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Kotlin 协程设计思想(一):CoroutineContext 到底是什么?为什么 Job 和 Dispatcher 可以直接相加?

引言

CoroutineContext 本质上就是一个特殊的 Map

写 Kotlin 协程这些年,

有一段代码相信大家都写过:

private val scope = CoroutineScope( SupervisorJob() + Dispatchers.Default )

或者:

viewModelScope.launch( Dispatchers.IO ) { }

刚开始学协程的时候,我只是机械地记住:

Dispatchers.IO Dispatchers.Default Job SupervisorJob

以及:

IO切线程 Job管理协程

但一直有个问题没想明白:

为什么 Job 和 Dispatcher 能直接相加?

那个 + 到底干了什么?

直到最近重新梳理 Kotlin 协程体系,我才突然发现:

CoroutineContext 本质上就是一个特殊的 Map。

而那个神秘的:

SupervisorJob() + Dispatchers.IO

其实根本不是加法。

今天我们就彻底讲透 Kotlin 协程最核心的设计之一:

CoroutineContext


一、第一次看到这个代码时的疑惑

例如:

CoroutineScope( SupervisorJob() + Dispatchers.IO )

很多人的第一反应都是:

Job 是任务管理器Dispatcher 是线程调度器。这两个东西怎么相加?

如果放到 Java 世界:

job + dispatcher

根本说不通。

因为:

它们不是同一种东西。

那么 Kotlin 为什么允许这样写?


二、答案藏在 CoroutineContext 里面

先看 CoroutineScope 的构造函数:

public fun CoroutineScope( context: CoroutineContext ): CoroutineScope

看到没有?真正传进去的不是:

Job

也不是:

Dispatcher

而是:

CoroutineContext

问题来了:

CoroutineContext 又是什么?

三、CoroutineContext 本质是什么?

很多教程会告诉你:

CoroutineContext 协程上下文

说完就结束了。

但这句话其实非常抽象。

如果让我用一句最直白的话解释:

CoroutineContext ≈ 一个特殊的 Map

例如:

Map<Key, Value>

里面保存了协程运行所需要的各种配置


四、Job 是一个配置项

例如:

SupervisorJob()

实际上可以理解为:

Key = Job Value = SupervisorJob

也就是说:

这是协程生命周期配置。

五、Dispatcher 也是一个配置项

例如:

Dispatchers.IO

实际上可以理解为:

Key = Dispatcher Value = IO Dispatcher

表示:

协程应该运行在哪个线程池。

六、那个 + 到底干了什么?

现在再来看:

SupervisorJob() + Dispatchers.IO

实际上:不是加法

而是:Context 合并

可以理解成:

{ Job = SupervisorJob }

加上:

{ Dispatcher = IO }

最终得到:

{ Job = SupervisorJob Dispatcher = IO }

这就是:

CoroutineContext

七、为什么还能一直加?

例如:

CoroutineScope( SupervisorJob() + Dispatchers.IO + CoroutineName("Download") + CoroutineExceptionHandler { _, e -> } )

最终得到:

CoroutineContext { Job = SupervisorJob Dispatcher = IO Name = Download ExceptionHandler = Handler }

是不是特别像:

Map<String, Any>

所以:

+ 其实是在不断往 Context 中增加配置。

八、为什么后面的会覆盖前面的?

例如:

Dispatchers.IO + Dispatchers.Default

最终生效的是:

Dispatchers.Default

为什么?

因为:

Key 相同

都属于:

Dispatcher

所以:

后面的覆盖前面的

就像:

mapOf( "name" to "张三", "name" to "李四" )

最终:

name = 李四

一样。


九、launch 到底干了什么?

例如:

CoroutineScope( SupervisorJob() + Dispatchers.IO + CoroutineName("Download") ).launch { }

启动协程时,

协程会从 Context 中读取:

Job Dispatcher Name ExceptionHandler

然后构建自己的运行环境。

也就是说:

launch() 不是简单创建协程 而是在创建一个协程运行环境。

十、为什么 launch(Dispatchers.IO) 能切线程?

很多人天天写:

viewModelScope.launch( Dispatchers.IO ) { }

以为:

切线程

就结束了。

实际上:

viewModelScope

本身已经有一个 Context:

{ Job Dispatcher(Main) }

当你写:

launch(Dispatchers.IO)

其实是:

父Context + { Dispatcher(IO) }

得到:

{ Job Dispatcher(IO) }

于是:

Main 被 IO 覆盖

协程运行在 IO 线程池。


十一、SupervisorJob 为什么也放在 Context 里面?

以前我一直觉得:

SupervisorJob()

是一个特殊工具类。

后来理解 Context 以后发现:

它其实只是:

CoroutineContext 中的一个配置项。

作用是:

定义协程之间的父子关系。

例如:

普通 Job

一个子协程异常:

整个作用域取消

而:

SupervisorJob

则是:

一个子协程异常 不影响其它子协程

十二、CoroutineContext 才是协程真正的核心

学协程时,很多人把注意力放在:

launch async withContext

这些 API 上。

但实际上:

CoroutineContext 才是整个协程体系的根。

因为:

Dispatcher Job CoroutineName ExceptionHandler

全部都挂在 Context 上。

协程运行时,所有配置都来自:

CoroutineContext

十三、最终总结

如果让我用一句话解释:

SupervisorJob() + Dispatchers.IO

我会这样说:

不是把两个对象相加。 而是在组装一个协程运行环境。

其中:

Job
负责生命周期

Dispatcher
负责线程调度

CoroutineName
负责调试

ExceptionHandler
负责异常处理

而:CoroutineContext则负责把这一切组织在一起。

所以:

CoroutineContext 本质上不是一个对象。 而是一组协程配置的集合。

理解了这一点,你才真正推开了 Kotlin 协程设计的大门。


下篇预告

既然 CoroutineContext 中最重要的配置之一是:

Job

那么问题来了:

协程为什么可以取消? 父协程为什么能取消子协程? SupervisorJob 为什么不会连坐? 结构化并发到底是什么?

下一篇我们继续:

《Kotlin 协程设计思想(二):Job 到底是什么?为什么协程能被取消?》

从 Job 树开始,彻底讲透 Kotlin 协程的生命周期管理机制。

http://www.rkmt.cn/news/1440398.html

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