Kotlin Flows

本文包含的内容:

  • Flow是什么, 基本概念和用法.
  • Flow的不同类型, StateFlow和SharedFlow比较.
  • Flow在Android中的使用
    • 安全收集.
    • 操作符stateIn, shareIn的用法和区别.

本文被收录在集合中: https://github.com/mengdd/KotlinTutorials

Coroutines Flow Basics

Flow是什么

Flow可以按顺序发送多个值, 概念上是一个数据流, 发射的值必须是同一个类型.

Flow使用suspend方法来生产/消费值, 数据流可以做异步计算.

几个基本知识点:

  • 创建flow: 通过flow builders
  • Flow数据流通过emit()来发射元素.
  • 可以通过各种操作符对flow的数据进行处理. 注意中间的操作符都不会触发flow的数据发送.
  • Flow默认是cold flow, 即需要通过被观察才能激活, 最常用的操作符是collect().
  • Flow的CoroutineContext, 不指定的情况下是collect()CoroutineContext, 如果想要更改, 用flowOn

    改之前的.

关于Flow的基本用法, 19年底写的这篇coroutines flow in Android可以温故知新.

Flow的操作符

一个Flow操作符的可视化小网站: FlowMarbles.

Flow的不同类型

SharedFlow and StateFlow

应用程序里比较常用的类型是SharedFlow和StateFlow.

Android官方有一篇专门的文档来介绍二者: StateFlow and SharedFlow

StateFlow继承于SharedFlow, SharedFlow继承于Flow.

基本关系如下:

  • Flow

    基类. Cold.

    Flow的两大特性: Context preservation; Exception transparency.

  • SharedFlow

    继承Flow, 是一种hot flow, 所有collectors共享它的值, 永不终止, 是一种广播的方式.

    一个shared flow上的活跃collector被叫作subscriber.

在sharedFlow上的collect call永远不会正常complete, 还有Flow.launchIn.

可以配置replay and buffer overflow strategy.

如果subscriber suspend了, sharedflow会suspend这个stream, buffer这个要发射的元素, 等待subscriber resume.

Because onBufferOverflow is set with BufferOverflow.SUSPEND, the flow will suspend until it can deliver the event to all subscribers.

默认参数:

public fun <T> MutableSharedFlow(
replay: Int = 0,
extraBufferCapacity: Int = 0,
onBufferOverflow: BufferOverflow = BufferOverflow.SUSPEND
)

total buffer是: replay + extraBufferCapacity.

如果total buffer是0, 那么onBufferOverflow只能是onBufferOverflow = BufferOverflow.SUSPEND.

关于reply和buffer, 这个文章

有详细的解释, 并且配有动图.

  • StateFlow

    继承SharedFlow, hot flow, 和是否有collector收集无关, 永不complete.

可以通过value属性访问当前值.

有conflated特性, 会跳过太快的更新, 永远返回最新值.

Strong equality-based conflation: 会通过equals()来判断值是否发生改变, 如果没有改变, 则不会通知collector.

因为conflated的特性, StateFlow赋值的时候要注意使用不可变的值.

cold vs hot

cold stream 可以重复收集, 每次收集, 会对每一个收集者单独开启一次.

hot stream 永远发射不同的值, 和是否有人收集无关, 永远不会终止.

  • sharedIn

    可以把cold flow转成hot的SharedFlow.
  • stateIn

    可以把cold flow转成hot的StateFlow.

StateFlow vs SharedFlow

共性:

  • StateFlowSharedFlow永远都不会停止. 不能指望它们的onCompletionCallback.

不同点:

  • StateFlow可以通过value属性读到最新的值, 但SharedFlow却不行.
  • StateFlow是conflated: 如果新的值和旧的值一样, 不会传播.
  • SharedFlow需要合理设置buffer和replay策略.

互相转换:

SharedFlow用了distinctUntilChanged以后变成StateFlow.

// MutableStateFlow(initialValue) is a shared flow with the following parameters:
val shared = MutableSharedFlow(
replay = 1,
onBufferOverflow = BufferOverflow.DROP_OLDEST
)
shared.tryEmit(initialValue) // emit the initial value
val state = shared.distinctUntilChanged() // get StateFlow-like behavior

RxJava的等价替代:

  • PublishSubject -> SharedFlow.
  • BehaviorSubject -> StateFlow.

Use Flow in Android

发送事件(Event或Effects): SharedFlow

因为SharedFlow没有conflated特性, 所以适合发送事件, 即便值变化得快也是每个都发送.

private val _sharedViewEffects = MutableSharedFlow<SharedViewEffects>() // 1
val sharedViewEffects = _sharedViewEffects.asSharedFlow() // 2

这里用了asSharedFlow来创建一个ReadonlySharedFlow.

SharedFlow发射元素有两个方法:

  • emit: suspend方法.
  • tryEmit: 非suspend方法.

因为tryEmit是非suspend的, 适用于有buffer的情况.

保存暴露UI状态: StateFlow

StateFlow是一个state-holder, 可以通过value读到当前状态值.

一般会有一个MutableStateFlow类型的Backing property.

StateFlow是hot的, collect并不会触发producer code.

当有新的consumer时, 新的consumer会接到上次的状态和后续的状态.

使用StateFlow时, 发射新元素只需要赋值:

mutableState.value = newState

注意这里新值和旧的值要equals判断不相等才能发射出去.

StateFlow vs LiveData

StateFlowLiveData很像.

StateFlowLiveData的相同点:

  • 永远有一个值.
  • 只有一个值.
  • 支持多个观察者.
  • 在订阅的瞬间, replay最新的值.

有一点点不同:

  • StateFlow需要一个初始值.
  • LiveData会自动解绑, flow要达到相同效果, collect要在Lifecycle.repeatOnLifecycle里.

Flow的安全收集

关于收集Flow的方法, 主要还是关注一下生命周期的问题, 因为SharedFlow和StateFlow都是hot的.

在这个文章里有详细的讨论: A safer way to collect flows from Android UIs

在UI层收集的时候注意要用repeatOnLifecycle:

class LatestNewsActivity : AppCompatActivity() {
private val latestNewsViewModel = // getViewModel() override fun onCreate(savedInstanceState: Bundle?) {
//...
// Start a coroutine in the lifecycle scope
lifecycleScope.launch {
// repeatOnLifecycle launches the block in a new coroutine every time the
// lifecycle is in the STARTED state (or above) and cancels it when it's STOPPED.
repeatOnLifecycle(Lifecycle.State.STARTED) {
// Trigger the flow and start listening for values.
// Note that this happens when lifecycle is STARTED and stops
// collecting when the lifecycle is STOPPED
latestNewsViewModel.uiState.collect { uiState ->
// New value received
when (uiState) {
is LatestNewsUiState.Success -> showFavoriteNews(uiState.news)
is LatestNewsUiState.Error -> showError(uiState.exception)
}
}
}
}
}
}

这个文章里有个扩展方法也挺好的:

class FlowObserver<T> (
lifecycleOwner: LifecycleOwner,
private val flow: Flow<T>,
private val collector: suspend (T) -> Unit
) { private var job: Job? = null init {
lifecycleOwner.lifecycle.addObserver(LifecycleEventObserver {
source: LifecycleOwner, event: Lifecycle.Event ->
when (event) {
Lifecycle.Event.ON_START -> {
job = source.lifecycleScope.launch {
flow.collect { collector(it) }
}
}
Lifecycle.Event.ON_STOP -> {
job?.cancel()
job = null
}
else -> { }
}
})
}
} inline fun <reified T> Flow<T>.observeOnLifecycle(
lifecycleOwner: LifecycleOwner,
noinline collector: suspend (T) -> Unit
) = FlowObserver(lifecycleOwner, this, collector) inline fun <reified T> Flow<T>.observeInLifecycle(
lifecycleOwner: LifecycleOwner
) = FlowObserver(lifecycleOwner, this, {})

看了一下官方的repeatOnLifecycle其实大概也是这个意思:

public suspend fun Lifecycle.repeatOnLifecycle(
state: Lifecycle.State,
block: suspend CoroutineScope.() -> Unit
) {
require(state !== Lifecycle.State.INITIALIZED) {
"repeatOnLifecycle cannot start work with the INITIALIZED lifecycle state."
} if (currentState === Lifecycle.State.DESTROYED) {
return
} // This scope is required to preserve context before we move to Dispatchers.Main
coroutineScope {
withContext(Dispatchers.Main.immediate) {
// Check the current state of the lifecycle as the previous check is not guaranteed
// to be done on the main thread.
if (currentState === Lifecycle.State.DESTROYED) return@withContext // Instance of the running repeating coroutine
var launchedJob: Job? = null // Registered observer
var observer: LifecycleEventObserver? = null
try {
// Suspend the coroutine until the lifecycle is destroyed or
// the coroutine is cancelled
suspendCancellableCoroutine<Unit> { cont ->
// Lifecycle observers that executes `block` when the lifecycle reaches certain state, and
// cancels when it falls below that state.
val startWorkEvent = Lifecycle.Event.upTo(state)
val cancelWorkEvent = Lifecycle.Event.downFrom(state)
val mutex = Mutex()
observer = LifecycleEventObserver { _, event ->
if (event == startWorkEvent) {
// Launch the repeating work preserving the calling context
launchedJob = this@coroutineScope.launch {
// Mutex makes invocations run serially,
// coroutineScope ensures all child coroutines finish
mutex.withLock {
coroutineScope {
block()
}
}
}
return@LifecycleEventObserver
}
if (event == cancelWorkEvent) {
launchedJob?.cancel()
launchedJob = null
}
if (event == Lifecycle.Event.ON_DESTROY) {
cont.resume(Unit)
}
}
this@repeatOnLifecycle.addObserver(observer as LifecycleEventObserver)
}
} finally {
launchedJob?.cancel()
observer?.let {
this@repeatOnLifecycle.removeObserver(it)
}
}
}
}
}

既然官方已经推出了, 我们就用官方的repeatOnLifecycle方法吧.

shareInstateIn

前面提过这两个操作符是用来做flow转换的:

  • sharedIn

    可以把cold flow转成hot的SharedFlow.
  • stateIn

    可以把cold flow转成hot的StateFlow.

shareIn可以保证只有一个数据源被创造, 并且被所有collectors收集.

比如:

class LocationRepository(
private val locationDataSource: LocationDataSource,
private val externalScope: CoroutineScope
) {
val locations: Flow<Location> =
locationDataSource.locationsSource.shareIn(externalScope, WhileSubscribed())
}

WhileSubscribed这个策略是说, 当无人观测时, 上游的flow就被取消.

实际使用时可以用WhileSubscribed(5000), 让上游的flow即便在无人观测的情况下, 也能继续保持5秒.

这样可以在某些情况(比如旋转屏幕)时避免重建上游资源, 适用于上游资源创建起来很expensive的情况.

如果我们的需求是, 永远保持一个最新的cache值.


class LocationRepository(
private val locationDataSource: LocationDataSource,
private val externalScope: CoroutineScope
) {
val locations: Flow<Location> =
locationDataSource.locationsSource.stateIn(externalScope, WhileSubscribed(), EmptyLocation)
}

Flow.stateIn将会缓存最后一个值, 并且有新的collector时, 将这个最新值传给它.

shareIn, stateIn使用注意事项

永远不要在方法里面调用shareInstateIn, 因为方法每次被调用, 它们都会创建新的流.

这些流没有被复用, 会存在内存里面, 直到scope被取消或者没有引用时被GC.

推荐的使用方式是在property上用:

class UserRepository(
private val userLocalDataSource: UserLocalDataSource,
private val externalScope: CoroutineScope
) {
// DO NOT USE shareIn or stateIn in a function like this.
// It creates a new SharedFlow/StateFlow per invocation which is not reused!
fun getUser(): Flow<User> =
userLocalDataSource.getUser()
.shareIn(externalScope, WhileSubscribed()) // DO USE shareIn or stateIn in a property
val user: Flow<User> =
userLocalDataSource.getUser().shareIn(externalScope, WhileSubscribed())
}

StateFlow使用总结

从ViewModel暴露数据到UI, 用StateFlow的两种方式:

  1. 暴露一个StateFlow属性, 用WhileSubscribed加上一个timeout.
class MyViewModel(...) : ViewModel() {
val result = userId.mapLatest { newUserId ->
repository.observeItem(newUserId)
}.stateIn(
scope = viewModelScope,
started = WhileSubscribed(5000),
initialValue = Result.Loading
)
}
  1. repeatOnLifecycle收集.
onCreateView(...) {
viewLifecycleOwner.lifecycleScope.launch {
viewLifecycleOwner.lifecycle.repeatOnLifecycle(STARTED) {
myViewModel.myUiState.collect { ... }
}
}
}

其他的组合都会保持上游的活跃, 浪费资源:

  • WhileSubscribed暴露属性, 在lifecycleScope.launch/launchWhenX里收集.
  • 通过Lazily/Eagerly暴露, 用repeatOnLifecycle收集.

References

[Kotlin Tutorials 19] Kotlin Flows, SharedFlow and StateFlow in Android的更多相关文章

  1. Kotlin Tutorials系列文章

    Kotlin Tutorials系列文章 想写一个有实用价值的Kotlin笔记, 让一线开发一看就懂, 看完就能上手. 当然官方文档更有参考价值了. 这个系列相对于官方文档的大而全来说, 最主要优势是 ...

  2. 【Kotlin】初识Kotlin(二)

    [Kotlin]初识Kotlin(二) 1.Kotlin的流程控制 流程控制是一门语言中最重要的部分之一,从最经典的if...else...,到之后的switch,再到循环控制的for循环和while ...

  3. 【Kotlin】初识Kotlin之面向对象

    [Kotlin]初识Kotlin之面向对象 1.类 在Kotlin中,类用关键字class来定义 如果一个类具有类体,那么需要使用{ }来写类体内容,如果不需要类体,那么只需要定义类名就可以了 // ...

  4. Kotlin入门(19)Android的基础布局

    线性布局线性布局LinearLayout是最常用的布局,顾名思义,它下面的子视图像是用一根线串了起来,所以其内部视图的排列是有顺序的,要么从上到下垂直排列,要么从左到右水平排列.排列顺序只能指定一维方 ...

  5. 初试kotlin:用Kotlin开发桌面/CommandLine 工具

    既然kotlin是google和jetbrain联合搞的,开发环境不用说了肯定是Intellij Idea了. 先创建一个kotlin项目. 先来一个HelloWorld package com.xi ...

  6. Kotlin的属性委托:无上下文情况下Android的赋值(KAD 15)

    作者:Antonio Leiva 时间:Mar 9, 2017 原文链接:https://antonioleiva.com/property-delegation-kotlin/ 如我们在前面文章中读 ...

  7. 序章:为什么学习使用kotlin、及kotlin的一些碎碎念

    为什么使用kotlin? 当然是因为项目目前的开发语言是kotlin啊! 一方面是想能够尽快适应项目,另一方面,kotlin这门语言独特的语法,确实很吸引我,也让我意识到java代码在某些程度上的繁琐 ...

  8. Java调用Kotlin事项及Kotlin反射初步

    继续来研究Java调用Kotlin的一些东东. @Throws注解: 我们知道在Kotlin中是不存在checked exception的,而在Java中是存在的,那..如果从Java来调用Kotli ...

  9. JavaEE Tutorials (19) - Web应用安全入门

    19.1Web应用安全概述29519.2保护Web应用安全296 19.2.1指定安全约束297 19.2.2指定认证机制300 19.2.3在部署描述文件中指定认证机制302 19.2.4声明安全角 ...

随机推荐

  1. Optional 的使用会导致性能下降吗?

    几天前,我在论坛上发了一篇关于Optional 的文章.其中一条评论是一个非常好的问题: Optional 的使用会导致性能下降吗? 答案是: 是的,它会的.但是你应该担心吗? 使用Optional的 ...

  2. Linux + .net core 开发升讯威在线客服系统:首个经过实际验证的高性能版本

    业余时间用 .net core 写了一个在线客服系统.并在博客园写了一个系列的文章,写介绍这个开发过程: .net core 和 WPF 开发升讯威在线客服系统:目录 https://blog.she ...

  3. javascript里面的document.getElementById

    一.getElementById:获取对 ID 标签属性为指定值的第一个对象的引用,它有 value 和 length 等属性 1.获取当前页面的值input标签值:var attr1=documen ...

  4. git分支merge冲突 error: you need to resolve your current index first

    问题: 执行切换代码分支 git checkout featrue_2019-06-24 ,报错如下: error: you need to resolve your current index fi ...

  5. appium自动化测试(5)-一些pyhon操作

    1.套件的问题 将所有的测试用例加进去,会一个个执行,用于用例名字没有规范test开头的时候 def suite(): suite = unittest.TestSuite suite.addTest ...

  6. 字节跳动五面都过了,结果被刷了,问了hr原因竟说是...

    说在前面,面试时最好不要虚报工资.本来字节跳动是很想去的,几轮面试也通过了,最后没offer,自己只想到几个原因:1.虚报工资,比实际高30%:2.有更好的人选,这个可能性不大,我看还在招聘.我是面试 ...

  7. TestNG注释@BeforeGroups与@AfterGroups不执行的处理

    在学习TestNG框架注解时发现在执行以下的代码 package com.groups; import org.testng.annotations.AfterGroups; import org.t ...

  8. 响应式编程基础教程:Spring Boot 与 Lettuce 整合

    本文主要介绍响应式编程访问 Redis,以及 Spring Boot 与 Lettuce 的整合使用. Lettuce 是可扩展性线程安全的 Redis 客户端,用于同步.异步和响应式使用.如果多个线 ...

  9. 计算机毕业设计项目-基于SSM的学生会管理系统-基于ssm的社团信息管理系统

    注意:该项目只展示部分功能,如需了解,评论区咨询即可. 1.开发环境 开发语言:Java 后台框架:SSM 前端技术:HTML+CSS+JavaScript+Bootstrap+jQuery 数据库: ...

  10. pikachu Files Inclusion

    文件包含分为远程文件包含和远程文件包含 比如程序员为了提高效率让代码看起来简洁,会使用包含函数的功能,写多个文件 之后需要了进行调用,比如.c写了很多个函数分别在不同的文件里,用的时候直接 引用文件即 ...