## 协程简介 ### 协程概述 一般情况下，在开发程序时会遇到一些耗时的操作，如网络IO、文件IO、CPU/GPU密集型任务等，这些操作会阻塞线程直到操作完成。**线程阻塞问题除了通过开启新线程来解决外，还可以使用协程来解决**。在Kotlin 1.1版本中引入了协程（Coroutines），目前协程还是实验性功能，它是将复杂的异步操作放入底层库中，程序逻辑可以在协程中按照顺序来表达，以此简化异步编程，该底层库将用户代码包装为回调/订阅事件，在不同线程或者不同机器调度执行。协程主要有以下两个特点。 * **协程挂起**：协程提供了一种使程序避免阻塞且更廉价可控的操作，叫作协程挂起（coroutines suspension），协程挂起不阻塞线程。 * **简化代码**：协程让原来使用“异步+回调”方式写出来的复杂代码，简化成可以用看似同步的方式表达。 由于协成还处于实验阶段，因此相关的Jar包不在标准库中，需要手动导入。协成使用的Jar包为“kotlinx-coroutines-core”，可以在“https://github.com/Kotlin/kotlinx. coroutines”上下载这个包添加到项目中，也可以直接在build.gradle文件中的dependencies节点中添加这个包的依赖并通过网络加载，一般使用dependencies节点中添加依赖的方式会比较快捷。在build.gradle文件中添加依赖的代码如下。 ``` dependencies { implementation "org.jetbrains.kotlin:kotlin-stdlib-jdk8:$kotlin_version" implementation 'org.jetbrains.kotlinx:kotlinx-coroutines-core:1.3.7' } ``` Kotlin中的协程还可以实现其他语言的异步机制，例如源于C#和ECMAScript（js）的async/await机制，源于Go的channel/select机制，源于C#和Python的generators/yield机制等。 ### 协程的定义 协程是由程序直接实现的一种轻量级线程，Kotlin也为此提供了标准库和额外的实验库。标准库为kotlin.coroutines.experimental（本书使用的是kotlin-1.20版本），但是协程仍然还是一个实验性功能。 在Kotlin程序中，启动一个协程的方式有很多种，例如通过launch()函数、runBlocking()函数（该函数会在后续章节中讲解）等方式来启动一个协程，最常用的方式是通过launch()函数来启动协程。用launch()函数启动协程的语法格式如下： ``` launch (CommonPool){ … } ``` 上述语法格式中，CommonPool是一个共享线程池。 接下来我们创建一个Gradle程序，在build.gradle文件中配置协程依赖`implementation 'org.jetbrains.kotlinx:kotlinx-coroutines-core:1.3.7'`，然后通过launch()函数启动一个协程。具体代码如下所示。 ``` import kotlinx.coroutines.experimental.CommonPool import kotlinx.coroutines.experimental.delay import kotlinx.coroutines.experimental.launch fun main(args: Array<String>) { //启动一个协程 launch(CommonPool) { delay(1000L) println("Hello World") } Thread.sleep(2000L) } ``` 运行结果： ``` Hello World ``` ### 线程与协程实现对比 在Kotlin中操作比较耗时的程序时，使用线程会容易出现线程阻塞的情况，而启用协程可以避免阻塞线程。接下来我们通过线程和协程两种方式来实现一个延迟1秒后打印一个“hello”字符串的案例来进行对比分析。 #### 线程打印字符串 首先，通过线程的方式来实现延迟1秒打印一个“hello”字符串，具体代码如下所示。 ``` fun main(args: Array<String>) { //延迟1秒钟打印hello Thread( Runnable { Thread.sleep(1000L) println("hello") }).start() } ``` 运行结果： ``` hello ``` 上述文件的第5行代码中，通过调用线程中的sleep()方法将程序延时1秒再执行，第7行中的start()方法用于开启线程，从运行结果可知，程序延迟1秒后打印“hello”字符串。 需要注意的是，Thread.sleep（1000L）代码在Java程序中，会出现异常并需要使用try…catch语句来处理这个异常，而在Kotlin中没有受检异常，因此在这里不需要使用try…catch语句来处理这个异常。 #### 协程打印字符串 首先在IDEA中创建一个Coroutine.kt文件，接着在该程序中的build.gradle文件中添加`“compile 'org.jetbrains.kotlinx:kotlinx-coroutines-core:0.22.3'”`依赖，最后在Coroutine.kt文件中，通过协程的方式来实现延迟1秒打印一个“hello”字符串。具体代码如下所示。 ``` import kotlinx.coroutines.experimental.CommonPool import kotlinx.coroutines.experimental.delay import kotlinx.coroutines.experimental.launch fun main(args: Array<String>) { //用协程的方式实现 launch (CommonPool){ delay(1000L) //延迟1秒 println("hello") //打印hello字符串 } Thread.sleep(2000L) } ``` 运行结果： ``` hello ``` 在上述代码中可以看到，第7行代码是通过launch()函数来开启一个协程，CommonPool是一个启动协程的线程池。delay()方法主要实现延迟操作，这个方法中传递的参数是延迟的时间，在这里传递的是1000L，也就是1秒，这个方法与线程中的Thread.sleep()是类似的。 由于延迟1秒之后主线程已经结束，此时不会再打印hello字符串，因此如果想要打印hello字符串，则需要在主线程中通过线程的Thread.sleep()方法使主线程延迟2秒（2000L）之后结束，此时就可以打印hello字符串。 需要注意的是，协程主要还是运行在线程中的，因此协程不能代替线程。