[译] 关于 Kotlin Coroutines， 你可能会犯的 7 个错误

2021-08-31 15:40:28 浏览数 (1)

原文作者：Lukas Lechner[1] 原文地址：7 common mistakes you might be making when using Kotlin Coroutines[2] 译者：秉心说

在我看来，Kotlin Coroutines(协程) 大大简化了同步和异步代码。但是，我发现了许多开发者在使用协程时会犯一些通用性的错误。

1. 在使用协程时实例化一个新的 Job 实例

有时候你会需要一个 job 来对协程进行一些操作，例如，稍后取消。另外由于协程构建器 launch{} 和 async{} 都需要 job 作为入参，你可能会想到创建一个新的 job 实例作为参数来使用。这样的话，你就拥有了一个 job 引用，稍后你可以调用它的 .cancel() 方法。

代码语言：javascript复制
fun main() = runBlocking {

    val coroutineJob = Job()
    launch(coroutineJob) {
        println("performing some work in Coroutine")
        delay(100)
    }.invokeOnCompletion { throwable ->
        if (throwable is CancellationException) {
            println("Coroutine was cancelled")
        }
    }

    // cancel job while Coroutine performs work
    delay(50)
    coroutineJob.cancel()
}

这段代码看起来没有任何问题，协程被成功取消了。

代码语言：javascript复制
>_ 

performing some work in Coroutine
Coroutine was cancelled

Process finished with exit code 0

但是，让我们试试在协程作用域 CoroutineScope 中运行这个协程，然后取消协程作用域而不是协程的 job 。

代码语言：javascript复制
fun main() = runBlocking {

    val scopeJob = Job()
    val scope = CoroutineScope(scopeJob)

    val coroutineJob = Job()
    scope.launch(coroutineJob) {
        println("performing some work in Coroutine")
        delay(100)
    }.invokeOnCompletion { throwable ->
        if (throwable is CancellationException) {
            println("Coroutine was cancelled")
        }
    }

    // cancel scope while Coroutine performs work
    delay(50)
    scope.cancel()
}

当作用域被取消时，它内部的所有协程都会被取消。但是当我们再次执行修改过的代码时，情况并不是这样。

代码语言：javascript复制
>_

performing some work in Coroutine

Process finished with exit code 0

现在，协程没有被取消，Coroutine was cancelled 没有被打印。

为什么会这样？

原来，为了让异步/同步代码更加安全，协程提供了革命性的特性 —— “结构化并发” 。“结构化并发” 的一个机制就是：当作用域被取消时，就取消该作用域中的所有协程。为了保证这一机制正常工作，作用域的 job 和协程的 job 之前的层级结构如下图所示：

在我们的例子中，发生了一些异常情况。通过向协程构建器 launch() 传递我们自己的 job 实例，实际上并没有把新的 job 实例和协程本身进行绑定，取而代之的是，它成为了新协程的父 job。所以你创建的新协程的父 job 并不是协程作用域的 job，而是新创建的 job 对象。

因此，协程的 job 和协程作用域的 job 此时并没有什么关联。

我们打破了结构化并发，因此当我们取消协程作用域时，协程将不再被取消。

解决方式是直接使用 launch() 返回的 job。

代码语言：javascript复制
fun main() = runBlocking {
    val scopeJob = Job()
    val scope = CoroutineScope(scopeJob)

    val coroutineJob = scope.launch {
        println("performing some work in Coroutine")
        delay(100)
    }.invokeOnCompletion { throwable ->
        if (throwable is CancellationException) {
            println("Coroutine was cancelled")
        }
    }

    // cancel while coroutine performs work
    delay(50)
    scope.cancel()
}

这样，协程就可以随着作用域的取消而取消了。

代码语言：javascript复制
>_

performing some work in Coroutine
Coroutine was cancelled

Process finished with exit code 0

2. 错误的使用 SupervisorJob

有时候你会使用 SupervisorJob 来达到下面的效果：

  1. 在 job 继承体系中停止异常向上传播
  2. 当一个协程失败时不影响其他的同级协程

由于协程构建器 launch{} 和 async{} 都可以传递 Job 作为入参，所以你可以考虑向构建器传递 SupervisorJob 实例。

代码语言：javascript复制
launch(SupervisorJob()){
    // Coroutine Body
}

但是，就像错误 1 ，这样会打破结构化并发的取消机制。正确的解决方式是使用 supervisorScope{} 作用域函数。

代码语言：javascript复制
supervisorScope {
    launch {
        // Coroutine Body
    }
}

3. 不支持取消

当你在自己定义的 suspend 函数中进行一些比较重的操作时，例如计算斐波拉契数列：

代码语言：javascript复制
// factorial of n (n!) = 1 * 2 * 3 * 4 * ... * n
suspend fun calculateFactorialOf(number: Int): BigInteger =
    withContext(Dispatchers.Default) {
        var factorial = BigInteger.ONE
        for (i in 1..number) {
            factorial = factorial.multiply(BigInteger.valueOf(i.toLong()))
        }
        factorial
    }

这个挂起函数有一个问题：它不支持 “合作式取消” 。这意味着即使执行这个函数的协程被提前取消了，它仍然会继续运行直到计算完成。为了避免这种情况，可以定期执行以下函数：

  • ensureActive()[3]
  • isActive()[4]
  • yield()[5]

下面的代码使用了 ensureActive()[6] 来支持取消。

代码语言：javascript复制
// factorial of n (n!) = 1 * 2 * 3 * 4 * ... * n
suspend fun calculateFactorialOf(number: Int): BigInteger =
    withContext(Dispatchers.Default) {
        var factorial = BigInteger.ONE
        for (i in 1..number) {
            ensureActive()
            factorial = factorial.multiply(BigInteger.valueOf(i.toLong()))
        }
        factorial
    }

Kotlin 标准库中的挂起函数（如 delay()） 都是可以配合取消的。但是对于你自己的挂起函数，不要忘记考虑取消的情况。

4. 进行网络请求或者数据库查询时切换调度器

这一项并不真的是一个 “错误” ，但是仍可能让你的代码难以理解，甚至更加低效。一些开发者认为当调用协程时，就应该切换到后台调度器，例如，进行网络请求的 Retrofit 的 suspend 函数，进行数据库操作的 Room 的 suspend 函数。

这并不是必须的。因为所有的挂起函数都应该是主线程安全的，Retrofit 和 Room 都遵循了这一约定。你可以阅读我的 这篇文章[7] 以了解更多内容。

5. 尝试使用 try/catch 来处理协程的异常

协程的异常处理很复杂，我花了相当多的时间才完全理解，并通过 博客[8] 和 讲座[9] 向其他开发者进行了解释。我还作了一些 图[10] 来总结这个复杂的话题。

关于 Kotlin 协程异常处理最不直观的方面之一是，你不能使用 try-catch 来捕获异常。

代码语言：javascript复制
fun main() = runBlocking<Unit> {
    try {
        launch {
            throw Exception()
        }
    } catch (exception: Exception) {
        println("Handled $exception")
    }
}

如果运行上面的代码，异常不会被处理并且应用会 crash 。

代码语言：javascript复制
>_ 

Exception in thread "main" java.lang.Exception

Process finished with exit code 1

Kotlin Coroutines 让我们可以用传统的编码方式书写异步代码。但是，在异常处理方面，并没有如大多数开发者想的那样使用传统的 try-catch 机制。如果你想处理异常，在协程内直接使用 try-catch 或者使用 CoroutineExceptionHandler 。

更多信息可以阅读前面提到的这篇 文章[11] 。

6. 在子协程中使用 CoroutineExceptionHandler

再来一条简明扼要的：在子协程的构建器中使用 CoroutineExceptionHandler 不会有任何效果。这是因为异常处理是代理给父协程的。因为，你必须在根或者父协程或者 CoroutineScope 中使用 CoroutineExceptionHandler 。

同样，更多细节请阅读 这里[12] 。

7. 捕获 CancellationExceptions

当协程被取消，正在执行的挂起函数会抛出 CancellationException 。这通常会导致协程发生 "异常" 并且立即停止运行。如下面代码所示：

代码语言：javascript复制
fun main() = runBlocking {

    val job = launch {
        println("Performing network request in Coroutine")
        delay(1000)
        println("Coroutine still running ... ")
    }

    delay(500)
    job.cancel()
}

500 ms 之后，挂起函数 delay() 抛出了 CancellationException ，协程 "异常结束" 并且停止运行。

代码语言：javascript复制
>_

Performing network request in Coroutine

Process finished with exit code 0

现在让我们假设 delay() 代表一个网络请求，为了处理网络请求可能发生的异常，我们用 try-catch 代码块来捕获所有异常。

代码语言：javascript复制
fun main() = runBlocking {

    val job = launch {
        try {
            println("Performing network request in Coroutine")
            delay(1000)
        } catch (e: Exception) {
            println("Handled exception in Coroutine")
        }

        println("Coroutine still running ... ")
    }

    delay(500)
    job.cancel()
}

现在，假设服务端发生了 bug 。catch 分支不仅会捕获错误网络请求的 HttpException ，对于 CancellationExceptions 也是。因此协程不会 “异常停止”，而是继续运行。

代码语言：javascript复制
>_

Performing network request in Coroutine
Handled exception in Coroutine
Coroutine still running ... 

Process finished with exit code 0

这可能导致设备资源浪费，甚至在某些情况下导致崩溃。

要解决这个问题，我们可以只捕获 HttpException 。

代码语言：javascript复制
fun main() = runBlocking {

    val job = launch {
        try {
            println("Performing network request in Coroutine")
            delay(1000)
        } catch (e: HttpException) {
            println("Handled exception in Coroutine")
        }

        println("Coroutine still running ... ")
    }

    delay(500)
    job.cancel()
}

或者再次抛出 CancellationExceptions 。

代码语言：javascript复制
fun main() = runBlocking {

    val job = launch {
        try {
            println("Performing network request in Coroutine")
            delay(1000)
        } catch (e: Exception) {
            if (e is CancellationException) {
                throw e
            }
            println("Handled exception in Coroutine")
        }

        println("Coroutine still running ... ")
    }

    delay(500)
    job.cancel()
}

以上就是使用 Kotlin Coroutines 最常见的 7 个错误。如果你了解其他常见错误，欢迎在评论区留言！

另外，不要忘记向其他开发者分享这篇文章以免发生这样的错误。Thanks ！

Thank you for reading, and have a great day!

参考资料

[1]

Lukas Lechner: https://www.lukaslechner.com/

[2]

7 common mistakes you might be making when using Kotlin Coroutines: https://www.lukaslechner.com/7-common-mistakes-you-might-be-making-when-using-kotlin-coroutines/

[3]

ensureActive(): https://kotlin.github.io/kotlinx.coroutines/kotlinx-coroutines-core/kotlinx.coroutines/ensure-active.html

[4]

isActive(): https://kotlin.github.io/kotlinx.coroutines/kotlinx-coroutines-core/kotlinx.coroutines/is-active.html

[5]

yield(): https://kotlin.github.io/kotlinx.coroutines/kotlinx-coroutines-core/kotlinx.coroutines/yield.html

[6]

ensureActive(): https://kotlin.github.io/kotlinx.coroutines/kotlinx-coroutines-core/kotlinx.coroutines/ensure-active.html

[7]

这篇文章: https://www.lukaslechner.com/do-i-need-to-call-suspend-functions-of-retrofit-and-room-on-a-background-thread/

[8]

博客: https://www.lukaslechner.com/why-exception-handling-with-kotlin-coroutines-is-so-hard-and-how-to-successfully-master-it/

[9]

讲座: https://www.droidcon.com/media-detail?video=481189746

[10]

图: https://www.lukaslechner.com/coroutines-exception-handling-cheat-sheet/

[11]

文章: https://www.lukaslechner.com/why-exception-handling-with-kotlin-coroutines-is-so-hard-and-how-to-successfully-master-it/

[12]

这里: https://www.lukaslechner.com/why-exception-handling-with-kotlin-coroutines-is-so-hard-and-how-to-successfully-master-it/

https 网络安全 kotlin github android

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