详解Kotlin协程的异常处理机制
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Kotlin 协程的异常处理
协程会遇到各种异常情况，比如协程被取消、协程内部发生错误、协程之间的异常传播等。这些异常情况需要我们正确地处理，否则可能会导致程序崩溃、资源泄露或者逻辑错误。本文将介绍 Kotlin 协程的异常处理机制，包括以下几个方面：
协程的取消
协程的取消是一种协作机制，也就是说，协程需要主动检查自己是否被取消，并在合适的时候停止执行。这样做的好处是可以避免在不安全的状态下终止协程，比如在操作共享资源或者执行不可逆操作时。协程可以通过以下几种方式来检查自己是否被取消：
下面是一个简单的例子，演示了如何使用 isActive 和 delay() 来实现可被取消的协程：
import kotlinx.coroutines.*
fun main() = runBlocking {
// 创建一个 Job 对象
val job = launch {
// 在一个循环中执行一些工作
var i = 0
while (isActive) { // 检查协程是否被取消
println("job: I'm working...${i++}")
// 模拟耗时操作
delay(500L)
}
}
// 等待一段时间
delay(1300L)
println("main: I'm tired of waiting!")
// 取消协程
job.cancel()
println("main: Now I can quit.")
}
输出结果：
job: I'm working...0
job: I'm working...1
job: I'm working...2
main: I'm tired of waiting!
main: Now I can quit.
从输出结果可以看出，在调用 job.cancel() 后，循环就停止了，并没有继续打印 "job: I'm working..."。这是因为 delay() 函数在检测到协程被取消时，抛出了 CancellationException 异常，导致协程结束。如果我们不使用 delay()，而是使用 Thread.sleep()，那么协程就不会响应取消，而是继续执行，直到循环结束。这是因为 Thread.sleep() 是一个阻塞函数，它不会检查协程的取消状态，也不会抛出任何异常。因此，我们应该尽量避免在协程中使用阻塞函数，而是使用挂起函数。
CancellationException 异常
CancellationException 是一种特殊的异常，它用于表示协程的正常取消。它继承自 IllegalStateException，但是有以下几个特点：
下面是一个例子，演示了如何在协程取消时捕获和抛出 CancellationException 异常：
import kotlinx.coroutines.*
fun main() = runBlocking {
// 创建一个 Job 对象
val job = launch {
try {
// 在一个循环中执行一些工作
var i = 0
while (isActive) { // 检查协程是否被取消
println("job: I'm working...${i++}")
// 模拟耗时操作
delay(500L)
}
} catch (e: CancellationException) {
// 捕获取消异常
println("job: I'm cancelled, reason: ${e.message}")
} finally {
// 在 finally 块中执行一些操作
println("job: I'm in the finally block")
// 抛出取消异常
throw CancellationException("I don't want to finish normally")
}
}
// 等待一段时间
delay(1300L)
println("main: I'm tired of waiting!")
// 取消协程，并传递一个原因
job.cancel(CancellationException("Too slow"))
println("main: Now I can quit.")
}
输出结果：
job: I'm working...0
job: I'm working...1
job: I'm working...2
main: I'm tired of waiting!
job: I'm cancelled, reason: Too slow
job: I'm in the finally block
main: Now I can quit.
从输出结果可以看出，在调用 job.cancel() 后，协程进入了 catch 语句，并打印了取消的原因。然后进入了 finally 块，并打印了一条信息。最后，在 finally 块中抛出了一个新的 CancellationException 异常，并传递了一个自定义的消息。这个异常并没有被打印或者捕获，而是被忽略了。这是因为当一个协程被取消时，它只关心第一个 CancellationException 异常，并以它作为结束的原因。后续的任何 CancellationException 异常都会被忽略。
其他异常处理手段
除了使用 try-catch 语句来处理协程中的异常外
下面是一个例子，演示了如何使用 SupervisorJob 和 CoroutineExceptionHandler 来处理协程中的异常：
import kotlinx.coroutines.*
fun main() = runBlocking {
// 创建一个 SupervisorJob 对象
val supervisor = SupervisorJob()
// 创建一个 CoroutineExceptionHandler 对象
val handler = CoroutineExceptionHandler { context, exception ->
// 处理未捕获的异常
println("Caught $exception in ${context[CoroutineName]}")
}
// 使用 supervisor 和 handler 创建一个新的作用域
supervisorScope {
// 在作用域内创建三个子协程
val child1 = launch(supervisor + CoroutineName("child1")) {
println("child1: I'm working...")
delay(500L)
println("child1: I'm done.")
}
val child2 = launch(supervisor + CoroutineName("child2")) {
println("child2: I'm working...")
delay(1000L)
// 抛出一个异常
throw ArithmeticException("Oops!")
}
val child3 = launch(supervisor + handler + CoroutineName("child3")) {
println("child3: I'm working...")
delay(1500L)
println("child3: I'm done.")
}
}
// 等待作用域结束
println("main: The scope is over.")
}
输出结果：
child1: I'm working...
child2: I'm working...
child3: I'm working...
child1: I'm done.
Caught java.lang.ArithmeticException: Oops! in child2
child3: I'm done.
main: The scope is over.
从输出结果可以看出，在 child2 抛出异常后，并没有影响 child1 和 child3 的运行，它们都正常地完成了自己的任务。这是因为使用了 SupervisorJob 来创建作用域，使得子协程之间互不影响。同时，我们也可以看到，在 child2 抛出异常后，调用了 CoroutineExceptionHandler 来处理这个异常，并打印了相关信息。这是因为使用了 handler 来定义一个统一的异常处理函数，并将它添加到 child3 的上下文中。注意，handler 并没有添加到 child2 的上下文中，因为如果这样做，那么 child2 的异常就会被捕获并处理，而不会传播到父协程和其他兄弟协程中。这样就会打破 SupervisorJob 的语义，使得父协程和其他兄弟协程无法感知到 child2 的异常。因此，在使用 SupervisorJob 时，我们应该避免在子协程中使用 CoroutineExceptionHandler，而是在父协程或者其他兄弟协程中使用。
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