单。

还纠正了官方文档里面的一个错误，这里就不再重复了，最后想表达一点：

Kotlin 协程并没有脱离 Kotlin 或者 JVM 创造新的东西，它只是将多线程的开发变得更简单了，可以说是因为 Kotlin 的诞生而顺其自然出现的东西，从语法上看它很神奇，但从原理上讲，它并不是魔术。

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转自：https://rengwuxian.com/kotlin-coroutines-1/