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

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。看完這本書，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開發者來說已經非常重要了。如果你真的希望成為一名優秀的Android開發者（這個標準在幾年后會降低為合格的Android開發者），那么Kotlin就必學不可。

因為現代化Android開發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，那就意味著像協程、Compose等未來主流的Android技術棧都將完全與你無關。

而現在隨著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，Flow基于Kotlin和協程這兩項技術。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，它和傳統意義上比較簡單直觀的程序順序執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現湖已經干了，就完全白跑了一趟。

時間久了明眼人都能發現，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明出來這么牛逼的編程方式。但是后來經過思考之后，我發現Google舉的這個例子其實也是經不住推敲的。

在現在生活中，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。但是你也發現了，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，在一些細節方面甚至都是錯誤的。但是沒關系，細節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。

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"
}

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

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，每次循環都會將time變量加1，同時每次循環都會調用delay函數延遲1秒執行。

這里的delay函數是一個協程當中的掛起函數，只有在協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送器，它會把傳入的參數發送到水管當中。

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，Flow是不會工作的。只有在有接受端（水龍頭打開）的情況下，Flow函數體中的代碼就會自動開始執行。

好了，那么接下來我們開始去實現水龍頭部分，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啟動了一個協程作用域來實現。

另外，只要調用了collect函數之后就相當于進入了一個死循環，它的下一行代碼是永遠都不會執行到的。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，因為它壓根就執行不到。

正確的寫法應該是借助launch函數再啟動子協程去collect，這樣不同子協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，就可能出現管道阻塞的現象。

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。

首先我們來復現一下這個問題的現象是什么樣的。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，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。