?Kotlin在推出多年之后已經變得非常普及了。相信現(xiàn)在至少有80%的Android項目已經在使用Kotlin開發(fā)，或者有部分功能使用Kotlin開發(fā)。

關于Kotlin方面的知識，我其實分享的文章并不算多，主要內容都是集中在《第一行代碼 第3版》這本書當中?？赐赀@本書，相信你一定可以很好地上手Kotlin這門語言。

其實由于《第一行代碼 第3版》這本書只有Kotlin版本，銷量受到了很大的影響，遠不及第2版的銷量。出版社數次跟我溝通過，希望我能再出一個面向Java語言的版本，因為有很多的讀者，尤其是高校群體，還是想看Java語言的書，但是都被我拒絕了。

我之所以會拒絕，是因為Kotlin對于Android開發(fā)者來說已經非常重要了。如果你真的希望成為一名優(yōu)秀的Android開發(fā)者（這個標準在幾年后會降低為合格的Android開發(fā)者），那么Kotlin就必學不可。

因為現(xiàn)代化Android開發(fā)技術棧里面涉及到的方方面面的新知識，幾乎已經全面Kotlin化。如果還守著Java不放，那就意味著像協(xié)程、Compose等未來主流的Android技術棧都將完全與你無關。

而現(xiàn)在隨著Kotlin的普及率越來越高，我也終于打算去寫一些基于Kotlin語言的進階技術內容了。目前的計劃是把Flow和Compose的相關內容都寫一寫，先從Flow開始寫起。那么我們的Kotlin Flow系列就此正式展開了。

我打算通過3篇文章，從Flow的基礎入門知識開始寫起，逐漸教會大家Flow的常見用法，適用場景，以及容易被人忽視的坑點和注意事項。希望大家通過學習這個系列的文章之后，都能比較熟練地使用Flow。

另外需要注意的是，F(xiàn)low基于Kotlin和協(xié)程這兩項技術。而本篇文章并不會介紹這兩項技術，所以如果你還沒有入門Kotlin以及協(xié)程的話，建議還是先去閱讀《第一行代碼 第3版》進行基礎知識部分的學習。

前言就說到這里，那么我們正式開始吧。

Flow和響應式編程

先說說響應式編程。

從大概四五年前開始，響應式編程逐漸進入到移動開發(fā)領域，并且變得越來越火熱。比較有代表性的那應該就是在Android領域無人不知，無人不曉的RxJava框架。

其實我對于RxJava并不算很熟悉，當初在網上也學過各種教程和文章，但由于工作上一直沒能用得上，所以我現(xiàn)在還能記得住的知識點已經不太多了。

但是RxJava留給我至今的印象就是上手困難。這個響應式編程的思維，它和傳統(tǒng)意義上比較簡單直觀的程序順序執(zhí)行的思維就是不太一樣。

那么既然這種編程思維上手如此困難，為什么我們還要去學習和使用它呢？

為了要證明響應式編程到底有多好，網上已經有數不清的教程和文章在費盡心思去解釋。因此這里我也就不再另辟蹊徑拍腦袋再去原創(chuàng)一個了，我直接就引用Google官方的講解示例。官方講解視頻鏈接：https://youtu.be/fSB6_KE95bU

比如說有一頭小牛住在山腳下，山上有一個湖，小牛每天需要跑很遠的路拎著水桶去湖邊打水。

每天要跑很遠的路就算了，關鍵是這個湖還時不時會干枯掉，有時小牛到了湖邊發(fā)現(xiàn)湖已經干了，就完全白跑了一趟。

時間久了明眼人都能發(fā)現(xiàn)，這種打水的方式太愚蠢了。為什么不多花點時間去搞好基建，架一條從湖邊到山腳下的水管，這樣小牛就再也不用跑很遠的路去打水了，每次想喝水只要打開水龍頭就可以了。而且判斷湖有沒有干枯也可以通過打開水龍頭看看有沒有水來判斷。

并且架設好了一條管道之后，以后也可以再去輕松架接其他管道。對于最終的用水端而言，這個過程甚至可以是無感知的，因為他只需要負責打開和關閉水龍頭即可。

在上述的這個例子當中，拎著水桶去湖邊打水就可以類比為我們平時一般的編程方式，需要什么東西就去調用對應的函數。而通過架設水管引流，在水龍頭接水則可以類比為當下最流行的響應式編程。

哇，看到這么形象的對比和這么巨大的反差，是不是覺得響應式編程的理念屌爆了，瞬間覺得自己以前的編程方式好low？

其實我第一次看到這種類比的時候也感慨怎么早沒發(fā)明出來這么牛逼的編程方式。但是后來經過思考之后，我發(fā)現(xiàn)Google舉的這個例子其實也是經不住推敲的。

在現(xiàn)在生活中，拎個水桶去打水這種又苦又累的活當然誰都不想干，擰擰水龍頭多輕松。但是在程序世界中，我們平時調用一個函數可不是這種又苦又累的話。相反，調用一個函數非常簡單，只需要調用它獲取它的返回值即可。而看似輕松的水龍頭，你想要在程序里實現(xiàn)類似的功能（也就是所謂的響應式編程），卻并不簡單，這個水龍頭的開關沒那么容易把控。

所以，很多程序員嘗試了響應式編程之后會覺得這都是什么玩意，好好的簡單代碼非要寫得這么復雜。

沒錯，我也覺得響應式編程的思維對初學者不夠友好，能把本來簡單的代碼復雜化，但它卻也確實能解決一些本來不太容易解決的問題。

還拿剛才打水的例子來說，調用一個函數去打水這很簡單，但如果這個打水的過程是非常耗時的怎么辦？在主線程里調用可能就會讓程序卡死了。因此這個時候你就需要考慮開子線程去打水，然后還要處理線程回調結果等一些事務。

但如果是響應式編程的話，你需要做的仍然只是開開水龍頭就可以了。

總之，我個人的感覺是，隨著項目越來越復雜，你就越來越能感受到響應式編程所帶來的優(yōu)勢。而如果項目比較簡單的話，很多時候使用響應式編程就是自己給自己找麻煩。

好了，以上就是我對于響應式編程的一些分析。那么在Android領域，之前影響力最大的響應式編程框架就是RxJava。但是你也發(fā)現(xiàn)了，它是RxJava（雖然它也可以在Kotlin上使用）。這讓Kotlin怎么忍呢？于是，Kotlin團隊又開發(fā)出了一套專門用于在Kotlin上使用的響應式編程框架，也就是我們這個系列的主角了：Flow。

Flow的基本用法

本篇文章中，我準備通過一個最簡單的例子來讓大家快速上手Flow的基本用法。由于過于簡單了，在一些細節(jié)方面甚至都是錯誤的。但是沒關系，細節(jié)方面我會在后面的文章中再深入介紹，當前我們的目標就是，能跑起來就行。

在Android Studio當中新建一個FlowTest的項目，然后我們開始吧。

那么到底是一個什么例子呢？非常簡單，就是在Android中實現(xiàn)一個計時器的效果，每秒鐘更新一次時間。但是必須要使用Flow的技術來實現(xiàn)。

首先第一步是添加依賴庫，想要在Android項目中使用Flow，以下依賴庫是需要添加到項目當中的：

dependencies {
    ...
    implementation "org.jetbrains.kotlinx:kotlinx-coroutines-core:1.6.1"
    implementation "org.jetbrains.kotlinx:kotlinx-coroutines-android:1.6.1"
    implementation 'androidx.lifecycle:lifecycle-runtime-ktx:2.5.1'
    implementation "androidx.activity:activity-ktx:1.6.0"
    implementation "androidx.fragment:fragment-ktx:1.5.3"
}

其中前兩項是協(xié)程庫，因為Flow是構建在Kotlin協(xié)程基礎之上的，因此協(xié)程依賴庫必不可少。第三項是用來提供協(xié)程作用域的，同樣必不可少。

后兩項是ktx的擴展庫，這些倒不是必須的，但是能幫忙我們簡化不少代碼的書寫，因此也建議添加上。

接下來開始定義布局，布局文件activity_main.xml中的內容也非常簡單，一個Button用于開始計時，一個TextView用于顯示時間：

<androidx.constraintlayout.widget.ConstraintLayout 
    xmlns:android="http://schemas.android.com/apk/res/android"
    xmlns:app="http://schemas.android.com/apk/res-auto"
    xmlns:tools="http://schemas.android.com/tools"
    android:layout_width="match_parent"
    android:layout_height="match_parent"
    tools:context=".MainActivity">

    <TextView
        android:id="@+id/text_view"
        android:layout_width="wrap_content"
        android:layout_height="wrap_content"
        android:text="0"
        android:textSize="20sp"
        app:layout_constraintVertical_chainStyle="packed"
        app:layout_constraintBottom_toTopOf="@+id/button"
        app:layout_constraintEnd_toEndOf="parent"
        app:layout_constraintStart_toStartOf="parent"
        app:layout_constraintTop_toTopOf="parent" />

    <Button
        android:id="@+id/button"
        android:layout_width="wrap_content"
        android:layout_height="wrap_content"
        android:layout_marginTop="10dp"
        android:text="Start"
        app:layout_constraintVertical_chainStyle="packed"
        app:layout_constraintBottom_toBottomOf="parent"
        app:layout_constraintEnd_toEndOf="parent"
        app:layout_constraintStart_toStartOf="parent"
        app:layout_constraintTop_toBottomOf="@id/text_view" />

</androidx.constraintlayout.widget.ConstraintLayout>

寫完這些，我們基本就將準備工作都做好了，那么下面就要使用Flow技術來實現(xiàn)定時器功能了。

回想一下剛才的類比，響應式編程就像是使用水龍頭來接水一樣。那么整個過程中最重要的部分一共有3處：水源、水管和水龍頭。

其中，水源也就是我們的數據源，這部分是需要我們自己處理的。

水龍頭是最終的接收端，可能是要展示給用戶的，這部分也需要我們自己處理。

而水管則是實現(xiàn)響應式編程的基建部分，這部分是由Flow封裝好提供給我們的，并不需要我們自己去實現(xiàn)。

因此這下就清楚了，我們需要編寫的就是水源和水龍頭這兩部分。

先從水源開始寫起，定義一個MainViewModel類，并繼承自ViewModel，代碼如下所示：

class MainViewModel : ViewModel() {

    val timeFlow = flow {
        var time = 0
        while (true) {
            emit(time)
            delay(1000)
            time++
        }
    }

}

這里使用flow構建函數構建出了一個timeFlow對象。

在flow構建函數的函數體內部，我們寫了一個while死循環(huán)，每次循環(huán)都會將time變量加1，同時每次循環(huán)都會調用delay函數延遲1秒執(zhí)行。

這里的delay函數是一個協(xié)程當中的掛起函數，只有在協(xié)程作用域或其他掛起函數中才能調用。因此可以看出，flow構建函數還會提供一個掛起函數的上下文給到函數體內部。

剩下的emit函數可以理解為一個數據發(fā)送器，它會把傳入的參數發(fā)送到水管當中。

總共就這么幾行代碼，是不是非常簡單？這樣我們就把水源部分搞定了。

可能有的朋友會說，這個timeFlow變量是定義成的全局變量，一開始就會執(zhí)行，會不會我們還沒打算開始接水，這邊的水源就在源源不斷開始送水了？

在這種場景下不會。因為使用flow構建函數構建出的Flow是屬于Code Flow，也叫做冷流。所謂冷流就是在沒有任何接受端的情況下，F(xiàn)low是不會工作的。只有在有接受端（水龍頭打開）的情況下，F(xiàn)low函數體中的代碼就會自動開始執(zhí)行。

好了，那么接下來我們開始去實現(xiàn)水龍頭部分，代碼如下所示：

class MainActivity : AppCompatActivity() {

    private val mainViewModel by viewModels<MainViewModel>()

    override fun onCreate(savedInstanceState: Bundle?) {
        super.onCreate(savedInstanceState)
        setContentView(R.layout.activity_main)
        val textView = findViewById<TextView>(R.id.text_view)
        val button = findViewById<Button>(R.id.button)
        button.setOnClickListener {
            lifecycleScope.launch {
                mainViewModel.timeFlow.collect { time ->
                    textView.text = time.toString()
                }
            }
        }
    }
}

這段代碼最重點的部分在于，我們調用了MainViewModel中定義的timeFlow的collect函數。調用collect函數就相當于把水龍頭接到水管上并打開，這樣從水源發(fā)送過來的任何數據，我們在水龍頭這邊都可以接收到，然后再把接收到的數據更新到TextView上面即可。

這段代碼雖然看上去很簡單，但是存在著很多隱形的坑。由于Flow的collect函數是一個掛起函數，因此必須在協(xié)程作用域或其他掛起函數中才能調用。這里我們借助lifecycleScope啟動了一個協(xié)程作用域來實現(xiàn)。

另外，只要調用了collect函數之后就相當于進入了一個死循環(huán)，它的下一行代碼是永遠都不會執(zhí)行到的。因此，如果你的代碼中有多個Flow需要collect，下面這種寫法就是完全錯誤的：

lifecycleScope.launch {
    mainViewModel.flow1.collect {
        ...
    }
    mainViewModel.flow2.collect {
        ...
    }
}

這種寫法flow2中的數據是無法得到更新的，因為它壓根就執(zhí)行不到。

正確的寫法應該是借助launch函數再啟動子協(xié)程去collect，這樣不同子協(xié)程之間就互不影響了：

lifecycleScope.launch {
    launch {
        mainViewModel.flow1.collect {
            ...
        }
    }
    launch {
        mainViewModel.flow2.collect {
            ...
        }
    }
}

其實上述的代碼還有一些坑在里面，但正如我前面所說，我們本篇文章的目標是能跑起來就行，剩下的坑我們后面的文章再詳細討論。

現(xiàn)在可以運行一下程序了，點擊界面上的Button，效果如下圖所示：

可以看到，計時器功能已經成功實現(xiàn)了。

流速不均勻問題

關于Flow最基本的用法我感覺差不多就是這些，但最后我認為還有一個知識點是值得講的。

由于Flow是一種基于觀察者模式的響應式編程模型，水源發(fā)出了一個數據，水龍頭這邊就會收到一個數據。但是水龍頭處理數據的速度不一定和水源發(fā)出數據的速度是一致的，如果水龍頭處理速度過慢，就可能出現(xiàn)管道阻塞的現(xiàn)象。

響應式編程框架都可能會遇到這種問題，RxJava中還有專門的背壓策略來處理這類問題。Flow當中其實也有，但是我們今天不討論這種過于高端的技巧，今天使用一個特別簡單的方案就可以解決這個流速不均勻問題。

首先我們來復現(xiàn)一下這個問題的現(xiàn)象是什么樣的。修改MainActivity中的代碼，如下所示：

class MainActivity : AppCompatActivity() {

    private val mainViewModel by viewModels<MainViewModel>()

    override fun onCreate(savedInstanceState: Bundle?) {
        super.onCreate(savedInstanceState)
        setContentView(R.layout.activity_main)
        val textView = findViewById<TextView>(R.id.text_view)
        val button = findViewById<Button>(R.id.button)
        button.setOnClickListener {
            lifecycleScope.launch {
                mainViewModel.timeFlow.collect { time ->
                    textView.text = time.toString()
                    delay(3000)
                }
            }
        }
    }
}

這里在timeFlow的collect函數處理中加了一個delay邏輯，讓它延遲3秒鐘。

要知道，在水源處我們是每秒種發(fā)送一條數據，結果在水龍頭這里要3秒鐘才能處理一條數據。那么結果會是什么樣的呢？我們來看下效果吧：

可以看到，現(xiàn)在每3秒鐘計時器才會更新一次。如此一來，我們的計時器就完全不準了。

那么要如果解決這個問題呢？

這個問題的本質是水龍頭處理數據速度過慢，導致管道中存在大量的積壓數據，并且積壓的數據會一個個繼續(xù)傳遞給水龍頭，即使這些數據已經過期了。

客戶端應該保持在界面上始終顯示最新的數據，如果是已經過期的數據，再展示給用戶是沒有價值的。

因此，只要有更新的數據過來，如果上次的數據還沒有處理完，那么我們就直接把它取消掉，立刻去處理最新的數據即可。

在Flow當中實現(xiàn)這樣的功能，只需要借助collectLatest函數就能做到，如下所示：

class MainActivity : AppCompatActivity() {

    private val mainViewModel by viewModels<MainViewModel>()

    override fun onCreate(savedInstanceState: Bundle?) {
        super.onCreate(savedInstanceState)
        setContentView(R.layout.activity_main)
        val textView = findViewById<TextView>(R.id.text_view)
        val button = findViewById<Button>(R.id.button)
        button.setOnClickListener {
            lifecycleScope.launch {
                mainViewModel.timeFlow.collectLatest { time ->
                    textView.text = time.toString()
                    delay(3000)
                }
            }
        }
    }
}

可以看到，這里我們稍微改動了一下水龍頭處的實現(xiàn)，不再調用collect函數去收集數據，而是改成了collectLatest函數。

那么從名字上就能看出，collectLatest函數只接收處理最新的數據。如果有新數據到來了而前一個數據還沒有處理完，則會將前一個數據剩余的處理邏輯全部取消。

重新運行一下程序，我們再來看一次效果：

沒有問題，現(xiàn)在計時器又能恢復正常工作了。

好了，到這里為止，Kotlin Flow系列的第一篇文章差不多就可以結束了。