launch — 本质、fire-and-forget 协程启动及其工作原理

Kotlin Coroutines 中的 launch 是什么？

launch — 是一个 Kotlin 扩展函数，通过 import kotlinx.coroutines 可用，它在指定的 CoroutineScope 中创建一个新的协程。与普通函数不同，launch 内的代码是并发执行的——协程可以在不阻塞线程的情况下挂起（suspend）并稍后恢复。

Launch 构建器是 Kotlin 协程模型的基本构建块。它不返回计算结果，但返回一个 Job 对象，允许控制协程的执行。通过 launch 在另一个协程内部启动的所有子协程都绑定到父协程。

launch 的语法和参数

Launch 构建器被定义为一个内联函数，带有多个参数：CoroutineScope、CoroutineContext、CoroutineStart 和 suspend 块。参数具有默认值，使得 launch 对典型场景很方便。

public fun CoroutineScope.launch(
    context: CoroutineContext = EmptyCoroutineContext,
    start: CoroutineStart = CoroutineStart.DEFAULT,
    block: suspend CoroutineScope.() -> Unit
): Job

context 参数接受一个 CoroutineContext，它结合了调度器、异常处理器和命名元素。最常传递的是 Dispatchers.IO、Dispatchers.Main 或用于隔离错误的 SupervisorJob。

Job 与生命周期管理

Job — 返回的对象，代表协程的生命周期。Job 可以处于以下状态：New、Active、Completing、Completed、Cancelling、Cancelled。每个状态反映执行状态并允许对变化做出反应。

val job = CoroutineScope(Dispatchers.IO).launch {
    repeat(10) { i ->
        delay(1000L)
        println("进度：$i")
    }
}

println("Job 处于活动状态：${job.isActive}")
delay(2500L)
job.cancel()
println("Job 已取消：${job.isCancelled}")

Job 支持层次结构：如果父协程被取消，所有子协程会自动取消。SupervisorJob 改变了这种行为——子协程不会因为其中一个出错而被取消。

launch 中的结构化并发

结构化并发意味着每个协程在特定的 CoroutineScope 中启动，并且 scope 在所有子协程完成工作之前不会结束。launch 完全支持这一原则——在另一个协程内部启动的协程是其子协程。

嵌套的 launch 调用

在嵌套启动 launch 时，会形成一棵协程树。父协程等待所有子协程完成，这保证了可预测的执行顺序并简化了资源管理。

fun main() = runBlocking {
    launch {
        launch {
            delay(1000L)
            println("子项 1 已完成")
        }
        launch {
            delay(500L)
            println("子项 2 已完成")
        }
        println("所有子项在此行之前已完成")
    }
}

这种行为不同于基于线程的并发，在基于线程的并发中，子线程不绑定到父线程。在协程中，父协程不会完成，直到所有子协程完成它们的工作。

launch 中的异常处理

launch 中的异常处理取决于 Job 的类型。对于普通 Job，异常会传播到父协程并取消它。对于 SupervisorJob 或 SupervisorScope，异常被隔离——一个子协程的错误不会影响其他子协程。

val scope = CoroutineScope(SupervisorJob() + Dispatchers.IO)
scope.launch {
    try {
        riskyOperation()
    } catch (e: Exception) {
        println("已捕获：${e.message}")
    }
}
scope.launch {
    println("这仍然可以运行，多亏了 SupervisorJob")
}

对于全局未捕获异常的处理，使用 CoroutineExceptionHandler。它捕获在协程内部未处理的异常，并允许记录错误而不会导致应用程序崩溃。

launch 在 Android 中的使用示例

在 Android 中，launch 无处不在：从 ViewModel 到 WorkManager。主要模式是在 Fragment 中使用 lifecycleScope 和在 ViewModel 中使用 viewModelScope，以便在组件生命周期结束时自动取消协程。

class ProfileViewModel : ViewModel() {
    private val repository = UserRepository()

    fun loadProfile(userId: String) {
        viewModelScope.launch(Dispatchers.IO) {
            val profile = repository.fetchProfile(userId)
            withContext(Dispatchers.Main) {
                _profileState.update { it.copy(profile = profile) }
            }
        }
    }
}

viewModelScope 在 ViewModel 销毁时自动取消协程。这消除了内存泄漏，并确保后台操作在上下文丢失后不会继续。此外，可以使用 withContext 在调度器之间切换。