前言

近段时间在网上看到许多关于 Kotlin 协程 的文章，协程的概念并不陌生，任何事务的作用大多是对于所依赖的环境相应而生的，协程对于kotlin这门语言也不例外，但是很少看到真正说的清楚讲的实在的，今天我们就来深入了解一下什么是协程

协程的定义

Android 官方对协程的定义：

● 协程是一种并发设计模式，您可以在 Android 平台上使用它来简化异步执行的代码；协程是在版本 1.3 中添加到 Kotlin 的，它基于来自其他语言的既定概念

协程是轻量级线程(官方表述)：

● 可以换个说法，协程就是方法调用封装成类线程的 API ；方法调用当然比线程切换轻量；而封装成类线程的 API 后，它形似线程（可手动启动、有各种运行状态、能够协作工作、能够并发执行）；因此从这个角度说，它是轻量级线程没错

广义上的协程定义：

● 用于在程序中处理并发任务的一种方案

● 比线程更加轻量级的存在，线程的上下文切换都需要内核（操作系统的核心）参与，而协程的上下文切换，完全由用户去控制，避免了大量的中断参与，减少了线程上下文切换与调度消耗的资源

线程上下文切换具体如下所示：

● 挂起一个线程，将这个线程在 CPU 中的状态（上下文）存储于内存中的某处

● 恢复一个线程，在内存中检索下一个线程的上下文并将其在 CPU 的寄存器中恢复

● 跳转到程序计数器所指向的位置（即跳转到线程被中断时的代码行），以恢复该线程

● 线程上下文：线程 Id + 线程状态 + 堆栈 + 寄存器状态等

由此可以看出： Kotlin 的协程和?义的协程不是?种东?

● Kotlin 的协程是?个线程框架，本质上只是一套基于原生Java Thread API 的封装，类似于Android 的 Handler 系列 API

● Android 官方文档中提到，协程是一种并发设计模式，可以在 Android 平台上使用 Kotlin 协程来简化异步执行的代码

Kotlin 协程有何优势？

Kotlin 协程的优点

● 协程最大的优点是可以帮我们自动切线程，用看起来同步的方式写出异步的代码，不用再写回调了

● 利用线程发起两个并行请求很困难，一般可能就会选择先后请求，而如果是协程的话利用两个 async（）函数开启两个协程同步请求就很容易了

● 使用协程作用域统一管理协程可以减少内存泄漏

● 许多 Jetpack 库都包含提供全面协程支持的扩展

Kotlin 协程的特点

● 轻量：您可以在单个线程上运行多个协程，因为协程支持挂起，不会使正在运行协程的线程阻塞。挂起比阻塞节省内存，且支持多个并行操作

● 内存泄漏更少：使用结构化并发机制在一个作用域内执行多项操作

● 内置取消支持：取消操作会自动在运行中的整个协程层次结构内传播

● Jetpack 集成：许多 Jetpack 库都包含提供全面协程支持的扩展。某些库还提供自己的协程作用域，可供您用于结构化并发

Kotlin协程的设计目标

● 不依赖 Future 之类复杂的库提供的特定实现

● 同时涵盖 “async/await” 用例以及“生成器代码块”

● 使 Kotlin 协程能包装各种现有的异步 API （如 Java NIO、各种 Future 的实现等）

● 可以认为，Kotlin是想在自己的代码环境中用协程消除传统的异步API，以原语的方式提供

Kotlin 协程实现

Kotlin的协程本质上说是更好用的线程的封装，因此还是会有共享的可变状态的并发问题。解决方式无非几种

● 共享变量使用并发数据结构，如Atomic数据类

● 限制访问共享变量的协程在单线程上执行

● 对共享变量的访问加锁

● 使用actor模式，将共享变量封装在actor中，通过actor的消息邮箱将并发变串行

Kotlin的actor是由一个协程、协程封装的状态、一个它与其它协程通信的通道组成;和scala一样，正确使用actor的方式是先创建消息类，然后定义actor，然后发送消息 代码示例

// 计数器 Actor 的各种类型
sealed class CounterMsg
object IncCounter : CounterMsg() // 递增计数器的单向消息
class GetCounter(val response: CompletableDeferred<Int>) : CounterMsg() // 携带回复的请求

fun main() = runBlocking<Unit> {
  val counter = actor<CounterMsg> {
    var counter = 0 // actor 状态
    for (msg in channel) { // 即将到来消息的迭代器
      when (msg) {
        is IncCounter -> counter++
        is GetCounter -> msg.response.complete(counter)
      }
    }
  }
  withContext(Dispatchers.Default) {
    counter.send(IncCounter)
  }
  // 发送一条消息以用来从一个 actor 中获取计数值
  val response = CompletableDeferred<Int>()
  counter.send(GetCounter(response))
  println("Counter = ${response.await()}")
  counter.close() // 关闭该actor
}

actor能够并发安全的原因是它将并发过来的请求存储在通道中，再一个一个地处理；达到了不需要加锁的串行调用；比直接并发安全，比加锁高效

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