Kotlin Coroutine 原理详解（1）--- Coroutine 的诞生背景
诞生背景
要想了解 Kotlin Coroutine，首先需要了解Coroutine 这一概念；
进程的诞生
上世纪 60 年代早期，计算机控制软件已从监视器控制软件进化为执行控制软件；CPU 跑的越来越快，但是 CPU 并没被很好的利用；此时的矛盾是日益增长的 CPU 性能与落后的多任务处理机制之间的矛盾；
解决此矛盾的方法是设计了分时机制，每个应用程序运行相同的时间片，时间片结束切换到下一个程序，并且保留当前程序运行的上下文；
协程的诞生
1958 年，Melvin Conway 在发明了术语 Coroutine ，并在一门编译语言中进行实践；随后在 1963 年，在 "Design of a Separable Transition-diagram Compiler" 中正式阐述了 Coroutine 的含义；
大概意思是协程是一个相对独立的函数，当它需要来自其他协程的结果时，就会中断当前协程，发送消息给其他协程，等其他协程计算出结果后，再异步地传回给当前协程；
当前协程在整个过程中有两种状态：
- 挂起，当前协程中断，CPU 在跑其他协程；
- 恢复，当前协程拿到结果，继续运行；
在理想情况下，协程操作中不包含系统调用如文件操作，则可以把协程称为 用户态线程；
协程是可以使用线程来实现的，但是这样的话，协程切换就会陷入内核态，就失去了用户态线程的优势；
协程的实现方式
解决挂起恢复的机制；
- 状态机，挂起后改变当前状态，恢复后根据当前状态执行相关代码；
- 角色模式，各个角色执行相关的逻辑，但过程的调度由中央调度器负责；
- 生成器，查看这两篇文档了解 Generator 、generator - 廖雪峰的官方网站 (liaoxuefeng.com) ; 就是一个函数，通过反复调用来获得其在不同阶段的结果；
- 进程间通信；
- 反转通信，通常使用在数学软件中；
Kotlin的协程实现
Kotlin 的协程实现是基于线程和状态机的；
fun main() = runBlocking {
launch {
val value1 = fun1()
val value2 = fun2()
println("time: ${System.currentTimeMillis()} result: ${value1 + value2}")
}
launch {
println("time: ${System.currentTimeMillis()} second child coroutine is over")
}
println("time: ${System.currentTimeMillis()} block is over")
}
suspend fun fun1(): Int {
delay(100)
println("time: ${System.currentTimeMillis()} fun1 ${Thread.currentThread().name}")
return 1
}
suspend fun fun2(): Int {
return withContext(Dispatchers.IO) {
println("time: ${System.currentTimeMillis()} fun2 ${Thread.currentThread().name}")
2
}
}
运行结果如下：
time: 1635688498233 block is over
time: 1635688498239 second child coroutine is over
time: 1635688498338 fun1 main
time: 1635688498352 fun2 DefaultDispatcher-worker-1
time: 1635688498352 result: 3
可以看到 kotlin 所实现的 coroutine具有以下功能：
- 异步执行子协程（launch 方法大括号里的内容）；
- 所有的子协程结束后才会结束主协程；
- 协程中会依次调用挂起函数；
- 协程过程中可以切换线程执行挂起函数；
根据上述提供的功能，kotlin 所实现的 coroutine 需要提供以下基础：
- 主协程对子协程的控制能力；
- 在协程过程中挂起恢复的能力；
- 线程调度的能力；
接下来的一系列文章将会详细讲解 kotlin 是如何实现上述能力的。
