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協(xié)程的狀態(tài)機

這一章會以下面的代碼為例解析一下協(xié)程啟動，掛起以及恢復(fù)的流程：

 
 
 
 

  
  
  
  
private suspend fun getId(): String { 
  
  
  
  
    return GlobalScope.async(Dispatchers.IO) { 
  
  
  
  
        delay(1000) 
  
  
  
  
        "hearing" 
  
  
  
  
    }.await() 
  
  
  
  
} 
  
  
  
  
 
  
  
  
  
private suspend fun getAvatar(id: String): String { 
  
  
  
  
    return GlobalScope.async(Dispatchers.IO) { 
  
  
  
  
        delay(1000) 
  
  
  
  
        "avatar-$id" 
  
  
  
  
    }.await() 
  
  
  
  
} 
  
  
  
  
 
  
  
  
  
fun main() { 
  
  
  
  
    GlobalScope.launch { 
  
  
  
  
        val id = getId() 
  
  
  
  
        val avatar = getAvatar(id) 
  
  
  
  
        println("${Thread.currentThread().name} - $id - $avatar") 
  
  
  
  
    } 
  
  
  
  
} 
 
 
 
 

上面 main 方法中，GlobalScope.launch 啟動的協(xié)程體在執(zhí)行到 getId 后，協(xié)程體會掛起，直到 getId 返回可用結(jié)果，才會 resume launch 協(xié)程，執(zhí)行到 getAvatar 也是同樣的過程。協(xié)程內(nèi)部實現(xiàn)使用狀態(tài)機來處理不同的掛起點，將 GlobalScope.launch 協(xié)程體字節(jié)碼反編譯成 Java 代碼，大致如下(有所刪減)：

 
 
 
 

  
  
  
  
BuildersKt.launch$default((CoroutineScope)GlobalScope.INSTANCE, (CoroutineContext)null, 
  
  
  
  
    (CoroutineStart)null, (Function2)(new Function2((Continuation)null) { 
  
  
  
  
    int label; 
  
  
  
  
 
  
  
  
  
    public final Object invokeSuspend( 
  
  
  
  
 
  
  
  
  
 Object $result) { 
  
  
  
  
        Object var10000; 
  
  
  
  
        String id; 
  
  
  
  
        label17: { 
  
  
  
  
            CoroutineScope $this$launch; 
  
  
  
  
            switch(this.label) { 
  
  
  
  
            case 0: // a 
  
  
  
  
                ResultKt.throwOnFailure($result); 
  
  
  
  
                $this$launch = this.p$; 
  
  
  
  
                this.label = 1; // label置為1 
  
  
  
  
                var10000 = getId(this); 
  
  
  
  
                if (var10000 == COROUTINE_SUSPENDED) { 
  
  
  
  
                    return COROUTINE_SUSPENDED; 
  
  
  
  
                } 
  
  
  
  
                // 若此時已經(jīng)有結(jié)果，則不掛起，直接break 
  
  
  
  
                break; 
  
  
  
  
            case 1: // b 
  
  
  
  
                ResultKt.throwOnFailure($result); 
  
  
  
  
                var10000 = $result; 
  
  
  
  
                break; 
  
  
  
  
            case 2: // d 
  
  
  
  
                id = (String)this.L$1; 
  
  
  
  
                ResultKt.throwOnFailure($result); 
  
  
  
  
                var10000 = $result; 
  
  
  
  
                break label17; // 退出label17 
  
  
  
  
            default: 
  
  
  
  
                throw new IllegalStateException("call to 'resume' before 'invoke' with coroutine"); 
  
  
  
  
            } 
  
  
  
  
            // c 
  
  
  
  
            id = (String)var10000; 
  
  
  
  
            this.L$1 = id; // 將id賦給L$1 
  
  
  
  
            this.label = 2; // label置為2 
  
  
  
  
            var10000 = getAvatar(id, this); 
  
  
  
  
            if (var10000 == COROUTINE_SUSPENDED) { 
  
  
  
  
                return COROUTINE_SUSPENDED; 
  
  
  
  
            } 
  
  
  
  
        } 
  
  
  
  
        // e 
  
  
  
  
        String avatar = (String)var10000; 
  
  
  
  
        String var5 = var9.append(var10001.getName()).append(" - ").append(id).append(" - ").append(avatar).toString(); 
  
  
  
  
        System.out.println(var5); 
  
  
  
  
        return Unit.INSTANCE; 
  
  
  
  
    } 
  
  
  
  
 
  
  
  
  
     
  
  
  
  
 
  
  
  
  
 
  
  
  
  
    public final Continuation create( 
  
  
  
  
 
  
  
  
  
 Object value,  
  
  
  
  
 
  
  
  
  
 Continuation completion) { 
  
  
  
  
        Intrinsics.checkParameterIsNotNull(completion, "completion"); 
  
  
  
  
        Function2 var3 = new (completion); 
  
  
  
  
        var3.p$ = (CoroutineScope)value; 
  
  
  
  
        return var3; 
  
  
  
  
    } 
  
  
  
  
 
  
  
  
  
    public final Object invoke(Object var1, Object var2) { 
  
  
  
  
        return (()this.create(var1, (Continuation)var2)).invokeSuspend(Unit.INSTANCE); 
  
  
  
  
    } 
  
  
  
  
} 
 
 
 
 

這里我們根據(jù)上面的注釋以及字母標簽來看一下執(zhí)行流程(invokeSuspend 方法會在協(xié)程體中的 suspend 函數(shù)得到結(jié)果后被調(diào)用，具體是在哪里被調(diào)用的稍后會講到)：

• a: launch 協(xié)程體剛執(zhí)行到 getId 方法時，getId 方法的返回值將是 COROUTINE_SUSPENDED, 此時直接 return, 則 launch 協(xié)程體中 getId 后面的代碼暫時不會執(zhí)行，即 launch 協(xié)程體被掛起(非阻塞, 該線程依舊會做其它工作)。這里將 label 置為了 1. 而若此時 getId 已經(jīng)有結(jié)果(內(nèi)部沒有調(diào)用 delay 之類的 suspend 函數(shù)等)，則不掛起，而是直接 break。
• b: 若上面 a 中 getId 返回 COROUTINE_SUSPENDED, 則當 getId 有可用結(jié)果返回后，會重新執(zhí)行 launch 協(xié)程體的 invokeSuspend 方法，根據(jù)上面的 label==1, 會執(zhí)行到這里檢查一下 result 沒問題的話就 break, 此時 id 賦值給了 var10000。
• c: 在 a 中若直接 break 或 在 b 中得到 getId 的結(jié)果然后 break 后，都會執(zhí)行到這里，得到 id 的值并把 label 置為2。然后調(diào)用 getAvatar 方法，跟 getId 類似，若其返回 COROUTINE_SUSPENDED 則 return，協(xié)程被掛起，等到下次 invokeSuspend 被執(zhí)行，否則離開 label17 接著執(zhí)行后續(xù)邏輯。
• d: 若上面 c 中 getAvatar 返回 COROUTINE_SUSPENDED, 則當 getAvatar 有可用結(jié)果返回后會重新調(diào)用 launch 協(xié)程體的 invokeSuspend 方法，此時根據(jù) label==2 來到這里并取得之前的 id 值，檢驗 result(即avatar)，然后break label17。
• e: c 中直接返回了可用結(jié)果 或 d 中 break label17 后，launch 協(xié)程體中的 suspend 函數(shù)都執(zhí)行完畢了，這里會執(zhí)行剩下的邏輯。

suspend 函數(shù)不會阻塞線程，且 suspend 函數(shù)不一定會掛起協(xié)程，如果相關(guān)調(diào)用的結(jié)果已經(jīng)可用，則繼續(xù)運行而不掛起，例如 async{} 返回值 Deferred 的結(jié)果已經(jīng)可用時，await()掛起函數(shù)可以直接返回結(jié)果，不用再掛起協(xié)程。

這一節(jié)看了一下 launch 協(xié)程體反編譯成 Java 后的代碼邏輯，關(guān)于 invokeSuspend 是何時怎么被調(diào)用的，將會在下面講到。

協(xié)程的創(chuàng)建與啟動

這一節(jié)以 CoroutineScope.launch {} 默認參數(shù)為例，從源碼角度看看 Kotlin 協(xié)程是怎樣創(chuàng)建與啟動的：

 
 
 
 

  
  
  
  
public fun CoroutineScope.launch( 
  
  
  
  
    context: CoroutineContext = EmptyCoroutineContext, 
  
  
  
  
    start: CoroutineStart = CoroutineStart.DEFAULT, 
  
  
  
  
    block: suspend CoroutineScope.() -> Unit 
  
  
  
  
): Job { 
  
  
  
  
    val newContext = newCoroutineContext(context) 
  
  
  
  
    val coroutine = if (start.isLazy) LazyStandaloneCoroutine(newContext, block) else StandaloneCoroutine(newContext, active = true) 
  
  
  
  
    coroutine.start(start, coroutine, block) 
  
  
  
  
    return coroutine 
  
  
  
  
} 
  
  
  
  
 
  
  
  
  
// AbstractCoroutine.kt 
  
  
  
  
// receiver: StandaloneCoroutine 
  
  
  
  
// block: suspend StandaloneCoroutine.() -> Unit 
  
  
  
  
// private open class StandaloneCoroutine(...) : AbstractCoroutine(...) {} 
  
  
  
  
// public abstract class AbstractCoroutine(...) : JobSupport(active), Job, Continuation, CoroutineScope {} 
  
  
  
  
public fun  start(start: CoroutineStart, receiver: R, block: suspend R.() -> T) { 
  
  
  
  
    // 調(diào)用 CoroutineStart 中的 invoke 方法 
  
  
  
  
    start(block, receiver, this) 
  
  
  
  
} 
  
  
  
  
 
  
  
  
  
public enum class CoroutineStart { 
  
  
  
  
    // block - StandaloneCoroutine.() -> Unit 
  
  
  
  
    // receiver - StandaloneCoroutine 
  
  
  
  
    // completion - StandaloneCoroutine 
  
  
  
  
    public operator fun  invoke(block: suspend R.() -> T, receiver: R, completion: Continuation): Unit = 
  
  
  
  
        when (this) { 
  
  
  
  
            // 根據(jù) start 參數(shù)的類型調(diào)用不同的方法 
  
  
  
  
            DEFAULT -> block.startCoroutineCancellable(receiver, completion) 
  
  
  
  
            ATOMIC -> block.startCoroutine(receiver, completion) 
  
  
  
  
            UNDISPATCHED -> block.startCoroutineUndispatched(receiver, completion) 
  
  
  
  
            LAZY -> Unit // will start lazily 
  
  
  
  
        } 
  
  
  
  
} 
 
 
 
 

接下來看看 startCoroutineCancellable 方法：

 
 
 
 

  
  
  
  
// receiver - StandaloneCoroutine 
  
  
  
  
// completion - StandaloneCoroutine 
  
  
  
  
internal fun  (suspend (R) -> T).startCoroutineCancellable(receiver: R, completion: Continuation) = 
  
  
  
  
    runSafely(completion) { 
  
  
  
  
        createCoroutineUnintercepted(receiver, completion).intercepted().resumeCancellableWith(Result.success(Unit)) 
  
  
  
  
    } 
 
 
 
 

createCoroutineUnintercepted 方法創(chuàng)建了一個 Continuation 類型(協(xié)程)的實例，即創(chuàng)建了一個協(xié)程：

 
 
 
 

  
  
  
  
public actual fun  (suspend R.() -> T).createCoroutineUnintercepted( 
  
  
  
  
    receiver: R, completion: Continuation 
  
  
  
  
): Continuation { 
  
  
  
  
    return if (this is BaseContinuationImpl) create(receiver, completion) else // ... 
  
  
  
  
} 
 
 
 
 

調(diào)用的是 (suspend (R) -> T) 的 createCoroutineUnintercepted 方法，(suspend (R) -> T) 就是協(xié)程體。直接看上面示例代碼中 GlobalScope.launch 編譯后的字節(jié)碼，可以發(fā)現(xiàn) CoroutineScope.launch 傳入的 lambda 表達式被編譯成了繼承 SuspendLambda 的子類：

 
 
 
 

  
  
  
  
final class Main$main$1 extends kotlin/coroutines/jvm/internal/SuspendLambda implements kotlin/jvm/functions/Function2 
 
 
 
 

其繼承關(guān)系為: SuspendLambda -> ContinuationImpl -> BaseContinuationImpl -> Continuation, 因此走 create(receiver, completion) 方法，從上面反編譯出的 Java 代碼可以看到 create 方法創(chuàng)建了一個 Continuation 實例，再看一下 Kotlin 代碼編譯后的字節(jié)碼(包名已省略)：

 
 
 
 

  
  
  
  
public final create(Ljava/lang/Object;Lkotlin/coroutines/Continuation;)Lkotlin/coroutines/Continuation; 
  
  
  
  
// ... 
  
  
  
  
NEW Main$main$1 
 
 
 
 

從上面可以看到，create 方法創(chuàng)建了 Main$main$1 實例，而其繼承自 SuspendLambda, 因此 create 方法創(chuàng)建的 Continuation 是一個 SuspendLambda 對象。

即 createCoroutineUnintercepted 方法創(chuàng)建了一個 SuspendLambda 實例。然后看看 intercepted 方法：

 
 
 
 

  
  
  
  
public actual fun  Continuation.intercepted(): Continuation = 
  
  
  
  
    // 如果是ContinuationImpl類型，則調(diào)用intercepted方法，否則返回自身 
  
  
  
  
    // 這里的 this 是 Main$main$1 實例 - ContinuationImpl的子類 
  
  
  
  
    (this as? ContinuationImpl)?.intercepted() ?: this 
  
  
  
  
 
  
  
  
  
// ContinuationImpl 
  
  
  
  
public fun intercepted(): Continuation = 
  
  
  
  
    // context[ContinuationInterceptor]是 CoroutineDispatcher 實例 
  
  
  
  
    // 需要線程調(diào)度 - 返回 DispatchedContinuation，其 continuation 參數(shù)值為 SuspendLambda 
  
  
  
  
    // 不需要線程調(diào)度 - 返回 SuspendLambda 
  
  
  
  
    intercepted ?: (context[ContinuationInterceptor]?.interceptContinuation(this) ?: this).also { intercepted = it } 
  
  
  
  
 
  
  
  
  
// CoroutineDispatcher 
  
  
  
  
// continuation - SuspendLambda -> ContinuationImpl -> BaseContinuationImpl 
  
  
  
  
public final override fun  interceptContinuation(continuation: Continuation): Continuation = 
  
  
  
  
    DispatchedContinuation(this, continuation) 
 
 
 
 

接下來看看 resumeCancellableWith 是怎么啟動協(xié)程的，這里還涉及到Dispatchers線程調(diào)度的邏輯：

 
 
 
 

  
  
  
  
internal class DispatchedContinuation(      
  
  
  
  
 
  
  
  
  
 val dispatcher: CoroutineDispatcher,      
  
  
  
  
 
  
  
  
  
 val continuation: Continuation 
  
  
  
  
) : DispatchedTask(MODE_ATOMIC_DEFAULT), CoroutineStackFrame, Continuation by continuation { 
  
  
  
  
    public fun  Continuation.resumeCancellableWith(result: Result): Unit = when (this) { 
  
  
  
  
        // 進行線程調(diào)度，最后也會執(zhí)行到continuation.resumeWith方法 
  
  
  
  
        is DispatchedContinuation -> resumeCancellableWith(result) 
  
  
  
  
        // 直接執(zhí)行continuation.resumeWith方法 
  
  
  
  
        else -> resumeWith(result) 
  
  
  
  
    } 
  
  
  
  
 
  
  
  
  
    inline fun resumeCancellableWith(result: Result) { 
  
  
  
  
        val state = result.toState() 
  
  
  
  
        // 判斷是否需要線程調(diào)度 
  
  
  
  
        if (dispatcher.isDispatchNeeded(context)) { 
  
  
  
  
            _state = state 
  
  
  
  
            resumeMode = MODE_CANCELLABLE 
  
  
  
  
            // 需要調(diào)度則先進行調(diào)度 
  
  
  
  
            dispatcher.dispatch(context, this) 
  
  
  
  
        } else { 
  
  
  
  
            executeUnconfined(state, MODE_CANCELLABLE) { 
  
  
  
  
                if (!resumeCancelled()) { 
  
  
  
  
                    // 不需要調(diào)度則直接在當前線程執(zhí)行協(xié)程 
  
  
  
  
                    resumeUndispatchedWith(result) 
  
  
  
  
                } 
  
  
  
  
            } 
  
  
  
  
        } 
  
  
  
  
    } 
  
  
  
  
 
  
  
  
  
    inline fun resumeUndispatchedWith(result: Result) { 
  
  
  
  
        withCoroutineContext(context, countOrElement) { 
  
  
  
  
            continuation.resumeWith(result) 
  
  
  
  
        } 
  
  
  
  
    } 
  
  
  
  
} 
 
 
 
 

• 當需要線程調(diào)度時，則在調(diào)度后會調(diào)用 DispatchedContinuation.continuation.resumeWith 來啟動協(xié)程，其中 continuation 是 SuspendLambda 實例;
• 當不需要線程調(diào)度時，則直接調(diào)用 SuspendLambda.resumeWith 來啟動協(xié)程。

resumeWith 方法調(diào)用的是父類 BaseContinuationImpl 中的 resumeWith 方法：

 
 
 
 

  
  
  
  
internal abstract class BaseContinuationImpl(public val completion: Continuation?) : Continuation, CoroutineStackFrame, Serializable { 
  
  
  
  
    public final override fun resumeWith(result: Result) { 
  
  
  
  
        // ... 
  
  
  
  
        val outcome = invokeSuspend(param) 
  
  
  
  
        // ... 
  
  
  
  
    } 
  
  
  
  
} 
 
 
 
 

因此，協(xié)程的啟動是通過 BaseContinuationImpl.resumeWith 方法調(diào)用到了子類 SuspendLambda.invokeSuspend 方法，然后通過狀態(tài)機來控制順序運行。

協(xié)程的掛起和恢復(fù)

Kotlin 編譯器會為 協(xié)程體 生成繼承自 SuspendLambda 的子類，協(xié)程的真正運算邏輯都在其 invokeSuspend 方法中。上一節(jié)介紹了 launch 是怎么創(chuàng)建和啟動協(xié)程的，在這一節(jié)我們再看看當協(xié)程代碼執(zhí)行到 suspend 函數(shù)后，協(xié)程是怎么被掛起的 以及 當 suspend 函數(shù)執(zhí)行完成得到可用結(jié)果后是怎么恢復(fù)協(xié)程的。

Kotlin 協(xié)程的內(nèi)部實現(xiàn)使用了 Kotlin 編譯器的一些編譯技術(shù)，當 suspend 函數(shù)被調(diào)用時，都有一個隱式的參數(shù)額外傳入，這個參數(shù)是 Continuation 類型，封裝了協(xié)程 resume 后執(zhí)行的代碼邏輯。

 
 
 
 

  
  
  
  
private suspend fun getId(): String { 
  
  
  
  
    return GlobalScope.async(Dispatchers.IO) { 
  
  
  
  
        delay(1000) 
  
  
  
  
        "hearing" 
  
  
  
  
    }.await() 
  
  
  
  
} 
  
  
  
  
 
  
  
  
  
// Decompile成Java 
  
  
  
  
final Object getId( 
  
  
  
  
 
  
  
  
  
 Continuation $completion) { 
  
  
  
  
    // ... 
  
  
  
  
} 
 
 
 
 

其中傳入的 $completion 參數(shù)，從上一節(jié)可以看到是調(diào)用 getId 方法所在的協(xié)程體對象，也就是一個 SuspendLambda 對象。Continuation的定義如下：

 
 
 
 

  
  
  
  
public interface Continuation { 
  
  
  
  
    public val context: CoroutineContext 
  
  
  
  
 
  
  
  
  
    public fun resumeWith(result: Result) 
  
  
  
  
} 
 
 
 
 

將 getId 方法編譯后的字節(jié)碼反編譯成 Java 代碼如下(為便于閱讀，刪減及修改了部分代碼)：

 
 
 
 

  
  
  
  
final Object getId( 
  
  
  
  
 
  
  
  
  
 Continuation $completion) { 
  
  
  
  
    // 新建與啟動協(xié)程 
  
  
  
  
    return BuildersKt.async$default((CoroutineScope)GlobalScope.INSTANCE, (CoroutineContext)Dispatchers.getIO(), (CoroutineStart)null, (Function2)(new Function2((Continuation)null) { 
  
  
  
  
        int label;  
  
  
  
  
 
  
  
  
  
        public final Object invokeSuspend( 
  
  
  
  
 
  
  
  
  
 Object $result) { 
  
  
  
  
            switch(this.label) { 
  
  
  
  
            case 0: 
  
  
  
  
                ResultKt.throwOnFailure($result); 
  
  
  
  
                this.label = 1; 
  
  
  
  
                if (DelayKt.delay(1000L, this) == COROUTINE_SUSPENDED) { 
  
  
  
  
                    return COROUTINE_SUSPENDED; 
  
  
  
  
                } 
  
  
  
  
                break; 
  
  
  
  
            case 1: 
  
  
  
  
                ResultKt.throwOnFailure($result); 
  
  
  
  
                break; 
  
  
  
  
            default: 
  
  
  
  
                throw new IllegalStateException("call to 'resume' before 'invoke' with coroutine"); 
  
  
  
  
            } 
  
  
  
  
            return "hearing"; 
  
  
  
  
        } 
  
  
  
  
 
  
  
  
  
        // ... 
  
  
  
  
    }), 2, (Object)null).await($completion); // 調(diào)用 await() suspend 函數(shù) 
  
  
  
  
} 
 
 
 
 

結(jié)合協(xié)程的狀態(tài)機一節(jié)，當上面的 launch 協(xié)程體執(zhí)行到 getId 方法時, 會根據(jù)其返回值是否為 COROUTINE_SUSPENDED 來決定是否掛起，由于 getId 的邏輯是通過 async 啟動一個新的協(xié)程，協(xié)程體內(nèi)調(diào)用了 suspend delay 方法，然后通過 await suspend 函數(shù)等待結(jié)果，當 async 協(xié)程沒完成時, await 會返回 COROUTINE_SUSPENDED, 因此 launch 協(xié)程體的 invokeSuspend 方法直接 return COROUTINE_SUSPENDED 值執(zhí)行完成，此時 launch 啟動的協(xié)程處于掛起狀態(tài)但不阻塞所處線程，而 async 啟動的協(xié)程開始執(zhí)行。

我們看一下 async 的源碼：

 
 
 
 

  
  
  
  
public fun  CoroutineScope.async(...): Deferred { 
  
  
  
  
    val newContext = newCoroutineContext(context) 
  
  
  
  
    val coroutine = if (start.isLazy) LazyDeferredCoroutine(newContext, block) else 
  
  
  
  
        DeferredCoroutine(newContext, active = true) 
  
  
  
  
    coroutine.start(start, coroutine, block) 
  
  
  
  
    return coroutine 
  
  
  
  
} 
 
 
 
 

默認情況下，上面的 coroutine 取 DeferredCoroutine 實例，于是我們看一下其 await 方法以及在 async 協(xié)程執(zhí)行完成后，是怎么恢復(fù) launch 協(xié)程的：

 
 
 
 

  
  
  
  
private open class DeferredCoroutine( 
  
  
  
  
    parentContext: CoroutineContext, active: Boolean 
  
  
  
  
) : AbstractCoroutine(parentContext, active), Deferred, SelectClause1 { 
  
  
  
  
    override suspend fun await(): T = awaitInternal() as T 
  
  
  
  
} 
  
  
  
  
 
  
  
  
  
// JobSupport 
  
  
  
  
internal suspend fun awaitInternal(): Any? { 
  
  
  
  
    while (true) { // lock-free loop on state 
  
  
  
  
        val state = this.state 
  
  
  
  
        if (state !is Incomplete) { 
  
  
  
  
            // 已經(jīng)完成，則直接返回結(jié)果 
  
  
  
  
            if (state is CompletedExceptionally) { // Slow path to recover stacktrace 
  
  
  
  
                recoverAndThrow(state.cause) 
  
  
  
  
            } 
  
  
  
  
            return state.unboxState() 
  
  
  
  
        } 
  
  
  
  
        // 不需要重試時直接break，執(zhí)行awaitSuspend 
  
  
  
  
        if (startInternal(state) >= 0) break 
  
  
  
  
    } 
  
  
  
  
    return awaitSuspend() // slow-path 
  
  
  
  
} 
  
  
  
  
 
  
  
  
  
// suspendCoroutineUninterceptedOrReturn: 獲取當前協(xié)程，且掛起當前協(xié)程(返回COROUTINE_SUSPENDED)或不掛起直接返回結(jié)果 
  
  
  
  
private suspend fun awaitSuspend(): Any? = suspendCoroutineUninterceptedOrReturn { uCont -> 
  
  
  
  
    val cont = AwaitContinuation(uCont.intercepted(), this) 
  
  
  
  
    cont.disposeOnCancellation(invokeOnCompletion(ResumeAwaitOnCompletion(this, cont).asHandler)) 
  
  
  
  
    cont.getResult() 
  
  
  
  
} 
 
 
 
 

上面 awaitInternal 的大致邏輯是當掛起函數(shù)已經(jīng)有結(jié)果時則直接返回，否則掛起父協(xié)程，然后 invokeOnCompletion 方法將 ResumeAwaitOnCompletion 插入一個隊列(state.list)中，源碼就不再貼出了。接著看看在 async 執(zhí)行完成后是怎么調(diào)用 ResumeAwaitOnCompletion 來 resume 被掛起的協(xié)程的。注意：不要繞進 async 協(xié)程體中 delay 是怎么掛起和恢復(fù) async 協(xié)程的這一邏輯，我們不需要關(guān)注這一層!

接著 async 協(xié)程的執(zhí)行往下看，從前面可知它會調(diào)用 BaseContinuationImpl.resumeWith 方法來執(zhí)行協(xié)程邏輯，我們詳細看一下這個方法，在這里會執(zhí)行該協(xié)程的 invokeSuspend 函數(shù)：

 
 
 
 

  
  
  
  
internal abstract class BaseContinuationImpl( 
  
  
  
  
    public val completion: Continuation? 
  
  
  
  
) : Continuation, CoroutineStackFrame, Serializable { 
  
  
  
  
    public final override fun resumeWith(result: Result) { 
  
  
  
  
        var current = this 
  
  
  
  
        var param = result 
  
  
  
  
        while (true) { 
  
  
  
  
            with(current) { 
  
  
  
  
                val completion = completion!! // fail fast when trying to resume continuation without completion 
  
  
  
  
                val outcome: Result = 
  
  
  
  
                    try {// 調(diào)用 invokeSuspend 方法執(zhí)行協(xié)程邏輯 
  
  
  
  
                        val outcome = invokeSuspend(param) 
  
  
  
  
                        // 協(xié)程掛起時返回的是 COROUTINE_SUSPENDED，即協(xié)程掛起時，resumeWith 執(zhí)行結(jié)束 
  
  
  
  
                        // 再次調(diào)用 resumeWith 時協(xié)程掛起點之后的代碼才能繼續(xù)執(zhí)行 
  
  
  
  
                        if (outcome === COROUTINE_SUSPENDED) return 
  
  
  
  
                        Result.success(outcome) 
  
  
  
  
                    } catch (exception: Throwable) { 
  
  
  
  
                        Result.failure(exception) 
  
  
  
  
                    } 
  
  
  
  
                releaseIntercepted() // this state machine instance is terminating 
  
  
  
  
                if (completion is BaseContinuationImpl) { 
  
  
  
  
                    // unrolling recursion via loop 
  
  
  
  
                    current = completion 
  
  
  
  
                    param = outcome 
  
  
  
  
                } else { 
  
  
  
  
                    // top-level completion reached -- invoke and return 
  
  
  
  
                    completion.resumeWith(outcome) 
  
  
  
  
                    return 
  
  
  
  
                } 
  
  
  
  
            } 
  
  
  
  
        } 
  
  
  
  
    } 
  
  
  
  
} 
 
 
 
 

我們從上面的源碼可以看到，在 createCoroutineUnintercepted 方法中創(chuàng)建的 SuspendLambda 實例是 BaseContinuationImpl 的子類對象，其 completion 參數(shù)為下：

• launch: if (isLazy) LazyStandaloneCoroutine else StandaloneCoroutine
• async: if (isLazy) LazyDeferredCoroutine else DeferredCoroutine

上面這幾個類都是 AbstractCoroutine 的子類。而根據(jù) completion 的類型會執(zhí)行不同的邏輯：

• BaseContinuationImpl: 執(zhí)行協(xié)程邏輯
• 其它: 調(diào)用 resumeWith 方法，處理協(xié)程的狀態(tài)，協(xié)程掛起后的恢復(fù)即與它有關(guān)

在上面的例子中 async 啟動的協(xié)程，它也會調(diào)用其 invokeSuspend 方法執(zhí)行 async 協(xié)程邏輯，假設(shè) async 返回的結(jié)果已經(jīng)可用時，即非 COROUTINE_SUSPENDED 值，此時 completion 是 DeferredCoroutine 對象，因此會調(diào)用 DeferredCoroutine.resumeWith 方法，然后返回，父協(xié)程的恢復(fù)邏輯便是在這里。

 
 
 
 

  
  
  
  
// AbstractCoroutine 
  
  
  
  
public final override fun resumeWith(result: Result) { 
  
  
  
  
    val state = makeCompletingOnce(result.toState()) 
  
  
  
  
    if (state === COMPLETING_WAITING_CHILDREN) return 
  
  
  
  
    afterResume(state) 
  
  
  
  
} 
 
 
 
 

在 makeCompletingOnce 方法中，會根據(jù) state 去處理協(xié)程狀態(tài)，并執(zhí)行上面插入 state.list 隊列中的 ResumeAwaitOnCompletion.invoke 來恢復(fù)父協(xié)程，必要的話還會把 async 的結(jié)果給它，具體代碼實現(xiàn)太多就不貼了，不是本節(jié)的重點。直接看 ResumeAwaitOnCompletion.invoke 方法：

 
 
 
 

  
  
  
  
private class ResumeAwaitOnCompletion( 
  
  
  
  
    job: JobSupport, private val continuation: CancellableContinuationImpl 
  
  
  
  
) : JobNode(job) { 
  
  
  
  
    override fun invoke(cause: Throwable?) { 
  
  
  
  
        val state = job.state 
  
  
  
  
        assert { state !is Incomplete } 
  
  
  
  
        if (state is CompletedExceptionally) { 
  
  
  
  
            // Resume with with the corresponding exception to preserve it 
  
  
  
  
            continuation.resumeWithException(state.cause) 
  
  
  
  
        } else { 
  
  
  
  
            // resume 被掛起的協(xié)程 
  
  
  
  
            continuation.resume(state.unboxState() as T) 
  
  
  
  
        } 
  
  
  
  
    } 
  
  
  
  
} 
 
 
 
 

這里的 continuation 就是 launch 協(xié)程體，也就是 SuspendLambda 對象，于是 invoke 方法會再一次調(diào)用到 BaseContinuationImpl.resumeWith 方法，接著調(diào)用 SuspendLambda.invokeSuspend, 然后根據(jù) label 取值繼續(xù)執(zhí)行接下來的邏輯!

suspendCoroutineUninterceptedOrReturn

接下來我們看一下怎么將一個基于回調(diào)的方法改造成一個基于協(xié)程的 suspend 方法，要實現(xiàn)這個需求，重點在于 suspendCoroutineUninterceptedOrReturn 方法，根據(jù)注釋，這個方法的作用是: Obtains the current continuation instance inside suspend functions and either suspends currently running coroutine or returns result immediately without suspension. 即獲取當前協(xié)程的實例，并且掛起當前協(xié)程或不掛起直接返回結(jié)果。函數(shù)定義如下：

 
 
 
 

  
  
  
  
public suspend inline fun  suspendCoroutineUninterceptedOrReturn(crossinline block: (Continuation) -> Any?): T { 
  
  
  
  
    // ... 
  
  
  
  
} 
 
 
 
 

根據(jù) block 的返回值，有兩種情況：

• 如果 block 返回 COROUTINE_SUSPENDED, 意味著 suspend 函數(shù)會掛起當前協(xié)程而不會立即返回結(jié)果。這種情況下, block 中的 Continuation 需要在結(jié)果可用后調(diào)用 Continuation.resumeWith 來 resume 協(xié)程。
• 如果 block 返回的 T 是 suspend 函數(shù)的結(jié)果，則協(xié)程不會被掛起, block 中的 Continuation 不會被調(diào)用。

調(diào)用 Continuation.resumeWith 會直接在調(diào)用者的線程 resume 協(xié)程，而不會經(jīng)過 CoroutineContext 中可能存在的 ContinuationInterceptor。建議使用更安全的 suspendCoroutine 方法，在其 block 中可以同步或在異步線程調(diào)用 Continuation.resume 和 Continuation.resumeWithException:

 
 
 
 

  
  
  
  
public suspend inline fun  suspendCoroutine(crossinline block: (Continuation) -> Unit): T { 
  
  
  
  
    contract { callsInPlace(block, InvocationKind.EXACTLY_ONCE) } 
  
  
  
  
    return suspendCoroutineUninterceptedOrReturn { c: Continuation -> 
  
  
  
  
        // 調(diào)用攔截器 
  
  
  
  
        val safe = SafeContinuation(c.intercepted()) 
  
  
  
  
        block(safe) 
  
  
  
  
        safe.getOrThrow() 
  
  
  
  
    } 
  
  
  
  
} 
 
 
 
 

此外除了 suspendCoroutine 方法，還有 suspendCancellableCoroutine, suspendAtomicCancellableCoroutine, suspendAtomicCancellableCoroutineReusable 等方法都可以用來將異步回調(diào)的方法封裝成 suspend 函數(shù)。

下面來看一個例子來介紹怎么將異步回調(diào)函數(shù)封裝成 suspend 函數(shù)：

 
 
 
 

  
  
  
  
class NetFetcher { 
  
  
  
  
    // 將下面的 request 方法封裝成 suspend 方法 
  
  
  
  
    suspend fun requestSuspend(id: Int): String = suspendCoroutine { continuation -> 
  
  
  
  
        request(id, object : OnResponseListener { 
  
  
  
  
            override fun onResponse(response: String) { 
  
  
  
  
                continuation.resume(response) 
  
  
  
  
            } 
  
  
  
  
 
  
  
  
  
            override fun onError(error: String) { 
  
  
  
  
                continuation.resumeWithException(Exception(error)) 
  
  
  
  
            } 
  
  
  
  
        }) 
  
  
  
  
    } 
  
  
  
  
 
  
  
  
  
    fun request(id: Int, listener: OnResponseListener) { 
  
  
  
  
        Thread.sleep(5000) 
  
  
  
  
        if (id % 2 == 0) { 
  
  
  
  
            listener.onResponse("success") 
  
  
  
  
        } else { 
  
  
  
  
            listener.onError("error") 
  
  
  
  
        } 
  
  
  
  
    } 
  
  
  
  
 
  
  
  
  
    interface OnResponseListener { 
  
  
  
  
        fun onResponse(response: String) 
  
  
  
  
        fun onError(error: String) 
  
  
  
  
    } 
  
  
  
  
} 
  
  
  
  
 
  
  
  
  
object Main { 
  
  
  
  
    fun main() { 
  
  
  
  
        requestByCoroutine() 
  
  
  
  
    } 
  
  
  
  
 
  
  
  
  
    // 使用回調(diào) 
  
  
  
  
    private fun requestByCallback() { 
  
  
  
  
        NetFetcher().request(21, object : NetFetcher.OnResponseListener { 
  
  
  
  
            override fun onResponse(response: String) { 
  
  
  
  
                println("result = $response") 
  
  
  
  
            } 
  
  
  
  
 
  
  
  
  
            override fun onError(error: String) { 
  
  
  
  
                println("result = $error") 
  
  
  
  
            } 
  
  
  
  
        }) 
  
  
  
  
    } 
  
  
  
  
 
  
  
  
  
    // 使用協(xié)程 
  
  
  
  
    private fun requestByCoroutine() { 
  
  
  
  
        GlobalScope.launch(Dispatchers.Main) { 
  
  
  
  
            val result = withContext(Dispatchers.IO) { 
  
  
  
  
                try { 
  
  
  
  
                    NetFetcher().requestSuspend(22) 
  
  
  
  
                } catch (e: Exception) { 
  
  
  
  
                    e.message 
  
  
  
  
                } 
  
  
  
  
            } 
  
  
  
  
      
 
 
 
 

為加深理解，再介紹一下 Kotlin 提供的兩個借助 suspendCancellableCoroutine 實現(xiàn)的掛起函數(shù): delay & yield。

delay

delay 方法借助了 suspendCancellableCoroutine 方法來掛起協(xié)程：

 
 
 
 

  
  
  
  
public suspend fun delay(timeMillis: Long) { 
  
  
  
  
    if (timeMillis <= 0) return // don't delay 
  
  
  
  
                                                 

                                                當前標題：Kotlin筆記之協(xié)程工作原理                                                

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