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Kotlin Channel处理多个数据组合的流

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结论先行

Kotlin协程中的Channel用于处理多个数据组合的流,随用随取,时刻准备着,就像自来水一样,打开开关就有水了。

Channel使用示例

fun main() = runBlocking {
    logX("开始")
    val channel = Channel<Int> {  }
    launch {
        (1..3).forEach{
            channel.send(it)
            logX("发送数据: $it")
        }
        // 关闭channel, 节省资源
        channel.close()
    }
    launch {
        for (i in channel){
            logX("接收数据: $i")
        }
    }
    logX("结束")
}

示例代码 使用Channel创建了一组int类型的数据流,通过send发送数据,并通过for循环取出channel中的数据,最后channel是一种协程资源,使用结束后应该及时调用close方法关闭,以免浪费不必要的资源。

Channel的源码

public fun <E> Channel(
    capacity: Int = RENDEZVOUS,
    onBufferOverflow: BufferOverflow = BufferOverflow.SUSPEND,
    onUndeliveredElement: ((E) -> Unit)? = null
): Channel<E> =
    when (capacity) {
        RENDEZVOUS -> {}
        CONFLATED -> {}
        UNLIMITED -> {}
        else -> {}
    }

可以看到Channel的构造函数包含了三个参数,分别是capacity、onBufferOverflow、onUndeliveredElement.

首先看capacity,这个参数代表了管道的容量,默认参数是RENDEZVOUS,取值是0,还有其他一些值:

接下来看onBufferOverflow, 顾名思义就是管道容量满了,怎么办?默认是挂起,也就是suspend,一共有三种分别是:

SUSPNED、DROP_OLDEST以及DROP_LATEST

public enum class BufferOverflow {
    /**
     * Suspend on buffer overflow.
     */
    SUSPEND,
    /**
     * Drop **the oldest** value in the buffer on overflow, add the new value to the buffer, do not suspend.
     */
    DROP_OLDEST,
    /**
     * Drop **the latest** value that is being added to the buffer right now on buffer overflow
     * (so that buffer contents stay the same), do not suspend.
     */
    DROP_LATEST
}

最后一个参数是onUndeliveredElement,从名字看像是没有投递成功的回调,也确实如此,当管道中某些数据没有成功接收时,这个就会被调用。

综合这个参数使用一下

fun main() = runBlocking {
    println("开始")
    val channel = Channel<Int>(capacity = 2, onBufferOverflow = BufferOverflow.DROP_OLDEST) {
        println("onUndeliveredElement = $it")
    }
    launch {
        (1..3).forEach{
            channel.send(it)
            println("发送数据: $it")
        }
        // 关闭channel, 节省资源
        channel.close()
    }
    launch {
        for (i in channel){
            println("接收数据: $i")
        }
    }
    println("结束")
}

输出结果如下:
开始
结束
发送数据: 1
发送数据: 2
发送数据: 3
接收数据: 2
接收数据: 3

安全的从Channel中取数据

先看一个例子

val channel: ReceiveChannel<Int> = produce {
        (1..100).forEach{
            send(it)
            println("发送: $it")
        }
    }
while (!channel.isClosedForReceive){
    val i = channel.receive();
    println("接收: $i")
}

输出报错信息:
Exception in thread "main" kotlinx.coroutines.channels.ClosedReceiveChannelException: Channel was closed

可以看到使用isClosedForReceive判断是否关闭再使用receive方法接收数据,依然会报错,所以不推荐使用这种方式。

推荐使用上面for循环的方式取数据,还有kotlin推荐的consumeEach方式,看一下示例代码

val channel: ReceiveChannel<Int> = produce {
        (1..100).forEach{
            send(it)
            println("发送: $it")
        }
    }
channel.consumeEach {
    println("接收:$it")
}

所以,当我们想要获取Channel当中的数据时,我们尽量使用 for 循环,或者是channel.consumeEach {},不要直接调用channel.receive()。

热的数据流从何而来

先看一下代码

    println("开始")
    val channel = Channel<Int>(capacity = 3, onBufferOverflow = BufferOverflow.DROP_OLDEST) {
        println("onUndeliveredElement = $it")
    }
    launch {
        (1..3).forEach{
            channel.send(it)
            println("发送数据: $it")
        }
    }
    println("结束")
}

输出:
开始
结束
发送数据: 1
发送数据: 2
发送数据: 3

可以看到上述代码中并没有 取channel中的数据,但是发送的代码正常执行了,这种“不管有没有接收方,发送方都会工作”的模式,就是我们将其认定为“热”的原因。

举个例子,就像去海底捞吃火锅一样,你不需要主动要求服务员加水,服务员看到你的杯子中水少了,会自动给你添加,你只管拿起水杯喝水就行了。

总的来说,不管接收方是否存在,Channel 的发送方一定会工作。

Channel能力的来源

通过源码可以看到Channel只是一个接口,它的能力来源于SendChannel和ReceiveChannel,一个发送管道,一个接收管道,相当于做了一个组合。

这也是一种良好的设计思想,“对读取开放,对写入封闭”的开闭原则。

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