非同步程式設計相關技術實現
非同步程式設計技術
這裡將介紹不同的非同步程式設計實現。
作為程式設計師，我們都面臨著一個問題，就是如何不讓我們的程式阻塞。無論我們是桌面開發，移動開發，甚至服務端開發。
有很多不同的實現來解決這個問題，包括：
-Threading
-Callbacks
-Futures, Promises
-Reactive Extensions
-Coroutines
我們先簡明的看下前四種實現方式。
Threading
到目前為止，執行緒是最為程式設計師所知的一種避免阻塞應用的實現。
fun postItem(item: Item) {
val token = preparePost()
val post = submitPost(token, item)
processPost(post)
}
fun preparePost(): Token {
// makes a request and consequently blocks the main thread
return token
}
我們假設preparePost
方法是一個很耗時的方法，這樣的話，它將會阻塞使用者互動。我們可以把這個方法放在一個單獨的執行緒中，這樣就避免了阻塞UI執行緒。這是一個非常常見的技術，但是它有一系列的缺點：
-執行緒很耗資源，它們要切換上下文
-執行緒數量有限，作業系統能啟動的執行緒數量是有限的，對於服務端來說，這是一個很大的瓶頸
-執行緒並不總是可用的，比如JavaScript就不支援執行緒
-編寫好的程式碼並不容易，容易出現各種競爭條件，會陷入併發程式設計苦海
Callbacks
簡單來說，就是把函式作為引數傳遞給另一個函式，一旦本身函式執行完成，就執行傳參的函式。
fun postItem(item: Item) {
preparePostAsync { token ->
submitPostAsync(token, item) { post ->
processPost(post)
}
}
}
fun preparePostAsync(callback: (Token) -> Unit) {
// make request and return immediately
// arrange callback to be invoked later
}
這個看起來相對優雅的解決了問題，但是同樣有幾個問題：
-對於多重巢狀回撥，這將是一個非常難理解的方式
-錯誤處理變得很複雜，對於多重巢狀，錯誤的傳遞和處理變得很複雜
Callbacks在事件迴圈結構的語言中比較常見，比如JavaScript，但更多的碼農傾向於其它的解決方案，比如promises 或者reactive extensions .
Futures, Promises
Futures，Promises，不同的平臺或語言有不同的叫法，它是承若將在某個點返回一個叫Promise 的物件，簡略操作如下所示：
fun postItem(item: Item) {
preparePostAsync()
.thenCompose { token ->
submitPostAsync(token, item)
}
.thenAccept { post ->
processPost(post)
}
}
fun preparePostAsync(): Promise<Token> {
// makes request an returns a promise that is completed later
return promise
}
這個方式對於我們來說，有一點挑戰，比如說：
-不同的程式設計模型。和callback類似，從上而下的鏈式回撥。傳統的程式設計結構，比如迴圈，錯誤處理都不在有效
-不同的平臺有不同的API
-具體的返回型別，返回型別並不是我們實際的資料結構
-錯誤處理變得複雜。錯誤的傳遞處理並不清晰明確。
Reactive Extensions
響應式擴充套件（Rx）被Eik Meijer 引入C#，雖然它確實存在於.NET平臺，但直到被Netflix 移植到Java平臺，才逐漸開始成為主流。從這起，各個平臺實現自己的響應式擴充套件，包括JavaScript（RxJS）。
Rx的背後思想是把資料當作流 來處理，並且該流 可以被觀測。實際上，Rx只是觀察者模式，帶有一系列的擴充套件來操作資料。
Rx和Futures很類似，但不同的是，我們可以認為Future返回一個直接的元素，而Rx返回流。另一方面，它提供了一中新的程式設計模型，就像所宣傳的口號那樣：
everything is a stream, and it's observable
這意味著有不同的解決方法，並且提供了不同的思路去寫非同步程式碼。相比於Futures不同的是，Rx被移植到多個平臺，我們有著一致的API體驗。包括C#，Java，JavaScript，或者其它實現了Rx的語言。
此外，Rx引入了更友好的錯誤處理方式。
Coroutines
Kotlin非同步程式設計的方式是使用coroutines，這是一種可掛起的執行方式，它可以在某一點掛起，之後從這點恢復繼續執行。
對於碼農來說，使用協程方法編寫非同步程式碼和編寫同步程式碼沒有什麼不同，這種編碼模型並不存在什麼挑戰。
舉個栗子：
fun postItem(item: Item) {
launch {
val token = preparePost()
val post = submitPost(token, item)
processPost(post)
}
}
suspend fun preparePost(): Token {
// makes a request and suspends the coroutine
return suspendCoroutine { /* ... */ }
}
這段程式碼將會執行耗時工作，但並不阻塞主執行緒。帶有suspend
修飾的preparePost
方法就是被成為可掛起函式。就像上面描述的那樣，它可以在某個點掛起，然後從該點恢復執行。
-函式簽名保持了一致，僅增加了suspend
修飾符。返回值也是我們想要的型別
-編寫程式碼和我們以前一樣，並不需要特殊的語法
-程式設計模型和API保持了一樣，我們可以繼續使用迴圈，異常處理，不需要學習新的api集
-它是平臺無關的，無論是執行在JVM，JavaScript平臺，還是其它，我們寫法都是一樣的，編譯器負責適配各個平臺。
Coroutines並不是Kotlin發明的新概念，它們已經存在了幾十年了，並且在其它語言非常流行，比如Go語言。需要注意的是，雖然Kotlin實現了Coroutines，但大多數功能都是在庫函式裡邊。事實上，除了suspend
關鍵詞，沒有其它的關鍵詞被引入到語言中。這個和C#有著較大的不同，C#引入async
和await
做為語法的一部分。而對於Kotlin，這些只是庫函式。