Android-kotlin-coroutine协程概念深入解析

2023-10-04 20:24:29

协程的基本概念

协程、进程、线程三者关系

协程是继进程和线程之后出现的另一种并发编程模型。进程是资源分配的最小单位，线程是程序执行的最小单位。进程拥有独立的地址空间，启动一个进程时，系统分配地址空间，建立数据表维护代码段、堆栈段和数据段，开销较大。线程共享进程数据，使用相同的地址空间，因此CPU切换线程时只需切换堆栈，开销较小。协程是一种轻量级线程，它没有自己的堆栈，而是与其他协程共享同一个堆栈，因此切换协程时开销更小，且协程可以在一个线程内并发执行，进一步提高资源利用率。

协程的优点

轻量级： 协程没有自己的堆栈，因此占用内存更少，切换开销也更小。
并发性： 协程可以在一个线程内并发执行，提高了资源利用率。
可暂停性： 协程可以暂停执行，并在稍后恢复执行，这使得协程非常适合用于编写异步代码。

协程的应用

协程广泛应用于各种场景，包括：

网络编程： 协程可以用于编写异步网络代码，从而提高网络请求的吞吐量。
GUI编程： 协程可以用于编写响应式GUI程序，从而提高程序的流畅度。
游戏开发： 协程可以用于编写游戏中的AI逻辑，从而提高游戏的性能。

Kotlin协程库的基本使用

Kotlin协程库是一个用于编写Kotlin协程的库，它提供了丰富的API，使协程的编写更加容易。

基本用法

在Kotlin中，编写协程需要使用suspend。suspend关键字可以修饰函数或方法，表示该函数或方法可以被挂起。当一个协程调用一个suspend函数或方法时，协程会挂起，直到该函数或方法执行完毕。

suspend fun myCoroutine() {
    // 协程体
}

启动协程

可以使用launch函数或async函数来启动协程。launch函数用于启动一个协程，而async函数用于启动一个协程并返回一个Deferred对象。Deferred对象可以用于等待协程执行完毕并获取其结果。

// 使用launch函数启动协程
GlobalScope.launch {
    // 协程体
}

// 使用async函数启动协程并获取结果
val result = GlobalScope.async {
    // 协程体
    return@async "Hello, world!"
}

// 等待协程执行完毕并获取结果
println(result.await())

Kotlin协程库的工作原理

Kotlin协程库是基于Java虚拟机(JVM)的协程库，它利用了JVM的协程支持来实现协程的并发性。JVM提供了java.util.concurrent.ForkJoinPool类，该类可以用来创建线程池并管理线程。Kotlin协程库使用ForkJoinPool类来创建线程池，并使用线程池中的线程来执行协程。

当一个协程挂起时，Kotlin协程库会将该协程加入到线程池中的等待队列中。当线程池中的线程空闲时，它会从等待队列中取出一个协程并执行它。当协程执行完毕时，它会被从等待队列中移除。