【從零開始擼一個(gè)App】Kotlin

工欲善其事必先利其器。像我們從零開始擼一個(gè)App的話，選擇最合適的語言是首要任務(wù)。如果你跟我一樣對(duì)Java蹣跚的步態(tài)和僵硬的語法頗感無奈，那么Kotlin在很大程度上不會(huì)令你失望。雖然為了符合JVM規(guī)范和兼容Java，它引入了一些較為復(fù)雜的概念和語法，很多同學(xué)就是因此放棄入門。其實(shí)越深入進(jìn)去，就會(huì)越欲罷不能。除了Android開發(fā)，博主也常在后端使用Kotlin編碼，有時(shí)因?yàn)槟承┰蛲瑫r(shí)使用Java混編。總的來說，能減少代碼量，提高生產(chǎn)效率，似乎代碼結(jié)構(gòu)也更清晰了。如果你沒有Kotlin的經(jīng)驗(yàn)，但是比較過Java和C#，你就明白我的意思了，甚至Kotlin有些地方比C#還方便。可以說Kotlin既有C#便捷的語法，亦背靠Java平臺(tái)良好的生態(tài)，那么你還在猶豫什么？

基礎(chǔ)

var：可變，是一個(gè)可變變量。可知var類型屬性不能設(shè)置為延遲加載屬性，因?yàn)樵?code>lazy中并沒有setValue(…)方法。在DI場(chǎng)景下，常與lateinit搭配使用，可參看Kotlin中l(wèi)ateinit變量在字節(jié)碼層面上的解釋
val：不可變，一個(gè)只讀變量。另外還有const val，只允許在top-level級(jí)別和object中使用。它們的區(qū)別如下：

const val 可見性為public final static，可以直接訪問。
val 可見性為private final static，并且val 會(huì)生成方法getNormalObject()，通過方法調(diào)用訪問。

Unit：當(dāng)一個(gè)函數(shù)沒有返回值的時(shí)候，我們用Unit來表示這個(gè)特征，同Java中的void。

open：在java中允許創(chuàng)建任意的子類并重寫方法任意的方法，除非顯示的使用了final關(guān)鍵字進(jìn)行標(biāo)注。而在Kotlin的世界里面則不是這樣，在Kotlin中它所有的類默認(rèn)都是final的，那么就意味著不能被繼承，而且在類中所有的方法也是默認(rèn)是final的，那么就是Kotlin的方法默認(rèn)也不能被重寫。為類增加open，class就可以被繼承了；為方法增加open，那么方法就可以被重寫了。

inline：Kotlin 內(nèi)聯(lián)函數(shù) inline。它會(huì)將代碼塊拷貝到調(diào)用的地方，減少了調(diào)用層數(shù)和額外對(duì)象的產(chǎn)生。
crossinline：這是因inline的副作用而引入的關(guān)鍵字。由于inline會(huì)將代碼拷貝到調(diào)用的地方，如果代碼里面有return，那么目標(biāo)代碼（調(diào)用者）的邏輯可能就被破壞了。用crossinline修飾相應(yīng)的lambda，將return返回到對(duì)應(yīng)標(biāo)簽[，而不是返回到整個(gè)方法]。
reified：為了應(yīng)對(duì)Java偽泛型導(dǎo)致的代碼冗余問題。可參看使用Kotlin Reified 讓泛型更簡(jiǎn)單安全。這主要是應(yīng)對(duì)Java中的泛型擦除。Java中的泛型是偽泛型，即它的泛型只存在于編譯期，在生成的字節(jié)碼文件中是不包含任何泛型信息的（不過至少在編譯期就能及早發(fā)現(xiàn)類型不匹配的問題），在編譯后的字節(jié)碼文件中，就已經(jīng)被替換為原來的原始類型（Raw Type/Object）了，并且在相應(yīng)的地方插入了強(qiáng)制轉(zhuǎn)型代碼，是為類型擦除。因此對(duì)于運(yùn)行期的Java語言來說，ArrayList<int>與ArrayList<String>就是同一個(gè)類型。相對(duì)的，C#中使用的泛型，就是真泛型，其泛型無論在程序源碼中、編譯后的IL中或是運(yùn)行期的CLR中都是切實(shí)存在的，List<int>與List<String>就是兩個(gè)不同的類型，它們有自己的虛方法表和類型數(shù)據(jù)。
下面是我封裝RabbitMQ消費(fèi)端監(jiān)聽的代碼（感興趣的同學(xué)可以參看本人博文RabbitMQ入門指南獲取更多信息）：

    /**
     * 從指定隊(duì)列獲取消息，并定義回調(diào)（for kotlin）
     *
     * @param queue the name of the queue from where receive messages
     * @param block callback when a message arrived
     */
    inline fun <reified T> receive(queue: String, crossinline block: (T) -> Boolean) {
        factory.newConnection().use {
            val conn = it.get()
            val channel = conn.createChannel()
            channel.basicConsume(queue, false, object : DefaultConsumer(channel) {
                override fun handleDelivery(consumerTag: String?, envelope: Envelope, properties: AMQP.BasicProperties?, body: ByteArray) {
                    try {
                        val message = JSON.parseObject(String(body), object : TypeReference<T>() {})
                        val done = block(message)
                        if (done) {
                            channel.basicAck(envelope.deliveryTag, false)
                        } else {
                            //若失敗則重新投遞一次，否則丟棄或投遞到死信隊(duì)列（若配置了的話）
                            channel.basicNack(envelope.deliveryTag, false, !envelope.isRedeliver)
                        }
                    } catch (e: Exception) {
                        _logger.error("處理消息-${String(body)}時(shí)發(fā)生錯(cuò)誤-${e.message}")
                        throw e
                    }
                }
            })
        }
    }

注意Java編譯器不支持inline和reified等關(guān)鍵字，所以如果要使用Java調(diào)用，還需要另外寫for java的版本。

field：用于屬性取值/賦值邏輯（如果顯式定義的話），類似于C#屬性中的value關(guān)鍵字，防止訪問器的自遞歸而導(dǎo)致程序崩潰的 StackOverflowError異常，參看kotlin學(xué)習(xí)—Field

this@ClassName：匿名內(nèi)部類對(duì)象引用[包含它的]外部對(duì)象。

by：修飾屬性和字段，提供若干效用，可參看Kotlin by。
在監(jiān)聽值更改的場(chǎng)景中，by 的作用類似于 C# 屬性的 set 方法。當(dāng)然， kotlin 自己也有 get/set 語法。
更進(jìn)一步，如果一個(gè)對(duì)象有 getValue() [和 setValue()] 方法，則這個(gè)對(duì)象就可以作為 by 后面的表達(dá)式。
還可以在類定義時(shí)使用，可以將某實(shí)例的所有的 public 方法委托該類[，似乎這些方法就是在這個(gè)類中定義的]。這應(yīng)該是組合的形態(tài)，但我們也可用它實(shí)現(xiàn)某種語法程度的“多繼承”，以后面協(xié)程部分的代碼片段為例：

class BasicCorotineActivity : AppCompatActivity(), CoroutineScope by MainScope() {}

其中CoroutineScope是interface，MainScope()返回的是CoroutineScope的實(shí)現(xiàn)類ContextScope的實(shí)例。也就是說，BasicCorotineActivity實(shí)現(xiàn)了接口CoroutineScope,但BasicCorotineActivity本身不實(shí)現(xiàn)其中的方法，而是委托給MainScope()返回的對(duì)象幫它實(shí)現(xiàn)。這減少了代碼冗余，從寫法上看，也似乎BasicCorotineActivity同時(shí)繼承了AppCompatActivity類和CoroutineScope實(shí)例：）

在kotlin中interface不僅可以聲明函數(shù)，還可以對(duì)函數(shù)進(jìn)行實(shí)現(xiàn)。與類唯一不同的是它們是無狀態(tài)的，所以屬性需要子類去重寫。類需要去負(fù)責(zé)保存接口屬性的狀態(tài)。

Elvis操作符：?: ，類似js中的 | ，若前者為null則取后者。

Kotlin并非一門純粹的語言，它在語法部分常考慮到Java的兼容和可轉(zhuǎn)換性，為此增添了不少讓新手困惑的語法和關(guān)鍵字。如對(duì)一個(gè)屬性或一個(gè)主構(gòu)造器的參數(shù)進(jìn)行注解時(shí)，Kotlin元素將會(huì)生成對(duì)應(yīng)的多個(gè)Java元素，因此在Java字節(jié)碼中該注解有多個(gè)可能位置。如果要精確指定該如何生成該注解，可使用以下語法：

class Example(@field:Ann val foo,    // annotate Java field
              @get:Ann val bar,      // annotate Java getter
              @param:Ann val quux)   // annotate Java constructor parameter

更多可參看Kotlin編碼竅門之注解（Annotations）

companion object 和 object：Kotlin 移除了 static 的概念，這兩者轉(zhuǎn)換成Java后都有靜態(tài)單例的模式，容易讓人困惑它們的區(qū)別。其實(shí)從使用場(chǎng)景分析就比較明了了，前者作為一個(gè)類的靜態(tài)內(nèi)部單例類[對(duì)象]使用（companion就是伴侶的意思），后者就是一個(gè)靜態(tài)單例類[對(duì)象]，不需要外圍類的存在（沒有companion嘛）。
在companion object場(chǎng)景下我們常使用@JvmStatic和@JvmField以便將它們修飾的方法和字段[在外部Java代碼看來]暴露為類的子級(jí)，可參看微知識(shí)#1 Kotlin 的 @JvmStatic 和 @JvmField 注解。
相關(guān)概念：@JvmOverloads
object關(guān)鍵字還可用于創(chuàng)建接口或者抽象類的匿名對(duì)象。

Kotlin允許你在文件中定義頂級(jí)的函數(shù)和屬性。

Kotlin除了有擴(kuò)展方法，還有擴(kuò)展屬性，參看Kotlin的擴(kuò)展屬性和擴(kuò)展方法

Kotlin的函數(shù)參數(shù)是只讀的。

重溫一下表達(dá)式與語句的區(qū)別。表達(dá)式有值，并能作為另一個(gè)表達(dá)式的一部分來使用；而語句沒有返回值。Java 中的控制結(jié)構(gòu)皆為語句。而在 Kotlin 中，除了循環(huán)體結(jié)構(gòu)外，大多數(shù)控制結(jié)構(gòu)都是表達(dá)式。

lambda

Kotlin中的語法糖特別的多，比如lambda表達(dá)式，作為參數(shù)傳遞就有幾種不同的寫法：

普通方式：button.setOnClickListener({strInfo: String -> Unit})
如果最后一個(gè)參數(shù)是傳遞的lambda表達(dá)式,可以在圓括號(hào)之外指定：button.setOnClickListener(){strInfo: String -> Unit}
如果函數(shù)的參數(shù)只有一個(gè)[或者其它參數(shù)都有默認(rèn)值],并且這個(gè)參數(shù)是lambda,就可以省略圓括號(hào)：button.setOnClickListener{strInfo: String -> Unit}
甚至可以省略為：button.setOnClickListener{strInfo}

以上面例子為例，如果setOnClickListener接受的參數(shù)不是lambda類型而是一個(gè)interface，該interface下只有一個(gè)方法，那么同樣可以使用上述語法[，似乎setOnClickListener接受的參數(shù)就是lambda類型]。此類interface常用@FunctionalInterface修飾。（其實(shí)這應(yīng)該就是java的特性，如RxJava中的subscribe(Consumer<? super T> onNext)，在別人調(diào)用它的時(shí)候就可以直接傳lambda表達(dá)式）。
注意，用kotlin自己寫的interface并不支持此特性

在調(diào)用時(shí)將lambda方法體移至括號(hào)外面應(yīng)該是為了代碼的可讀性，使得更貼近代碼邏輯塊而非單個(gè)參數(shù)的感覺。

協(xié)程Coroutine

首先我們要知道一點(diǎn)，協(xié)程這個(gè)概念現(xiàn)在有點(diǎn)被濫用了，市面上流行的語言似乎都想把協(xié)程納入自己的特性里。如果你對(duì)協(xié)程還不了解，請(qǐng)參看博主寫的再談協(xié)程或其它資料。博主認(rèn)為真正的協(xié)程是如Go那樣的實(shí)現(xiàn)。Kotlin雖然也有協(xié)程，但更類似于C#里的async/await，是在多線程層面的語法處理。更深入的分析可參看Kotlin 協(xié)程真的比 Java 線程更高效嗎？

suspend：關(guān)鍵字，它一般標(biāo)識(shí)在一個(gè)函數(shù)的開頭，用于表示該函數(shù)是個(gè)耗時(shí)操作。這個(gè)關(guān)鍵字主要作用就是為了作一個(gè)提醒，并不會(huì)因?yàn)樘砑恿诉@個(gè)關(guān)鍵字就會(huì)該函數(shù)立即跑到一個(gè)子線程上。是否切換線程仍是由launch ，withContext ，async決定的。當(dāng)然了，有時(shí)候我們必須在函數(shù)前面加上suspend，如果函數(shù)內(nèi)部調(diào)用了其它suspend函數(shù)的話。

如果使用retrofit2封裝網(wǎng)絡(luò)請(qǐng)求的話，接口定義，原本每個(gè)函數(shù)應(yīng)該返回的是Call<>（若有返回的話）類型。或者可以使用Jake Wharton寫的CoroutineCallAdapterFactory組件，它使得函數(shù)支持Deferred<>返回值，簡(jiǎn)化協(xié)程+retrofit2的開發(fā)。不過從Retrofit 2.6.0起，Retrofit內(nèi)置了對(duì)suspend關(guān)鍵字的支持，可以以更純粹的方式定義函數(shù)，如：

@GET("users/{id}")
suspend fun user(@Path("id") id: Long): User

若要將傳統(tǒng)的回調(diào)封裝成協(xié)程模式，可使用suspendCoroutine或suspendCancellableCoroutine，如下所示：

    suspend fun MqttAsyncClient.aPublish(payload: MqttMessage, topic: String): IMqttToken =
        suspendCoroutine { cont ->
            publish(topic, payload, null, object: MqttActionListener {
                override fun onSuccess(asyncActionToken: IMqttToken) {
                    cont.resume(asyncActionToken)
                }

                override fun onFailure(asyncActionToken: IMqttToken?, exception: Throwable) {
                    cont.resumeWithException(exception)
                }
            })
        }

盡可能使用suspendCancellableCoroutine而不是suspendCoroutine，因?yàn)槭褂们罢邉t協(xié)程的取消是可控的。Kotlin沒有檢查異常，但是我們?nèi)匀恍枰趖ry-catch中處理所有可能的異常。否則，該應(yīng)用程序?qū)⒈罎ⅰ５莝uspendCancellableCoroutine取消拋出的異常CancellationException是個(gè)意外，它并不會(huì)導(dǎo)致程序崩潰。

慣常用CoroutineScope.launch創(chuàng)建協(xié)程（當(dāng)然還有runBlocking， withContext，async等），它會(huì)返回一個(gè)Job對(duì)象，便于在外部對(duì)協(xié)程進(jìn)行控制。

job.join()：阻塞當(dāng)前線程，直到j(luò)ob執(zhí)行完畢。這是一個(gè) suspend 函數(shù)，所以一般在 Coroutine 內(nèi)調(diào)用，阻塞當(dāng)前所在Coroutine。
job.cancel()：取消job，執(zhí)行后該job就進(jìn)入cancelling狀態(tài)，但是否真的取消了需要看job自身實(shí)現(xiàn)。Coroutine標(biāo)準(zhǔn)庫中定義的 suspend function 都是支持取消操作的（比如 delay）。自定義job的時(shí)候可以通過 isActive 屬性來判斷當(dāng)前任務(wù)是否被取消了，如果發(fā)現(xiàn)被取消了則停止繼續(xù)執(zhí)行。如果自定義job沒有相應(yīng)的處理邏輯，那么就算調(diào)用job.cancel()，也并不能取消它的執(zhí)行。
SupervisorJob(parent: Job? = null)：返回一個(gè)job實(shí)例，里面的子Job不相互影響，一個(gè)子Job失敗了，不影響其他子Job的執(zhí)行。parent參數(shù)用于關(guān)聯(lián)自己本身的父job。如果研究協(xié)程源碼的話，會(huì)常看到ContextScope(SupervisorJob() + Dispatchers.Main)的寫法（如ViewModel.viewModelScope的實(shí)現(xiàn)），這里的 + 號(hào)是CoroutineContext對(duì)操作符plus的重載，前后兩者都是CoroutineContext的子類。

Dispatchers：

Dispatchers.Main 調(diào)用程序在Android的主線程中
Dispatchers.IO 適合主線程之外的執(zhí)行磁盤或者網(wǎng)絡(luò)io操作，例如文件的讀取與寫入，任何的網(wǎng)絡(luò)請(qǐng)求
Dispatcher.Default 適合主線程之外的，cpu的操作，例如json數(shù)據(jù)的解析，以及列表的排序

注意，By default, the maximum number of threads used by this dispatcher is equal to the number of CPU cores, but is at least two. Dispatchers.IO的調(diào)度/執(zhí)行線程同Dispatcher.Default一樣，它們使用同一個(gè)線程池，但是遇到IO操作，Dispatchers.IO會(huì)另外創(chuàng)建線程用于處理IO過程（而Dispatcher.Default不會(huì)，也就是同一個(gè)線程即干計(jì)算的活，也干搬運(yùn)的活）。
Dispatchers.IO能創(chuàng)建的線程數(shù)：The number of threads used by tasks in this dispatcher is limited by the value of “kotlinx.coroutines.io.parallelism” (IO_PARALLELISM_PROPERTY_NAME) system property. It defaults to the limit of 64 threads or the number of cores (whichever is larger).

后記拾遺

當(dāng)使用公有屬性時(shí)，有時(shí)會(huì)拋出“Smartcast is impossible because propery has open or custom getter”的編譯時(shí)錯(cuò)誤，究其原因是編譯器分析代碼發(fā)現(xiàn)每次get屬性時(shí)返回的對(duì)象可能不是同一個(gè)。解決方法很簡(jiǎn)單，只要定義一個(gè)臨時(shí)變量指向某次get獲得的值即可。可參看Smartcast is impossible because propery has open or custom getter

Java泛型擦除導(dǎo)致的問題。如下代碼可正常運(yùn)行：

    private fun  getToken(): Token? {
        val preference = TaoismApplication.appContext.sharedPreferences(SharedPreference.SESSION)
        val json = preference.getString(SharedPreference.TOKEN, "")
        if (!json.isNullOrBlank()) {
            return Gson().fromJson<Token>(json, object : TypeToken<Token>() {}.type)
        } else {
            return null
        }
    }

由于代碼中有較多getXXX()，抽取模板代碼：

    private fun <T : Any?> get(key: String): T? {
        val preference = TaoismApplication.appContext.sharedPreferences(SharedPreference.SESSION)
        val json = preference.getString(key, "")
        if (!json.isNullOrBlank()) {
            return Gson().fromJson<T>(json, object : TypeToken<T>() {}.type)
        } else {
            return null
        }
    }

調(diào)用get<Token>(SharedPreference.TOKEN)報(bào)錯(cuò)：java.lang.ClassCastException: com.google.gson.internal.LinkedTreeMap cannot be cast to com.xxx.xxx.Token。
so，只能將類型信息顯式傳入，改造方法簽名為get(key: String, typeToken: Type)。

kotlin異常：Kotlin 的異常都是 Unchecked exception。若在函數(shù)上注解了@Throws，則編譯成Java代碼會(huì)變成符合Java模式的checked exception，即在方法定義上會(huì)顯式聲明可能拋出的異常類型，需要在調(diào)用鏈路上處理。對(duì)于Kotlin自身來說@Throws并沒有太多意義，it is only for Java developer to know that they need to handle that exception.參看[Kotlin] Try catch & Throw

使用intellij idea進(jìn)行kotlin和java混合開發(fā)，最好將kotlin文件和java文件分各自文件夾存放，否則運(yùn)行時(shí)可能會(huì)報(bào)找不到類的錯(cuò)誤（因?yàn)榫幾g時(shí)會(huì)將不是屬于該文件夾的且沒有被其它文件引用的代碼文件忽略）。如下：

參考資料

Kotlin中標(biāo)準(zhǔn)函數(shù)run、with、let、also與apply的使用和區(qū)別詳解
 Kotlin協(xié)程 —— 今天說說 launch 與 async
Kotlin之美——DSL篇

posted @ 2020-10-10 15:32 萊布尼茨閱讀(2110) 評(píng)論(0) 收藏舉報(bào)

刷新頁面返回頂部

萊布尼茨

此處不歸牛頓管