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name: kotlin-coroutines-flows description: Kotlin 协程和 Flow 模式，适用于 Android 和 KMP — 结构化并发、Flow 操作符、StateFlow、错误处理和测试。 origin: ECC

Kotlin 协程与 Flows

适用于 Android 和 Kotlin 多平台项目的结构化并发、基于 Flow 的响应式流和协程测试模式。

何时激活

• 使用 Kotlin 协程编写异步代码
• 使用 Flow、StateFlow 或 SharedFlow 进行响应式数据处理
• 处理并发操作（并行加载、防抖、重试）
• 测试协程和 Flows
• 管理协程作用域和取消

结构化并发

作用域层级

Application
  └── viewModelScope (ViewModel)
        └── coroutineScope { } (structured child)
              ├── async { } (concurrent task)
              └── async { } (concurrent task)

始终使用结构化并发 — 绝不使用 GlobalScope：

// BAD
GlobalScope.launch { fetchData() }

// GOOD — scoped to ViewModel lifecycle
viewModelScope.launch { fetchData() }

// GOOD — scoped to composable lifecycle
LaunchedEffect(key) { fetchData() }

并行分解

使用 coroutineScope + async 进行并行工作：

suspend fun loadDashboard(): Dashboard = coroutineScope {
    val items = async { itemRepository.getRecent() }
    val stats = async { statsRepository.getToday() }
    val profile = async { userRepository.getCurrent() }
    Dashboard(
        items = items.await(),
        stats = stats.await(),
        profile = profile.await()
    )
}

SupervisorScope

当子任务失败不应取消兄弟任务时使用 supervisorScope：

suspend fun syncAll() = supervisorScope {
    launch { syncItems() }       // failure here won't cancel syncStats
    launch { syncStats() }
    launch { syncSettings() }
}

Flow 模式

冷 Flow — 一次性到流的转换

fun observeItems(): Flow<List<Item>> = flow {
    itemDao.observeAll()
        .map { entities -> entities.map { it.toDomain() } }
        .collect { emit(it) }
}

StateFlow 用于 UI 状态

class DashboardViewModel(
    observeProgress: ObserveUserProgressUseCase
) : ViewModel() {
    val progress: StateFlow<UserProgress> = observeProgress()
        .stateIn(
            scope = viewModelScope,
            started = SharingStarted.WhileSubscribed(5_000),
            initialValue = UserProgress.EMPTY
        )
}

WhileSubscribed(5_000) 在最后一个订阅者离开后保持上游活跃 5 秒 — 在配置更改时不重启。

组合多个 Flows

val uiState: StateFlow<HomeState> = combine(
    itemRepository.observeItems(),
    settingsRepository.observeTheme(),
    userRepository.observeProfile()
) { items, theme, profile ->
    HomeState(items = items, theme = theme, profile = profile)
}.stateIn(viewModelScope, SharingStarted.WhileSubscribed(5_000), HomeState())

Flow 操作符

// Debounce search input
searchQuery
    .debounce(300)
    .distinctUntilChanged()
    .flatMapLatest { query -> repository.search(query) }
    .catch { emit(emptyList()) }
    .collect { results -> _state.update { it.copy(results = results) } }

// Retry with exponential backoff
fun fetchWithRetry(): Flow<Data> = flow { emit(api.fetch()) }
    .retryWhen { cause, attempt ->
        if (cause is IOException && attempt < 3) {
            delay(1000L * (1 shl attempt.toInt()))
            true
        } else {
            false
        }
    }

SharedFlow 用于一次性事件

class ItemListViewModel : ViewModel() {
    private val _effects = MutableSharedFlow<Effect>()
    val effects: SharedFlow<Effect> = _effects.asSharedFlow()

    sealed interface Effect {
        data class ShowSnackbar(val message: String) : Effect
        data class NavigateTo(val route: String) : Effect
    }

    private fun deleteItem(id: String) {
        viewModelScope.launch {
            repository.delete(id)
            _effects.emit(Effect.ShowSnackbar("Item deleted"))
        }
    }
}

// Collect in Composable
LaunchedEffect(Unit) {
    viewModel.effects.collect { effect ->
        when (effect) {
            is Effect.ShowSnackbar -> snackbarHostState.showSnackbar(effect.message)
            is Effect.NavigateTo -> navController.navigate(effect.route)
        }
    }
}

调度器

// CPU-intensive work
withContext(Dispatchers.Default) { parseJson(largePayload) }

// IO-bound work
withContext(Dispatchers.IO) { database.query() }

// Main thread (UI) — default in viewModelScope
withContext(Dispatchers.Main) { updateUi() }

在 KMP 中，使用 Dispatchers.Default 和 Dispatchers.Main（所有平台可用）。Dispatchers.IO 仅限 JVM/Android — 在其他平台使用 Dispatchers.Default 或通过 DI 提供。

取消

协作式取消

长时间运行的循环必须检查取消状态