Kotlin

• 1. 什么是协程？
• 2. kotlin 协程中 suspend 关键字的作用？
• 3. 如何创建一个 kotlin 协程？这些创建的方式的区别是什么？
• 4. Kotlin 协程如何切换主线程和子线程？
• 5. Kotlin 协程中挂起是什么意思？
• 6. Kotlin 相比 Java 的优点有哪些？

1. 什么是协程？

协程是一种计算机程序组件，用于支持并发执行和协作式多任务处理。与线程或进程不同，协程并不受操作系统的调度管理，而是由程序自身来控制其执行流程。

协程可以看作是一种特殊的子程序或函数，它可以在执行过程中暂停、保存当前状态，并在需要时恢复执行。这种暂停和恢复执行的能力使得协程能够轻松地切换执行上下文，从而实现协作式多任务处理。

「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

协程的主要特点包括：

1. 无需显式的并发锁：协程通过协作的方式进行任务切换，避免了显式的锁机制，简化了并发编程的复杂性。
2. 轻量级：与线程相比，协程的创建和切换开销较小，可以在程序内部高效地创建大量的协程。
3. 高效利用资源：协程可以在等待外部事件时暂停执行，释放 CPU 资源给其他协程使用，提高了资源利用率。
4. 简化异步编程：协程提供了一种优雅的方式来处理异步任务，使得代码编写和理解更加直观。

协程在许多编程语言中得到了支持，如 Python 的 asyncio 模块、Golang 的 goroutine、JavaScript 的 async/await 等。它们在编写高效的并发代码和处理 IO 密集型任务时具有重要的作用。

2. kotlin 协程中 suspend 关键字的作用？

在 Kotlin 协程中，suspend 关键字用于标记挂起函数（Suspending Function）。挂起函数是一种特殊类型的函数，可以在执行过程中暂停并恢复，而不会阻塞线程。它们是协程中异步操作的基本构建块。

suspend 关键字的作用有以下几个方面：

1. 标记挂起点：使用 suspend 关键字修饰的函数表示该函数可能会在某些操作（如长时间的 IO 操作或网络请求）发生时挂起当前协程的执行，以等待操作完成。这样可以避免阻塞线程并允许其他协程继续执行。
2. 挂起函数的调用：只能在协程中或其他挂起函数中调用挂起函数。调用一个挂起函数时，协程会在该函数遇到挂起点时暂停执行，并将控制权交给其他协程，直到挂起函数的操作完成并恢复执行。
3. 挂起函数的执行流程：编译器会自动为挂起函数生成额外的代码来管理挂起和恢复的逻辑。这包括保存函数执行的上下文信息，并在挂起点处暂停和恢复执行。

3. 如何创建一个 kotlin 协程？这些创建的方式的区别是什么？

在 Kotlin 中，有几种方式可以创建协程，每种方式都有其特定的使用场景和行为。以下是常见的创建协程的方式及其区别：

1. launch 函数：launch 函数是最常用的创建协程的方式之一。它会创建一个新的协程，并立即启动执行。launch 函数返回一个 Job 对象，可以用于控制协程的生命周期，如取消协程的执行。使用 launch 函数创建的协程是无限制的，可以在任何上下文中执行。

fun main() {
    GlobalScope.launch {
        // 协程逻辑
    }
}

1. async 函数：async 函数与 launch 函数类似，也会创建一个新的协程。但与 launch 函数不同的是，async 函数会返回一个 Deferred 对象，该对象代表一个异步计算的结果。可以使用 await() 函数来获取 Deferred 对象的计算结果。使用 async 函数创建的协程也是无限制的。

fun main() = runBlocking {
    val deferredResult = async {
        // 异步计算逻辑
        "Hello, Kotlin Coroutines!"
    }

    val result = deferredResult.await()
    println(result) // 输出：Hello, Kotlin Coroutines!
}

1. runBlocking 函数：runBlocking 函数用于创建一个新的协程作用域，并阻塞当前线程，直到该协程作用域中的所有协程执行完毕。它通常用于在顶层函数或测试中创建协程，或者用于在非协程环境中等待协程执行完成。

fun main() = runBlocking {
    // 协程逻辑
}

1. 自定义协程构建器：除了使用内置的 launch、async 和 runBlocking 函数外，还可以使用协程库提供的构建器函数来创建自定义的协程。通过自定义协程构建器，可以灵活地定义协程的执行逻辑、调度策略和异常处理方式。

fun main() = runBlocking {
    val myCoroutine = myCoroutine {
        // 自定义协程逻辑
    }

    myCoroutine.join()
}

suspend fun myCoroutine(block: suspend () -> Unit): Job {
    // 协程逻辑
}

自定义协程构建器可以根据需求来扩展协程的行为，例如添加超时、重试等特性。

需要注意的是，协程的创建方式决定了它们的执行范围和生命周期。使用 launch 和 async 函数创建的协程是无限制的，可以在任何上下文中执行，但需要手动管理它们的生命周期。而使用 runBlocking 函数创建的协程是有限制的，它会阻塞当前线程，直到

其中的协程执行完成。因此，在选择创建协程的方式时，需要根据实际需求和场景来进行选择和权衡。

4. Kotlin 协程如何切换主线程和子线程？

Kotlin 协程使用挂起函数和协程上下文来实现线程切换，而不是直接依赖于 Android 的 Handler。协程通过调度器来管理线程的执行和切换，其中 Dispatchers.Main 用于切换到主线程，Dispatchers.IO 用于切换到子线程。这种机制简化了在 Android 中进行异步编程和线程切换的过程。

5. Kotlin 协程中挂起是什么意思？

在 Kotlin 协程中，挂起（Suspending）是指协程的执行暂时中断，并且将协程的执行状态和上下文保存起来，以便稍后能够恢复执行。

当协程中遇到一个挂起函数（suspend function）时，该协程会暂停执行，而不是阻塞线程。在挂起期间，协程会释放所占用的线程资源，并允许其他协程在相同的线程上执行。这使得协程能够以非阻塞的方式执行耗时的操作，例如网络请求、文件读写或长时间的计算。

在挂起期间，协程的执行状态和上下文信息会被保存，包括局部变量的值、程序计数器位置等。这样，当挂起操作完成后，协程可以从之前的挂起点继续执行，而不会丢失其执行状态。

挂起函数可以是自定义的挂起函数，也可以是标准库或第三方库中提供的挂起函数。在 Kotlin 中，挂起函数通常通过使用 suspend 关键字来进行标记，以表明它们可能会挂起当前协程的执行。

以下是一个简单的示例，展示了协程中的挂起操作：

import kotlinx.coroutines.delay
import kotlinx.coroutines.launch
import kotlinx.coroutines.runBlocking

suspend fun doNetworkRequest(): String {
    delay(1000) // 模拟网络请求的延迟
    return "Response from network"
}

fun main() = runBlocking {
    println("Start")

    launch {
        println("Before network request")
        val result = doNetworkRequest() // 挂起点：执行网络请求
        println("After network request: $result")
    }

    println("End")
}

在上述示例中，doNetworkRequest() 函数是一个挂起函数，它通过 delay() 函数模拟了一个网络请求的延迟。当协程执行到 doNetworkRequest() 函数时，协程会暂停执行，等待 1 秒钟的延迟，然后恢复执行。

通过挂起操作，协程可以避免阻塞线程，而是以异步的方式执行耗时的操作。这样可以提高程序的并发性能和响应能力，同时保持代码的简洁和可读性。

注意，挂起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。

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：

1. Dispatchers.Main：Android 中的主线程
2. 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
3. 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。

6. Kotlin 相比 Java 的优点有哪些？

1. 更简洁：Kotlin 代码相对于 Java 更加简洁，可以通过更少的代码实现相同的功能。它引入了很多简化语法和特性，例如类型推断、空安全、扩展函数等，使得代码更易读、更易写。

2. 空安全性：Kotlin 引入了空安全的概念，可以在编译期间检测出可能导致空指针异常的代码，并提供了更严格的空值处理机制。这减少了在运行时遇到空指针异常的可能性，提高了代码的稳定性和可靠性。

3. 扩展函数：Kotlin 允许开发者为已有的类添加新的函数，而不需要继承或修改原始类的代码。这使得代码的扩展更加灵活和简便，同时提高了代码的可读性。

4. 函数式编程支持：Kotlin 提供了许多函数式编程的特性，如高阶函数、Lambda 表达式、集合操作等。这些特性使得编写函数式风格的代码更加方便，使代码更具表达力和可读性。

5. 智能类型推断：Kotlin 具有更智能的类型推断机制，可以自动推断变量的类型，减少了冗余的类型声明，提高了开发效率。

6. 互操作性：Kotlin 具有良好的与 Java 的互操作性。可以无缝地与现有的 Java 代码进行集成，使用 Kotlin 编写的代码可以与 Java 代码共享并调用 Java 类库，使得在现有的 Java 项目中引入 Kotlin 更加容易。

7. 协程支持：Kotlin 内置了协程（Coroutines）支持，使得异步编程更加简单和直观。协程可以避免回调地狱，提供了一种顺序编写异步代码的方式，简化了并发和异步操作的处理。

这些是 Kotlin 相对于 Java 的一些优点，使得 Kotlin 成为一门受欢迎的编程语言，被广泛用于 Android 开发和其他领域的应用开发。