[译] Kotlin Asynchronous Flow - 异

2019-10-15 本文已影响0人两三行代码

异步挂起函数能够返回单一值，那么我们如何返回多个异步计算的值呢？而这个就是Kotlin Flow需要解决地。

Representing multiple values

在kotlin，多个值可以由Collections表示。

fun foo(): List<Int> = listOf(1, 2, 3)
 
fun main() {
    foo().forEach { value -> println(value) } 
}

以上代码输出如下：

1
2
3

Sequences

如果我们使用CPU消费型阻塞代码生产numbers，我们可以使用Sequences表示这些numbers。

fun foo(): Sequence<Int> = sequence { // sequence builder
    for (i in 1..3) {
        Thread.sleep(100) // pretend we are computing it
        yield(i) // yield next value
    }
}

fun main() {
    foo().forEach { value -> println(value) } 
}

以上代码会每隔100ms，打印出一个数字。

Suspending functions

以上代码会阻塞主线程，我们可以给函数添加suspend修饰符来实现异步计算。

suspend fun foo(): List<Int> {
    delay(1000) // pretend we are doing something asynchronous here
    return listOf(1, 2, 3)
}

fun main() = runBlocking<Unit> {
    foo().forEach { value -> println(value) } 
}

使用List<Int>返回类型意味着，我们需要一次性返回所有值。为了表示异步计算的值的流，我们可以使用Flow<Int>，就像之前使用Sequence<Int>同步计算值一样。

fun foo(): Flow<Int> = flow { // flow builder
    for (i in 1..3) {
        delay(100) // pretend we are doing something useful here
        emit(i) // emit next value
    }
}

fun main() = runBlocking<Unit> {
    // Launch a concurrent coroutine to check if the main thread is blocked
    launch {
        for (k in 1..3) {
            println("I'm not blocked $k")
            delay(100)
        }
    }
    // Collect the flow
    foo().collect { value -> println(value) } 
}

输出如下：

I'm not blocked 1
1
I'm not blocked 2
2
I'm not blocked 3
3

Flow和之前例子的差别：

Flow 类型 builder 函数称为 flow
flow{}内部代码是可以挂起的
函数 foo()不再需要suspend修饰符
使用emit函数发射值
使用collect函数收集值

我们可以使用Thread.Sleep 来替换 delay,那么当前Main Thread就会被阻塞

Flows are cold

Flow是和sequence一样的code stream，在flow内的代码块只有到flow开始被collected时才开始运行；

     
fun foo(): Flow<Int> = flow { 
    println("Flow started")
    for (i in 1..3) {
        delay(100)
        emit(i)
    }
}

fun main() = runBlocking<Unit> {
    println("Calling foo...")
    val flow = foo()
    println("Calling collect...")
    flow.collect { value -> println(value) } 
    println("Calling collect again...")
    flow.collect { value -> println(value) } 
}

输出如下：

Calling foo...
Calling collect...
Flow started
1
2
3
Calling collect again...
Flow started
1
2
3

这个是返回flow的foo()函数不需要被标记为suspend的关键理由.foo()函数会马上返回不会有任何等待，flow每次都是在collect调用之后才开始执行，这就是为什么我们在调用collect之后才打印出来 "Flow started"。

Flow cancellation

Flow坚持使用通用的协作式协程取消方式。flow底层并没有采用附加的取消点。对于取消这是完全透明的。和往常一样，如果flow是在一个挂起函数内被挂起了，那么flow collection是可以被取消的，并且在其他情况下是不能被取消的。

import kotlinx.coroutines.*
import kotlinx.coroutines.flow.*

        
fun foo(): Flow<Int> = flow { 
  for (i in 1..3) {
      delay(100)          
      println("Emitting $i")
      emit(i)
  }
}

fun main() = runBlocking<Unit> {
  withTimeoutOrNull(250) { // Timeout after 250ms 
      foo().collect { value -> println(value) } 
  }
  println("Done")
}

输出如下：

Emitting 1
1
Emitting 2
2
Done

Flow builders

在上述例子中，flow { }构造者是最简单的。以下还有更简单的实现：

flowOf定义了一个flow用来emit一个固定的集合;
各种collections和sequences都可以通过asFlow()函数来转换为flows;

import kotlinx.coroutines.*
import kotlinx.coroutines.flow.*

fun main() = runBlocking<Unit> {
    // Convert an integer range to a flow
    (1..3).asFlow().collect { value -> println(value) } 
}

Intermediate flow operators

Flows可以通过操作符来进行转换，就如同你使用collections和sequences一样。中间操作符用来应用于上游flow任何产生下游flow。这些操作符都是冷启动的，就像flows一样。对于这些操作符的调用也都不是挂起函数。它工作很快，返回新的转换的flow的定义。
基础操作符也有着和map和filter类似的名字。和sequences一个很重要的差别是在这些操作符内部可以调用挂起函数。
举个例子，一个请求flow可以通过map操作符映射为result，即便这个请求是在一个挂起函数内需要长时间的运行。

import kotlinx.coroutines.*
import kotlinx.coroutines.flow.*

          
suspend fun performRequest(request: Int): String {
    delay(1000) // imitate long-running asynchronous work
    return "response $request"
}

fun main() = runBlocking<Unit> {
    (1..3).asFlow() // a flow of requests
        .map { request -> performRequest(request) }
        .collect { response -> println(response) }
}

输出如下：

response 1
response 2
response 3

Transform operator

在flow转换操作符中，最经常使用的就是transform，它可以用来模拟简单转换，就和 map和filter一样，也可以用来实现更加复杂地转换。可以每次emit任意数量地任意值。

import kotlinx.coroutines.*
import kotlinx.coroutines.flow.*

suspend fun performRequest(request: Int): String {
    delay(1000) // imitate long-running asynchronous work
    return "response $request"
}

fun main() = runBlocking<Unit> {
    (1..3).asFlow() // a flow of requests
        .transform { request ->
            emit("Making request $request") 
            emit(performRequest(request)) 
        }
        .collect { response -> println(response) }
}

Making request 1
response 1
Making request 2
response 2
Making request 3
response 3

Size-limiting operators

Size-limiting 中间操作符会比如take会取消flow继续执行，当设置地limit已经达到了设定值。协程取消总是会抛出一个异常，所以所有的资源管理函数对于取消操作都会添加比如try{}finally{}代码块。

import kotlinx.coroutines.flow.*

fun numbers(): Flow<Int> = flow {
    try {                          
        emit(1)
        emit(2) 
        println("This line will not execute")
        emit(3)    
    } finally {
        println("Finally in numbers")
    }
}

fun main() = runBlocking<Unit> {
    numbers() 
        .take(2) // take only the first two
        .collect { value -> println(value) }
}

1
2
Finally in numbers

Terminal flow operators

对于flows的末端操作符都是开始flow采集的挂起函数。collect操作符是最基础的，除此以外还有其他操作符：

toList和toSet.可以作集合转换
操作符可以获取第一个值并且确保flow只会emit一个值
使用reduce 和 fold 把flow 简化合并为一个值

import kotlinx.coroutines.*
import kotlinx.coroutines.flow.*

fun main() = runBlocking<Unit> {

   val sum = (1..5).asFlow()
       .map { it * it } // squares of numbers from 1 to 5                           
       .reduce { a, b -> a + b } // sum them (terminal operator)
   println(sum)     
}

Flows are sequential

每一个flow集合都是顺序执行，除非应用了某个特定地针对多个flow执行地操作符。每一个值都是经过中间操作符，从上游到达下游，最终到达末端操作符。

import kotlinx.coroutines.*
import kotlinx.coroutines.flow.*

fun main() = runBlocking<Unit> {

    (1..5).asFlow()
        .filter {
            println("Filter $it")
            it % 2 == 0              
        }              
        .map { 
            println("Map $it")
            "string $it"
        }.collect { 
            println("Collect $it")
        }                      
}

Filter 1
Filter 2
Map 2
Collect string 2
Filter 3
Filter 4
Map 4
Collect string 4
Filter 5

Flow context

flow collection总是会在调用者协程发生。举个例子，如果有一个foo flow，那么以下代码会在作者指定地上下文中执行，而不用去看foo flow的具体执行细节。

withContext(context) {
    foo.collect { value ->
        println(value) // run in the specified context 
    }
}

因此，flow{}内的代码是运行在collector指定的上下文中。

import kotlinx.coroutines.*
import kotlinx.coroutines.flow.*

fun log(msg: String) = println("[${Thread.currentThread().name}] $msg")
           
fun foo(): Flow<Int> = flow {
    log("Started foo flow")
    for (i in 1..3) {
        emit(i)
    }
}  

fun main() = runBlocking<Unit> {
    foo().collect { value -> log("Collected $value") } 
}

[main @coroutine#1] Started foo flow
[main @coroutine#1] Collected 1
[main @coroutine#1] Collected 2
[main @coroutine#1] Collected 3

因为foo().collect是在主线程中被调用的。foo的flow内部代码也是在主线程中执行。这是个完美地实现，解决快速运行或者异步代码，不用关心执行环境和阻塞调用者线程。

Wrong emission withContext

然而，长时间运行CPU消费型任务需要在Dispatchers.Default中执行，UI更新代码需要在Dispatchers.Main中执行。通常，withContext用来切换kotlin 协程的上下文。但是flow{}内部的代码必须要尊重上下文保留属性，并且不允许从不同的上下文emit值。

import kotlinx.coroutines.*
import kotlinx.coroutines.flow.*
                     
fun foo(): Flow<Int> = flow {
   // The WRONG way to change context for CPU-consuming code in flow builder
   kotlinx.coroutines.withContext(Dispatchers.Default) {
       for (i in 1..3) {
           Thread.sleep(100) // pretend we are computing it in CPU-consuming way
           emit(i) // emit next value
       }
   }
}

fun main() = runBlocking<Unit> {
   foo().collect { value -> println(value) } 
}

Exception in thread "main" java.lang.IllegalStateException: Flow invariant is violated:
        Flow was collected in [CoroutineId(1), "coroutine#1":BlockingCoroutine{Active}@5511c7f8, BlockingEventLoop@2eac3323],
        but emission happened in [CoroutineId(1), "coroutine#1":DispatchedCoroutine{Active}@2dae0000, DefaultDispatcher].
        Please refer to 'flow' documentation or use 'flowOn' instead
    at ...

flowOn operator

以下展示正确切换flow上下文的方式：

import kotlinx.coroutines.*
import kotlinx.coroutines.flow.*

fun log(msg: String) = println("[${Thread.currentThread().name}] $msg")
           
fun foo(): Flow<Int> = flow {
    for (i in 1..3) {
        Thread.sleep(100) // pretend we are computing it in CPU-consuming way
        log("Emitting $i")
        emit(i) // emit next value
    }
}.flowOn(Dispatchers.Default) // RIGHT way to change context for CPU-consuming code in flow builder

fun main() = runBlocking<Unit> {
    foo().collect { value ->
        log("Collected $value") 
    } 
}

[DefaultDispatcher-worker-1 @coroutine#2] Emitting 1
[main @coroutine#1] Collected 1
[DefaultDispatcher-worker-1 @coroutine#2] Emitting 2
[main @coroutine#1] Collected 2
[DefaultDispatcher-worker-1 @coroutine#2] Emitting 3
[main @coroutine#1] Collected 3

flowOn改变了flow本身的顺序执行上下文。collection发生在协程"coroutine#1"中，emission发生在协程"coroutine#2"并且是运行咋另一个线程中，和collect操作是同时进行地。当必须要为上下文改变CoroutineDispatcher时，flowOn操作符就会为上游flow创建一个新协程。

Buffering

在不同协程中运行flow的不同部分，在整体立场上是非常有帮助的，特别是涉及到长时间运行的异步操作。举个例子，当foo()的flow的emission操作比较慢，比如没100ms生产一个一个element，并且collector也比较慢，花费300ms去处理一个元素。让我门看看一个处理三个数字的flow需要多少时间：

import kotlinx.coroutines.*
import kotlinx.coroutines.flow.*
import kotlin.system.*

fun foo(): Flow<Int> = flow {
    for (i in 1..3) {
        delay(100) // pretend we are asynchronously waiting 100 ms
        emit(i) // emit next value
    }
}

fun main() = runBlocking<Unit> { 
    val time = measureTimeMillis {
        foo().collect { value -> 
            delay(300) // pretend we are processing it for 300 ms
            println(value) 
        } 
    }   
    println("Collected in $time ms")
}

输出如下，整个collection操作需要花费大概1200ms。

1
2
3
Collected in 1220 ms

我们可以使用 buffer操作符去并发执行foo()方法里的emit代码段，然后顺序执行collection操作。

import kotlinx.coroutines.*
import kotlinx.coroutines.flow.*
import kotlin.system.*

fun foo(): Flow<Int> = flow {
    for (i in 1..3) {
        delay(100) // pretend we are asynchronously waiting 100 ms
        emit(i) // emit next value
    }
}

fun main() = runBlocking<Unit> { 
    val time = measureTimeMillis {
        foo()
            .buffer() // buffer emissions, don't wait
            .collect { value -> 
                delay(300) // pretend we are processing it for 300 ms
                println(value) 
            } 
    }   
    println("Collected in $time ms")
}

上述方式会更快生产numbers，因为我们有效创建了处理流程，只需要在第一个数字上等待100ms，然后每个数字都花费300ms去做处理。这样方式会花费大概1000ms。

1
2
3
Collected in 1071 ms

注意： flowOn操作符使用了相同的缓存机制，但是它必须切换CoroutineDispatcher,但是在这里，我们显示请求了buffer而不是切换执行上下文。

Conflation

当一个flow表示操作的部分结果或者操作状态更新，它可能并不需要去处理每一个值，但是需要处理最近的一个值。在这种场景下， conflate操作符可以被用于忽略中间操作符，当collector处理太慢。

import kotlinx.coroutines.*
import kotlinx.coroutines.flow.*
import kotlin.system.*

fun foo(): Flow<Int> = flow {
    for (i in 1..3) {
        delay(100) // pretend we are asynchronously waiting 100 ms
        emit(i) // emit next value
    }
}

fun main() = runBlocking<Unit> { 
    val time = measureTimeMillis {
        foo()
            .conflate() // conflate emissions, don't process each one
            .collect { value -> 
                delay(300) // pretend we are processing it for 300 ms
                println(value) 
            } 
    }   
    println("Collected in $time ms")
}

从上面可以看出来，第一个数字会被处理，第二第三个也会被处理，而第二个数字会被合并，只有第三个数字发送给collector进行处理。

1
3
Collected in 758 ms

Processing the latest value

Conflation是一种对emitter和collector慢处理的一种加速方式。它通过丢弃一些值来做实现。另外一种方式就是通过取消一个慢处理collector然后重启collector接受已经发射的新值。有一族的xxxlatest操作符来执行和xxx操作符同样的基本逻辑。取消emit新值的代码块内的代码。我们把上个例子中的conflate改成collectlatest。

import kotlinx.coroutines.*
import kotlinx.coroutines.flow.*
import kotlin.system.*

fun foo(): Flow<Int> = flow {
    for (i in 1..3) {
        delay(100) // pretend we are asynchronously waiting 100 ms
        emit(i) // emit next value
    }
}

fun main() = runBlocking<Unit> { 
    val time = measureTimeMillis {
        foo()
            .collectLatest { value -> // cancel & restart on the latest value
                println("Collecting $value") 
                delay(300) // pretend we are processing it for 300 ms
                println("Done $value") 
            } 
    }   
    println("Collected in $time ms")
}

因为collectLatest花费来300ms，每次发送一个新值都是100ms。我们看见代码块都是运行在新值上，但是只会以最新值完成。

Collecting 1
Collecting 2
Collecting 3
Done 3
Collected in 741 ms

Composing multiple flows

有不少方式来组合多个flow。

就像kotlin标准库内的Sequence.zip扩展函数一样，flows有zip操作符来组合不同的flows的值。

import kotlinx.coroutines.*
import kotlinx.coroutines.flow.*

fun main() = runBlocking<Unit> { 

    val nums = (1..3).asFlow() // numbers 1..3
    val strs = flowOf("one", "two", "three") // strings 
    nums.zip(strs) { a, b -> "$a -> $b" } // compose a single string
        .collect { println(it) } // collect and print
}

1 -> one
2 -> two
3 -> three

Combine

当flow表示操作或者变量的最近值，它可能需要去执行计算根据所依赖的相应的flow的最近的值，并且会重新计算，当上游flow发射新值的时候。相应的操作符族被称作combine。

import kotlinx.coroutines.*
import kotlinx.coroutines.flow.*

fun main() = runBlocking<Unit> { 

    val nums = (1..3).asFlow().onEach { delay(300) } // numbers 1..3 every 300 ms
    val strs = flowOf("one", "two", "three").onEach { delay(400) } // strings every 400 ms
    val startTime = System.currentTimeMillis() // remember the start time 
    nums.zip(strs) { a, b -> "$a -> $b" } // compose a single string with "zip"
        .collect { value -> // collect and print 
            println("$value at ${System.currentTimeMillis() - startTime} ms from start") 
        } 
}

使用combine替换zip。

import kotlinx.coroutines.*
import kotlinx.coroutines.flow.*

fun main() = runBlocking<Unit> { 

    val nums = (1..3).asFlow().onEach { delay(300) } // numbers 1..3 every 300 ms
    val strs = flowOf("one", "two", "three").onEach { delay(400) } // strings every 400 ms          
    val startTime = System.currentTimeMillis() // remember the start time 
    nums.combine(strs) { a, b -> "$a -> $b" } // compose a single string with "combine"
        .collect { value -> // collect and print 
            println("$value at ${System.currentTimeMillis() - startTime} ms from start") 
        } 
}

1 -> one at 452 ms from start
2 -> one at 651 ms from start
2 -> two at 854 ms from start
3 -> two at 952 ms from start
3 -> three at 1256 ms from start

Flattening flows

Flows表示异步值接收序列，它会很容易地触发请求另一个sequence值。比如，以下例子返回了两个500ms间隔字符串地flow。

fun requestFlow(i: Int): Flow<String> = flow {
    emit("$i: First") 
    delay(500) // wait 500 ms
    emit("$i: Second")    
}

现在我们有三个整型的flow，我们调用requestFlow来请求值。

(1..3).asFlow().map { requestFlow(it) }

现在我们结束flows的每一个flow，需要将其扁平化为一个flow来进行进一步地处理。Collections和sequences有 flatten和flatMap操作符，由于flow地异步性质，它会调用不同地flattening地模型，因此，flows有一族的flattening操作符。

flatMapConcat

连接模式由flatMapConcat和flattenConcat操作符实现。它们和sequence是最相似的。在收集新值之前，它们会等待内部flow完成，如同下面的例子描述地一样：

import kotlinx.coroutines.*
import kotlinx.coroutines.flow.*

fun requestFlow(i: Int): Flow<String> = flow {
    emit("$i: First") 
    delay(500) // wait 500 ms
    emit("$i: Second")    
}

fun main() = runBlocking<Unit> { 
    val startTime = System.currentTimeMillis() // remember the start time 
    (1..3).asFlow().onEach { delay(100) } // a number every 100 ms 
        .flatMapConcat { requestFlow(it) }                                                                           
        .collect { value -> // collect and print 
            println("$value at ${System.currentTimeMillis() - startTime} ms from start") 
        } 
}

可以看出来 flatMapConcat的顺序性质

1: First at 121 ms from start
1: Second at 622 ms from start
2: First at 727 ms from start
2: Second at 1227 ms from start
3: First at 1328 ms from start
3: Second at 1829 ms from start

flatMapMerge

另一个flattening mode是并发收集flows并且将合并它们的值为一个单一flow，因此发射地值会尽快被处理。这些由flatMapMerge和flattenMerge来实现。它们都有一个可选的concurrency参数来限制并发同时进行收集的flow个数。

import kotlinx.coroutines.*
import kotlinx.coroutines.flow.*

fun requestFlow(i: Int): Flow<String> = flow {
    emit("$i: First") 
    delay(500) // wait 500 ms
    emit("$i: Second")    
}

fun main() = runBlocking<Unit> { 
    val startTime = System.currentTimeMillis() // remember the start time 
    (1..3).asFlow().onEach { delay(100) } // a number every 100 ms 
        .flatMapMerge { requestFlow(it) }                                                                           
        .collect { value -> // collect and print 
            println("$value at ${System.currentTimeMillis() - startTime} ms from start") 
        } 
}

可以看出来flatMapMerge并发特性：

1: First at 136 ms from start
2: First at 231 ms from start
3: First at 333 ms from start
1: Second at 639 ms from start
2: Second at 732 ms from start
3: Second at 833 ms from start

可以看出来flatMapMerge是顺序调用内部代码块（在这个例子中是{ requestFlow(it) } ）但是并发收集结果flows，它等价于顺序执行map { requestFlow(it) }，然后对于结果调用flattenMerge。

flatMapLatest

flatMapLatest和collectLatest操作符很像，在"Processing the latest value"章节有介绍，里面有关于"Latest"模式的介绍，只有新flow发射了了新值，那么上个flow就会被取消，由 flatMapLatest实现。

import kotlinx.coroutines.*
import kotlinx.coroutines.flow.*

fun requestFlow(i: Int): Flow<String> = flow {
    emit("$i: First") 
    delay(500) // wait 500 ms
    emit("$i: Second")    
}

fun main() = runBlocking<Unit> { 
    val startTime = System.currentTimeMillis() // remember the start time 
    (1..3).asFlow().onEach { delay(100) } // a number every 100 ms 
        .flatMapLatest { requestFlow(it) }                                                                           
        .collect { value -> // collect and print 
            println("$value at ${System.currentTimeMillis() - startTime} ms from start") 
        } 
}

1: First at 142 ms from start
2: First at 322 ms from start
3: First at 425 ms from start
3: Second at 931 ms from start

flatMapLatest取消了代码快内所有代码（在这个例子中是{ requestFlow(it) }）当flow发射新值。在这个特定例子中没有差别，因为对requestFlow的调用是非常快的，非挂起也不能取消。如果我们使用挂起函数，比如delay就会按照期望的来显示。

Flow exceptions

如果在emitter内部或者操作符内部抛出一个异常，flow collection也是可以正常完成。也有好几种处理异常的方式。

Collector try and catch

在collector内部使用try/catch代码块来处理异常。

import kotlinx.coroutines.*
import kotlinx.coroutines.flow.*

fun foo(): Flow<Int> = flow {
    for (i in 1..3) {
        println("Emitting $i")
        emit(i) // emit next value
    }
}

fun main() = runBlocking<Unit> {
    try {
        foo().collect { value ->         
            println(value)
            check(value <= 1) { "Collected $value" }
        }
    } catch (e: Throwable) {
        println("Caught $e")
    } 
}

这段代码成功捕捉了 collect 末端操作符内的异常，在抛出异常之后就没有再发送新值。

Emitting 1
1
Emitting 2
2
Caught java.lang.IllegalStateException: Collected 2

Everything is caught

上个例子确实捕捉了emitter，中间操作符，末端操作符内的异常。我们修改以下代码，将emitter发射值通过mapped修改为strings，但是除了异常之外。

import kotlinx.coroutines.*
import kotlinx.coroutines.flow.*

fun foo(): Flow<String> = 
    flow {
        for (i in 1..3) {
            println("Emitting $i")
            emit(i) // emit next value
        }
    }
    .map { value ->
        check(value <= 1) { "Crashed on $value" }                 
        "string $value"
    }

fun main() = runBlocking<Unit> {
    try {
        foo().collect { value -> println(value) }
    } catch (e: Throwable) {
        println("Caught $e")
    } 
}

Emitting 1
string 1
Emitting 2
Caught java.lang.IllegalStateException: Crashed on 2

Exception transparency

但是怎么样才能将封装处理emitter代码异常处理逻辑呢？
Flow必须对异常处理透明，在flow{}内使用try/catch违背了异常处理透明化原则。在上述例子中，保证了从collector抛出异常也能在try/catch内捕获。
emitter可以使用catch操作符来实现异常透明化处理，运行异常处理封装。catch操作符可以分析异常，根据不同的异常作出相应处理。

可以使用throw再次抛出异常
异常可以在catch内转换为发射值
异常可以被忽略、打印、或者由其他逻辑代码进行处理
举个例子，我们在catch异常之后再发射一段文本：

import kotlinx.coroutines.*
import kotlinx.coroutines.flow.*

fun foo(): Flow<String> = 
    flow {
        for (i in 1..3) {
            println("Emitting $i")
            emit(i) // emit next value
        }
    }
    .map { value ->
        check(value <= 1) { "Crashed on $value" }                 
        "string $value"
    }

fun main() = runBlocking<Unit> {
    foo()
        .catch { e -> emit("Caught $e") } // emit on exception
        .collect { value -> println(value) }
}

Transparent catch

catch中间操作符，履行了异常透明化原则，只是捕捉上游异常（仅仅会捕获catch操作符以上的异常，而不会捕获catch以下的异常），如果是在collect{}代码块内的异常则会逃逸。

import kotlinx.coroutines.*
import kotlinx.coroutines.flow.*

fun foo(): Flow<Int> = flow {
    for (i in 1..3) {
        println("Emitting $i")
        emit(i)
    }
}

fun main() = runBlocking<Unit> {
    foo()
        .catch { e -> println("Caught $e") } // does not catch downstream exceptions
        .collect { value ->
            check(value <= 1) { "Collected $value" }                 
            println(value) 
        }
}

Catching declaratively

我们可以结合 catch操作符属性然后如果要求去处理所有异常的话就可以把 collect函数体内的逻辑转移到onEach并且放到catch操作符前面去。这样的Flow Collection 必须由对collect的调用触发并且collect方法没有参数。

import kotlinx.coroutines.*
import kotlinx.coroutines.flow.*

fun foo(): Flow<Int> = flow {
    for (i in 1..3) {
        println("Emitting $i")
        emit(i)
    }
}

fun main() = runBlocking<Unit> {
    foo()
        .onEach { value ->
            check(value <= 1) { "Collected $value" }                 
            println(value) 
        }
        .catch { e -> println("Caught $e") }
        .collect()
}

现在我们可以看见"Caught …"消息打印出来，现在就可以捕获所有异常而不用显示编写try/catch代码块。

Flow completion

在flow collection完成之后（正常完成或者异常完成）可能需要执行一个操作，可以通过两种方式来完成： imperative 或 declarative。

Imperative finally block

对于try/catch，collector也可以通过使用finally来执行完成操作。

import kotlinx.coroutines.*
import kotlinx.coroutines.flow.*

fun foo(): Flow<Int> = (1..3).asFlow()

fun main() = runBlocking<Unit> {
    try {
        foo().collect { value -> println(value) }
    } finally {
        println("Done")
    }
}

1
2
3
Done

Declarative handling

对于declarative方式，flow有一个onCompletion中间操作符，在flow完成collect操作后就会被调用。

import kotlinx.coroutines.*
import kotlinx.coroutines.flow.*

fun foo(): Flow<Int> = (1..3).asFlow()

fun main() = runBlocking<Unit> {
    foo()
        .onCompletion { println("Done") }
        .collect { value -> println(value) }
}

对于 onCompletion的关键性优点则是可以为空的Throwable参数，可以以此判断flow是正常完成还是异常完成，在以下例子中，foo() flow在emit数字1之后抛出来异常。

import kotlinx.coroutines.*
import kotlinx.coroutines.flow.*

fun foo(): Flow<Int> = flow {
    emit(1)
    throw RuntimeException()
}

fun main() = runBlocking<Unit> {
    foo()
        .onCompletion { cause -> if (cause != null) println("Flow completed exceptionally") }
        .catch { cause -> println("Caught exception") }
        .collect { value -> println(value) }
}

输入如下

1
Flow completed exceptionally
Caught exception

onCompletion并不像catch一样，它不会处理异常。正如我们上面看见的一样，异常依然向下游流动，被进一步分发到onCompletion操作符，也可以在catch操作符内做处理。

Upstream exceptions only

和catch操作符一样，onCompletion只会看见来自上游的异常，不能看见下游异常。

import kotlinx.coroutines.*
import kotlinx.coroutines.flow.*

fun foo(): Flow<Int> = (1..3).asFlow()

fun main() = runBlocking<Unit> {
    foo()
        .onCompletion { cause -> println("Flow completed with $cause") }
        .collect { value ->
            check(value <= 1) { "Collected $value" }                 
            println(value) 
        }
}

1
Flow completed with null
Exception in thread "main" java.lang.IllegalStateException: Collected 2

Imperative versus declarative

现在我们知道如何去收集flow，处理completion和exceptions以imperative和declarative方式。

Launching flow

在一些数据源，使用flows来表示异步事件是非常简单地。我们需要和addEventListener一样的类似处理方式，注册一段代码用来处理新事件和进行进一步的工作。onEach正好能服务这一角色。然而，onEach是一个中间操作符。我们也需要一个末端操作符来收集操作符。其他情况下调用onEach则毫无影响。
如果我们在 collect末端操作符之前使用onEach，在那之后的代码将会等待直到flow收集完成。

import kotlinx.coroutines.*
import kotlinx.coroutines.flow.*

// Imitate a flow of events
fun events(): Flow<Int> = (1..3).asFlow().onEach { delay(100) }

fun main() = runBlocking<Unit> {
    events()
        .onEach { event -> println("Event: $event") }
        .collect() // <--- Collecting the flow waits
    println("Done")
}

Event: 1
Event: 2
Event: 3
Done

launchIn操作符是很方便地。使用collect来替换launchIn，我们就可以在一个独立协程中执行flow采集，所以后面的代码就会马上执行。

import kotlinx.coroutines.*
import kotlinx.coroutines.flow.*

// Imitate a flow of events
fun events(): Flow<Int> = (1..3).asFlow().onEach { delay(100) }

fun main() = runBlocking<Unit> {
    events()
        .onEach { event -> println("Event: $event") }
        .launchIn(this) // <--- Launching the flow in a separate coroutine
    println("Done")
}

Done
Event: 1
Event: 2
Event: 3

launchIn参数可以指定一个 CoroutineScope，用来表示flow收集的协程所在的作用域。在上述例子中，这个作用域来自于 runBlocking协程构造器，runBlocking作用域会等待内部子作用域完成，在这例子中保持主函数的返回和介绍。
在实际应用程序中，一个作用域会来自一个有限生命周期的实体。只要这个实体的生命周期终结了，那么相应的作用域也会被取消，取消相应flow的采集工作。在这种方式下，使用onEach { ... }.launchIn(scope)和addEventListener就很类似，然而，没有必要直接调用removeEventListener，因为取消操作和结构化并发会自动完成这个操作。
请注意，launchIn会返回 Job，在没有取消整个作用域或join时，job可以用来cancel相应的flow收集协程。

[译] Kotlin Asynchronous Flow - 异

Representing multiple values

Sequences

Suspending functions

Flows are cold

Flow cancellation

Flow builders

Intermediate flow operators

Transform operator

Size-limiting operators

Terminal flow operators

Flows are sequential

Flow context

Wrong emission withContext

flowOn operator

Buffering

Conflation

Processing the latest value

Composing multiple flows

Combine

Flattening flows

flatMapConcat

flatMapMerge

flatMapLatest

Flow exceptions

Collector try and catch

Everything is caught

Exception transparency

Transparent catch

Catching declaratively

Flow completion

Imperative finally block

Declarative handling

Upstream exceptions only

Imperative versus declarative

Launching flow

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