Kotlin 协程 & Flow¶

Android 和 Kotlin Multiplatform 项目中的结构化并发、基于 Flow 的响应式流以及协程测试模式。

激活时机¶

使用 Kotlin 协程编写异步代码
对响应式数据使用 Flow、StateFlow 或 SharedFlow
处理并发操作（并行加载、防抖、重试）
测试协程和 Flow
管理协程作用域和取消

结构化并发¶

作用域层级¶

Application
  └── viewModelScope (ViewModel)
        └── coroutineScope { } (構造化された子)
              ├── async { } (並行タスク)
              └── async { } (並行タスク)

始终使用结构化并发 — 绝对不要使用 GlobalScope：

// NG
GlobalScope.launch { fetchData() }

// OK — ViewModel ライフサイクルにスコープ
viewModelScope.launch { fetchData() }

// OK — コンポーザブルライフサイクルにスコープ
LaunchedEffect(key) { fetchData() }

并行分解¶

对于并行任务，使用 coroutineScope + async：

suspend fun loadDashboard(): Dashboard = coroutineScope {
    val items = async { itemRepository.getRecent() }
    val stats = async { statsRepository.getToday() }
    val profile = async { userRepository.getCurrent() }
    Dashboard(
        items = items.await(),
        stats = stats.await(),
        profile = profile.await()
    )
}

SupervisorScope¶

如果子协程的失败不应取消兄弟协程，请使用 supervisorScope：

suspend fun syncAll() = supervisorScope {
    launch { syncItems() }       // ここでの失敗は syncStats をキャンセルしない
    launch { syncStats() }
    launch { syncSettings() }
}

Flow 模式¶

冷流 — 从一次性到流的转换¶

fun observeItems(): Flow<List<Item>> = flow {
    // データベースが変更されるたびに再エミット
    itemDao.observeAll()
        .map { entities -> entities.map { it.toDomain() } }
        .collect { emit(it) }
}

用于 UI 状态的 StateFlow¶

class DashboardViewModel(
    observeProgress: ObserveUserProgressUseCase
) : ViewModel() {
    val progress: StateFlow<UserProgress> = observeProgress()
        .stateIn(
            scope = viewModelScope,
            started = SharingStarted.WhileSubscribed(5_000),
            initialValue = UserProgress.EMPTY
        )
}

WhileSubscribed(5_000) 会在最后一个订阅者离开后保持上游活跃 5 秒 — 配置更改无需重启即可存活。

组合多个 Flow¶

val uiState: StateFlow<HomeState> = combine(
    itemRepository.observeItems(),
    settingsRepository.observeTheme(),
    userRepository.observeProfile()
) { items, theme, profile ->
    HomeState(items = items, theme = theme, profile = profile)
}.stateIn(viewModelScope, SharingStarted.WhileSubscribed(5_000), HomeState())

Flow 操作符¶

// 検索入力のデバウンス
searchQuery
    .debounce(300)
    .distinctUntilChanged()
    .flatMapLatest { query -> repository.search(query) }
    .catch { emit(emptyList()) }
    .collect { results -> _state.update { it.copy(results = results) } }

// 指数バックオフでリトライ
fun fetchWithRetry(): Flow<Data> = flow { emit(api.fetch()) }
    .retryWhen { cause, attempt ->
        if (cause is IOException && attempt < 3) {
            delay(1000L * (1 shl attempt.toInt()))
            true
        } else {
            false
        }
    }

用于一次性事件的 SharedFlow¶

class ItemListViewModel : ViewModel() {
    private val _effects = MutableSharedFlow<Effect>()
    val effects: SharedFlow<Effect> = _effects.asSharedFlow()

    sealed interface Effect {
        data class ShowSnackbar(val message: String) : Effect
        data class NavigateTo(val route: String) : Effect
    }

    private fun deleteItem(id: String) {
        viewModelScope.launch {
            repository.delete(id)
            _effects.emit(Effect.ShowSnackbar("Item deleted"))
        }
    }
}

// コンポーザブルでコレクト
LaunchedEffect(Unit) {
    viewModel.effects.collect { effect ->
        when (effect) {
            is Effect.ShowSnackbar -> snackbarHostState.showSnackbar(effect.message)
            is Effect.NavigateTo -> navController.navigate(effect.route)
        }
    }
}

调度器¶

// CPU 集約型作業
withContext(Dispatchers.Default) { parseJson(largePayload) }

// IO バウンド作業
withContext(Dispatchers.IO) { database.query() }

// メインスレッド（UI）— viewModelScope ではデフォルト
withContext(Dispatchers.Main) { updateUi() }

在 KMP 中，请使用 Dispatchers.Default 和 Dispatchers.Main（在所有平台上可用）。Dispatchers.IO 仅适用于 JVM/Android — 在其他平台上，请使用 Dispatchers.Default 或通过 DI 提供。

取消¶

协作式取消¶

长时间运行的循环需要检查取消：

suspend fun processItems(items: List<Item>) = coroutineScope {
    for (item in items) {
        ensureActive()  // キャンセルされた場合は CancellationException をスロー
        process(item)
    }
}

try/finally 中的清理¶

viewModelScope.launch {
    try {
        _state.update { it.copy(isLoading = true) }
        val data = repository.fetch()
        _state.update { it.copy(data = data) }
    } finally {
        _state.update { it.copy(isLoading = false) }  // キャンセル時でも常に実行
    }
}

测试¶

使用 Turbine 测试 StateFlow¶

@Test
fun `search updates item list`() = runTest {
    val fakeRepository = FakeItemRepository().apply { emit(testItems) }
    val viewModel = ItemListViewModel(GetItemsUseCase(fakeRepository))

    viewModel.state.test {
        assertEquals(ItemListState(), awaitItem())  // 初期値

        viewModel.onSearch("query")
        val loading = awaitItem()
        assertTrue(loading.isLoading)

        val loaded = awaitItem()
        assertFalse(loaded.isLoading)
        assertEquals(1, loaded.items.size)
    }
}

使用 TestDispatcher 测试¶

@Test
fun `parallel load completes correctly`() = runTest {
    val viewModel = DashboardViewModel(
        itemRepo = FakeItemRepo(),
        statsRepo = FakeStatsRepo()
    )

    viewModel.load()
    advanceUntilIdle()

    val state = viewModel.state.value
    assertNotNull(state.items)
    assertNotNull(state.stats)
}

Flow 伪实现¶

class FakeItemRepository : ItemRepository {
    private val _items = MutableStateFlow<List<Item>>(emptyList())

    override fun observeItems(): Flow<List<Item>> = _items

    fun emit(items: List<Item>) { _items.value = items }

    override suspend fun getItemsByCategory(category: String): Result<List<Item>> {
        return Result.success(_items.value.filter { it.category == category })
    }
}

应避免的反模式¶

使用 GlobalScope — 协程会泄漏，且没有结构化取消
在没有作用域的情况下在 init {} 中收集 Flow — 使用 viewModelScope.launch
在 MutableStateFlow 中使用可变集合 — 始终使用不可变副本：_state.update { it.copy(list = it.list + newItem) }
捕获 CancellationException — 为了正确取消而传播它
为了收集而使用 flowOn(Dispatchers.Main) — 收集调度器是调用方的调度器
在 @Composable 内创建 Flow 而没有 remember — 每次重新组合都会重新创建 Flow

参考¶

技能：compose-multiplatform-patterns 中参考 Flow 的 UI 消费。技能：android-clean-architecture 中参考协程在层中的作用。

本页原文 Markdown：在 AtomGit 查看·内容源自开源项目 ev/ECC