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kotlin Channel通道

(1)基本用法

Channel实际上是一个并发安全的队列,它可以用来连接协程,实现不同协程的通信。
生产者/消费者模式 (send - channel - receive)

Channel的基本用法如下:

runBlocking {

    val channel = Channel<Int>()
    // 生产者
    val producer = GlobalScope.launch {
        var i = 0
        while(true) {
            delay(1000)
            channel.send(++i)
            println("send $i")
        }
    }

    // 消费者
    val consumer = GlobalScope.launch {
        while(true) {
            val element = channel.receive()
            println("receive $element")
        }
    }

    joinAll(producer, consumer)

}

(2)Channel的容量

Channel实际上就是一个队列,队列中一定存在缓冲区,那么一旦这个缓冲区满了,
并且也一直没有人调用receive取走数据,send就需要挂起。
故意让接收端的节奏放慢,发现send总是会挂起,直到receive之后才会继续往下执行。

Channel的默认大小为0。

(3)迭代Channel

Channel本身确实像序列,所以我们在读取的时候可以直接获取一个Channel的iterator。

runBlocking {

    val channel = Channel<Int>(Channel.UNLIMITED)
    // 生产者
    val producer = GlobalScope.launch {
        for (x in 1..5) {
            println("send ${x * x}")
            channel.send(x * x)
        }
    }

    // 消费者
    val consumer = GlobalScope.launch {
        val iterator = channel.iterator()
        while(iterator.hasNext()) {
            val element = iterator.next()
            println("receive $element")
            delay(1000)
        }
    }

    joinAll(producer, consumer)

}

消费者代码也可以改成:

    // 消费者
    val consumer = GlobalScope.launch {
        for (element in channel) {
            println("receive $element")
            delay(1000)
        }
    }

(4)produce与actor

构造生产者与消费者的便捷方法。
我们可以通过produce方法启动一个生产者协程,并返回一个ReceiveChannel,其他协程就可以用这个Channel来接收数据了。
反过来,我们可以用actor启动一个消费者协程。

produce演示:

runBlocking {

    val receiveChannel = GlobalScope.produce<Int> {
        repeat(100) {
            delay(1000)
            send(it)
        }
    }

    // 消费者
    val consumer = GlobalScope.launch {
        for (element in receiveChannel) {
            println("receive $element")
        }
    }
    consumer.join()
}

actor演示:

runBlocking {

    // 消费者
    val sendChannel = GlobalScope.actor<Int> {
        while (true) {
            val element = receive()
            println("receive $element")
        }
    }

    // 生产者
    val producer = GlobalScope.launch {
        repeat(100) {
            sendChannel.send(it)
            delay(1000)
        }
    }
    producer.join()
}

(5)Channel关闭

produce和actor返回的Channel都会随着对应的协程执行完毕而关闭,也正是这样,Channel才被称为 热数据流。
对于一个Channel,如果我们调用了它的close方法,它会立即停止接收新元素,也就是说这时它的 isClosedForSend 会立即返回true,而由于Channel缓冲区的存在,这时可能还有一些元素没有处理完,因此要等所有的元素都读取之后 isClosedForReceive 才会返回true。

Channel的生命周期最好由主导方来维护,建议 由主导的一方实现关闭。

runBlocking {

    val channel = Channel<Int>(3)
    // 生产者
    val producer = GlobalScope.launch {
        List(3) {
           channel.send(it)
           println("send $it")
        }
        channel.close()
        println("producer -> isClosedForSend:" + channel.isClosedForSend + " -- isClosedForReceive:" + channel.isClosedForReceive)
    }

    // 消费者
    val consumer = GlobalScope.launch {
        for (element in channel) {
            println("receive:$element")
            delay(1000)
        }
        println("consumer -> isClosedForSend:" + channel.isClosedForSend + " -- isClosedForReceive:" + channel.isClosedForReceive)
    }
    joinAll(producer, consumer)
}

(6)BroadcastChannel

正常情况下,一个 发送者 对应着一个 接收者。
使用 BroadcastChannel 可以存在多个接收者。

runBlocking {

    val broadcastChannel = BroadcastChannel<Int>(Channel.BUFFERED)
    // 生产者
    val producer = GlobalScope.launch {
        List(3) {
            delay(1000)
            broadcastChannel.send(it)
        }
        broadcastChannel.close()
    }

    List(3) { index->
        GlobalScope.launch {
            val receiveChannel = broadcastChannel.openSubscription()
            for (element in receiveChannel) {
                delay(1000)
                println("[#${index}] receive:$element")
            }
        }
    }.joinAll()

    producer.join()
}

BroadcastChannel<Int>(Channel.BUFFERED) 可以改成 Channel<Int>().broadcast(Channel.BUFFERED)。

(7)await多路复用

什么是多路复用?
数据通信系统或计算机网络系统中,传输媒体的带宽或容量往往会大于传输单一信号的需求,为了有效地利用通信线路,希望 一个信道同时传输多路信号,这就是所谓多路复用技术。

复用多个await?
两个API分别从网络和本地缓存 获取数据,期望哪个先返回就先用哪个做展示。

request->server->response--
                         ----Select -> Response
request->server->response--
data class User(val name: String)
data class Response<T>(val value: T, val isLocal: Boolean)
suspend fun CoroutineScope.getUserForLocal(name: String) = async(Dispatchers.IO) {
    delay(1000)
    User(name)
}

suspend fun CoroutineScope.getUserFromRemote(name: String) = async(Dispatchers.IO) {
    delay(100)
    User(name)
}

fun main() {
    runBlocking {

        GlobalScope.launch {
            val localRequest = getUserForLocal("xxx")
            val remoteRequest = getUserFromRemote("yyy")
            // select 选择执行
            val userResponse = select<Response<User>> {
                localRequest.onAwait { Response(it, true) }
                remoteRequest.onAwait { Response(it, false) }
            }
            println("name:" + userResponse.value.name + "-- isLocal:" + userResponse.isLocal)
        }.join()

    }
}

select:谁先返回,就选择谁。

(8)复用多个Channel

fun main() {
    runBlocking {

        val channels = listOf(Channel<Int>(), Channel<Int>())
        GlobalScope.launch {
            delay(100)
            channels[0].send(200)
        }
        GlobalScope.launch {
            delay(50)
            channels[0].send(100)
        }
        val result = select<Int?> {
            channels.forEach { channel ->
                channel.onReceive { it }
            }
        }
        println(result)

    }
}

(9)SelectClause

我们怎么知道哪些事件可以被select呢? 其实所有能够被select的事件都是selectClauseN 类型,包括:

selectClause0:对应事件没有返回值,例如join没有返回值,那么onJoin就是SelectClauseN类型。使用时,onJoin的参数是一个无参函数。
selectClause1:对应事件有返回值,例如:onAwait和onReceive都是此类情况。
selectClause2:对应事件有返回值,此外还需要一个额外的参数,例如Channel.onSend有两个参数,第一个是具体的数据,第二个参数是发送成功的回调参数。
-> 如果我们想要确认挂起函数是否支持select,只需要查看其是否存在对应的SelectClauseN类型可回调即可。

selectClause0举例:

fun main() {
    runBlocking {
        val job1 = GlobalScope.launch {
            delay(100)
            println("job 1")
        }
        val job2 = GlobalScope.launch {
            delay(10)
            println("job 2")
        }
        select<Unit> {
            job1.onJoin { println("job1 onJoin") }
            job2.onJoin { println("job2 onJoin") }
        }
    }
}

selectClause1举例:

data class User(val name: String)
data class Response<T>(val value: T, val isLocal: Boolean)
suspend fun CoroutineScope.getUserForLocal(name: String) = async(Dispatchers.IO) {
    delay(1000)
    User(name)
}

suspend fun CoroutineScope.getUserFromRemote(name: String) = async(Dispatchers.IO) {
    delay(100)
    User(name)
}

fun main() {
    runBlocking {

        GlobalScope.launch {
            val localRequest = getUserForLocal("xxx")
            val remoteRequest = getUserFromRemote("yyy")
            // select 选择执行
            val userResponse = select<Response<User>> {
                localRequest.onAwait { Response(it, true) }
                remoteRequest.onAwait { Response(it, false) }
            }
            println("name:" + userResponse.value.name + "-- isLocal:" + userResponse.isLocal)
        }.join()

    }
}
fun main() {
    runBlocking {

        val channels = listOf(Channel<Int>(), Channel<Int>())
        GlobalScope.launch {
            delay(100)
            channels[0].send(200)
        }
        GlobalScope.launch {
            delay(50)
            channels[0].send(100)
        }
        val result = select<Int?> {
            channels.forEach { channel ->
                channel.onReceive { it }
            }
        }
        println(result)

    }
}

selectClause2举例:

fun main() {
    runBlocking {
        val channels = listOf(Channel<Int>(), Channel<Int>())
        println(channels)
        launch(Dispatchers.IO) {
            select<Unit> {
                launch {
                    delay(10)
                    channels[1].onSend(200) { sentChannel->
                        println("sent on $sentChannel")
                    }
                }
                launch {
                    delay(100)
                    channels[0].onSend(100) { sentChannel->
                        println("sent on $sentChannel")
                    }
                }
            }
        }
        GlobalScope.launch {
            println(channels[0].receive())
        }
        GlobalScope.launch {
            println(channels[1].receive())
        }
    }
}

作者:NoBugException
链接:https://www.jianshu.com/p/958d38e76cc6
来源:简书
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