Kotlin基础——异步和并发
同步和异步
- 同步指的是一种行为：当执行IO操作的时候，在代码层面上我们需要主动去等待结果，直到结果返回
- 阻塞指的是一种状态：当执行IO操作的时候，线程处于挂起状态，就是该线程没有执行了
故同步不是阻塞，同步也可以是非阻塞的，如在执行同步代码块时，线程可以不阻塞而是一直在后台运行
代码中一般通过和多线程和回调来实现异步非阻塞
但多线程只是看上去同时执行，底层原理是通过CPU调度来实现的，当一个线程切换到另一个线程时，通常需要
- 保存当前线程的执行上下文
- 载入另一个线程的执行上下文
切换线程也是需要开销的，故当线程切换很频繁时，可能会导致多线程并不优于单线程
协程Coroutine
大量回调会使代码更加复杂，且会存在多层次的回调，同时线程切换的开销不可忽略，而协程则可以避免这些问题
协程是一个无优先级的子程序调度组件，允许子程序在特定的地方挂起恢复
- 进程包含线程，线程包含协程
- 一个线程可以有任意多个协程
- 某一时刻只能由一个协程在运行，多个协程分享该线程分配到的计算机资源
implementation "org.jetbrains.kotlinx:kotlinx-coroutines-core:1.4.1"
implementation "org.jetbrains.kotlinx:kotlinx-coroutines-android:1.4.1"
使用Coroutine需要导入包，如下通过launch构造了一个协程，通过delay()挂起协程，但不会阻塞线程
GlobalScope.launch {delay(1000L)println("World")
}
println("Hello, ")
Thread.sleep(2000L)
线程是由操作系统来调度的，而协程的切换可以由程序自己来控制，协程可以创建很多个，而线程是有限的
launch和runBlocking
- delay只能在协程内部使用，用于挂起协程，不会阻塞线程
- sleep用来阻塞线程
未避免混淆，可以使用runBlocking创建主协程，而使用launch创建子协程，从而在内部都使用delay()，但需要注意，runBlocking依旧会阻塞当前执行的线程
fun test() = runBlocking {GlobalScope.launch {delay(1000L)println("World")}println("Hello, ")delay(2000L)
}
协程声明周期和join
当执行耗时操作，但并不知道需要多久时，为使程序一直保活，可以使用join
- 如下程序会一直等待，直到协程结束，这里的等待是非阻塞式，不会将当前线程挂起
- suspend修饰的方法只能在协程内部或其他suspend方法中使用
fun test() = runBlocking {val job = launch {search()}println("Hello,")job.join()
}suspend fun search() {delay(1000L)println("World")
}
用同步方式写异步代码
在下面代码中，两个方法是顺序执行的
fun test() = runBlocking<Unit> {val one = searchOne()val two = searchTwo()println("search is ${one} and ${two}")
}suspend fun searchOne() {delay(3000L)println("one")
}suspend fun searchTwo() {delay(1000L)println("two")
}
打印如下
one
two
search is kotlin.Unit and kotlin.Unit
为了让其并行执行，可以使用async和await
- 使用async相当于创建了一个子协程，会和其他子协程一样并行工作
- async返回Deferred，是一个非阻塞可取消的future，其是一个带有结果的job，而Launch也会返回一个job但无返回值
- future的意思是将来会返回一个结果，利用await可以等待返回值查询到之后获取出来
fun test() = runBlocking<Unit> {val one = async { searchOne() }val two = async { searchTwo() }println("search is ${one.await()} and ${two.await()}")
}
打印如下
one
two
search is kotlin.Unit and kotlin.Unit
共享资源控制
锁
如对于下面的数据
val goods = hashMapOf<Long, Int>()
goods.put(1, 10)
goods.put(2, 15)
Synchronized
使用@Synchronized或synchronized()实现加锁
@Synchronized
fun buyGoods(id: Long) {val stock = goods.getValue(id)goods.put(id, stock - 1)
}
fun buyGoods2(id: Long) {synchronized(this) {val stock = goods.getValue(id)goods.put(id, stock - 1)}
}
Lock
var lock: Lock = ReentrantLock()
fun buyGoods3(id: Long) {lock.lock()try {val stock = goods.getValue(id)goods.put(id, stock - 1)} catch (ex: Exception) {println(ex)} finally {lock.unlock()}
}
上面写法有以下问题：
- 若有多个同步方法，将会竞争同一把锁
- 加锁后可能忘记解锁
- 重复的模板代码
fun <T> withLock(lock: Lock, action: () -> T) {lock.lock()try {action()} catch (ex: Exception) {println(ex)} finally {lock.unlock()}
}
fun buyGoods(id: Long) {val stock = goods.getValue(id)goods.put(id, stock - 1)
}
var lock: Lock = ReentrantLock()
withLock(lock, { buyGoods(1) })
上面使用高阶函数进行了优化，库函数也自带withLock()方法
fun buyGoods(id: Long) {val stock = goods.getValue(id)goods.put(id, stock - 1)
}
var lock: Lock = ReentrantLock()
lock.withLock({ buyGoods(1) })