Kotlin Channel處理多個數據組合的流

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結論先行

Kotlin協程中的Channel用於處理多個數據組合的流，隨用隨取，時刻準備著，就像自來水一樣，打開開關就有水瞭。

Channel使用示例

fun main() = runBlocking {
    logX("開始")
    val channel = Channel<Int> {  }
    launch {
        (1..3).forEach{
            channel.send(it)
            logX("發送數據: $it")
        }
        // 關閉channel， 節省資源
        channel.close()
    }
    launch {
        for (i in channel){
            logX("接收數據: $i")
        }
    }
    logX("結束")
}

示例代碼 使用Channel創建瞭一組int類型的數據流，通過send發送數據，並通過for循環取出channel中的數據，最後channel是一種協程資源，使用結束後應該及時調用close方法關閉，以免浪費不必要的資源。

Channel的源碼

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的構造函數包含瞭三個參數，分別是capacity、onBufferOverflow、onUndeliveredElement.

首先看capacity，這個參數代表瞭管道的容量，默認參數是RENDEZVOUS，取值是0，還有其他一些值：

  • UNLIMITED: Int = Int.MAX_VALUE，沒有限量
  • CONFLATED: 容量為1，新的覆蓋舊的值
  • BUFFERED: 添加緩沖容量，默認值是64，可以通過修改VM參數：kotlinx.coroutines.channels.defaultBuffer，進行修改

接下來看onBufferOverflow, 顧名思義就是管道容量滿瞭，怎麼辦？默認是掛起，也就是suspend，一共有三種分別是：

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
}
  • SUSPEND，當管道的容量滿瞭以後，如果發送方還要繼續發送，我們就會掛起當前的 send() 方法。由於它是一個掛起函數，所以我們可以以非阻塞的方式，將發送方的執行流程掛起，等管道中有瞭空閑位置以後再恢復，有點像生產者-消費者模型
  • DROP_OLDEST，顧名思義，就是丟棄最舊的那條數據，然後發送新的數據，有點像LRU算法。
  • DROP_LATEST，丟棄最新的那條數據。這裡要註意，這個動作的含義是丟棄當前正準備發送的那條數據，而管道中的內容將維持不變。

最後一個參數是onUndeliveredElement，從名字看像是沒有投遞成功的回調，也確實如此，當管道中某些數據沒有成功接收時，這個就會被調用。

綜合這個參數使用一下

fun main() = runBlocking {
    println("開始")
    val channel = Channel<Int>(capacity = 2, onBufferOverflow = BufferOverflow.DROP_OLDEST) {
        println("onUndeliveredElement = $it")
    }
    launch {
        (1..3).forEach{
            channel.send(it)
            println("發送數據: $it")
        }
        // 關閉channel， 節省資源
        channel.close()
    }
    launch {
        for (i in channel){
            println("接收數據: $i")
        }
    }
    println("結束")
}

輸出結果如下：
開始
結束
發送數據: 1
發送數據: 2
發送數據: 3
接收數據: 2
接收數據: 3

安全的從Channel中取數據

先看一個例子

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

輸出報錯信息：
Exception in thread "main" kotlinx.coroutines.channels.ClosedReceiveChannelException: Channel was closed

可以看到使用isClosedForReceive判斷是否關閉再使用receive方法接收數據，依然會報錯，所以不推薦使用這種方式。

推薦使用上面for循環的方式取數據，還有kotlin推薦的consumeEach方式，看一下示例代碼

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

所以，當我們想要獲取Channel當中的數據時，我們盡量使用 for 循環，或者是channel.consumeEach {}，不要直接調用channel.receive()。

熱的數據流從何而來

先看一下代碼

    println("開始")
    val channel = Channel<Int>(capacity = 3, onBufferOverflow = BufferOverflow.DROP_OLDEST) {
        println("onUndeliveredElement = $it")
    }
    launch {
        (1..3).forEach{
            channel.send(it)
            println("發送數據: $it")
        }
    }
    println("結束")
}

輸出：
開始
結束
發送數據: 1
發送數據: 2
發送數據: 3

可以看到上述代碼中並沒有 取channel中的數據，但是發送的代碼正常執行瞭，這種“不管有沒有接收方，發送方都會工作”的模式，就是我們將其認定為“熱”的原因。

舉個例子，就像去海底撈吃火鍋一樣，你不需要主動要求服務員加水，服務員看到你的杯子中水少瞭，會自動給你添加，你隻管拿起水杯喝水就行瞭。

總的來說，不管接收方是否存在，Channel 的發送方一定會工作。

Channel能力的來源

通過源碼可以看到Channel隻是一個接口，它的能力來源於SendChannel和ReceiveChannel，一個發送管道，一個接收管道，相當於做瞭一個組合。

這也是一種良好的設計思想，“對讀取開放，對寫入封閉”的開閉原則。

到此這篇關於Kotlin Channel處理多個數據組合的流的文章就介紹到這瞭,更多相關Kotlin Channel內容請搜索WalkonNet以前的文章或繼續瀏覽下面的相關文章希望大傢以後多多支持WalkonNet！

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