简介
这篇文章将从源码的角度，分析携程的执行流程，我们创建一个携程，系统是怎么进行调度的，什么时候执行的，是否需要创建新线程等等，带着这些疑问，一起往下看吧。
例子先行
fun main(): Unit = runBlocking {
launch {
println("${treadName()}======1")
}
GlobalScope.launch {
println("${treadName()}======3")
}
launch {
println("${treadName()}======2")
}
println("${treadName()}======4")
Thread.sleep(2000)
}
输出如下：
DefaultDispatcher-worker-1======3
main======4
main======1
main======2
Process finished with exit code 0
根据打印，如果根据单线程执行流程来看，是不是感觉上面的日志打印顺序有点不好理解，下面我们就逐步来进行分解。
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runBlocking携程体
这里将其它代码省略到了，我这里都是按照一条简单的执行流程进行讲解。public fun <T> runBlocking(context: CoroutineContext = EmptyCoroutineContext, block: suspend CoroutineScope.() -> T): T { val eventLoop: EventLoop? val newContext: CoroutineContext ... if (contextInterceptor == null) { eventLoop = ThreadLocalEventLoop.eventLoop newContext = GlobalScope.newCoroutineContext(context + eventLoop) } ... val coroutine = BlockingCoroutine<T>(newContext, currentThread, eventLoop) coroutine.start(CoroutineStart.DEFAULT, coroutine, block) return coroutine.joinBlocking() }看一下
eventLoop的初始化,会 在当前线程（主线程）创建BlockingEventLoop对象。internal val eventLoop: EventLoop get() = ref.get() ?: createEventLoop().also { ref.set(it) } internal actual fun createEventLoop(): EventLoop = BlockingEventLoop(Thread.currentThread())看一下
newContext初始化,这里会对携程上下文进行组合，返回新的上下文。最后返回的是一个BlockingEventLoop对象。public actual fun CoroutineScope.newCoroutineContext(context: CoroutineContext): CoroutineContext { val combined = coroutineContext + context val debug = if (DEBUG) combined + CoroutineId(COROUTINE_ID.incrementAndGet()) else combined return if (combined !== Dispatchers.Default && combined[ContinuationInterceptor] == null) debug + Dispatchers.Default else debug }开始对携程进行调度
coroutine.start(CoroutineStart.DEFAULT, coroutine, block)看一下执行这句代码之前，各变量的值
[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-w4u0tSiL-1631697299327)(//upload-images.jianshu.io/upload_images/3341206-0d228d7431b736a4.png?imageMogr2/auto-orient/strip|imageView2/2/w/566/format/webp)]
而上面的代码最终调用的是
CoroutineStart.DEFAULT的invoke方法。public operator fun <T> invoke(block: suspend () -> T, completion: Continuation<T>): Unit = when (this) { DEFAULT -> block.startCoroutineCancellable(completion) ATOMIC -> block.startCoroutine(completion) UNDISPATCHED -> block.startCoroutineUndispatched(completion) LAZY -> Unit // will start lazily }我们使用的是
DEFAULT启动模式。然后会执行resumeCancellableWith方法。inline fun resumeCancellableWith( result: Result<T>, noinline onCancellation: ((cause: Throwable) -> Unit)? ) { val state = result.toState(onCancellation) if (dispatcher.isDispatchNeeded(context)) { _state = state resumeMode = MODE_CANCELLABLE dispatcher.dispatch(context, this) } else { executeUnconfined(state, MODE_CANCELLABLE) { if (!resumeCancelled(state)) { resumeUndispatchedWith(result) } } } }dispatcher是BlockingEventLoop对象，没有重写isDispatchNeeded，默认返回true。然后调用dispatch继续进行分发。BlockingEventLoop继承了EventLoopImplBase并调用其dispatch方法。把任务加入到队列中。public final override fun dispatch(context: CoroutineContext, block: Runnable) = enqueue(block)回到最开始，在
coroutine.start(CoroutineStart.DEFAULT, coroutine, block)执行完，还执行了coroutine.joinBlocking()看一下实现。fun joinBlocking(): T { registerTimeLoopThread() try { eventLoop?.incrementUseCount() try { while (true) { @Suppress("DEPRECATION") if (Thread.interrupted()) throw InterruptedException().also { cancelCoroutine(it) } val parkNanos = eventLoop?.processNextEvent() ?: Long.MAX_VALUE // note: process next even may loose unpark flag, so check if completed before parking if (isCompleted) break parkNanos(this, parkNanos) } } finally { // paranoia eventLoop?.decrementUseCount() } } finally { // paranoia unregisterTimeLoopThread() } // now return result val state = this.state.unboxState() (state as? CompletedExceptionally)?.let { throw it.cause } return state as T }执行
val parkNanos = eventLoop?.processNextEvent() ?: Long.MAX_VALUE，取出任务进行执行，也就是runBlocking携程体。 -
launch {}执行流程public fun CoroutineScope.launch( context: CoroutineContext = EmptyCoroutineContext, start: CoroutineStart = CoroutineStart.DEFAULT, block: suspend CoroutineScope.() -> Unit ): Job { val newContext = newCoroutineContext(context) val coroutine = if (start.isLazy) LazyStandaloneCoroutine(newContext, block) else StandaloneCoroutine(newContext, active = true) coroutine.start(start, coroutine, block) return coroutine }因为
launch是直接在runBlocking(父携程体)里新的创建的子携程体，所以执行流程上和之前将的差不多，只不过不会像runBlocking再去创建BlockingEventLoop对象，而是直接用runBlocking(父携程体)的，然后把任务加到里面，所以通过这种方式其实就是单线程对任务的调度而已。所以在runBlocking(父携程体)内通过launch启动再多的携程体，其实都是在同一线程，按照任务队列的顺序执行的。
根据上面日志输出，并没有先执行两个
launch携程体，这是为什么呢，根据上面的讲解，应用知道，runBlocking(父携程体)是第一被添加的队列的任务，其次是launch，所以是这样的顺序。那可以让launch立即执行吗？答案是可以的，这就要说携程的启动模式了。
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CoroutineStart 是协程的启动模式，存在以下4种模式：- DEFAULT 立即调度，可以在执行前被取消
- LAZY 需要时才启动，需要start、join等函数触发才可进行调度
- ATOMIC 立即调度，协程肯定会执行，执行前不可以被取消
- UNDISPATCHED 立即在当前线程执行，直到遇到第一个挂起点（可能切线程）
我们使用
UNDISPATCHED就可以使携程体马上在当前线程执行。看一下是怎么实现的。看一下实现：
使用这种启动模式执行UNDISPATCHED -> block.startCoroutineUndispatched(completion)方法。
internal fun <T> (suspend () -> T).startCoroutineUndispatched(completion: Continuation<T>) {
startDirect(completion) { actualCompletion ->
withCoroutineContext(completion.context, null) {
startCoroutineUninterceptedOrReturn(actualCompletion)
}
}
}
大家可以自己点击去看一下，大概就是会立即执行携程体，而不是将任务放入队列。
但是
GlobalScope.launch却不是按照这样的逻辑，这是因为GlobalScope.launch启动的全局携程，是一个独立的携程体了，并不是runBlocking(父携程体)子携程。看一下通过GlobalScope.launch有什么不同。
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GlobalScope.launch执行流程- 启动全局携程
GlobalScope.launch ```kotlin `newCoroutineContext(context)`返回`Dispatchers.Default`对象。而DefaultScheduler继承了ExperimentalCoroutineDispatcher类。看一下`ExperimentalCoroutineDispatcher`中的`dispatch`代码：override fun dispatch(context: CoroutineContext, block: Runnable): Unit =
…
coroutineScheduler.dispatch(block)
…看一下`coroutineScheduler`初始化 ```kotlin private fun createScheduler() = CoroutineScheduler(corePoolSize, maxPoolSize, idleWorkerKeepAliveNs, schedulerName)CoroutineScheduler实现了Executor接口，里面还有两个全局队列和线程池相关的参数。@JvmField val globalCpuQueue = GlobalQueue() @JvmField val globalBlockingQueue = GlobalQueue()继续调用
CoroutineScheduler中的dispatch方法fun dispatch(block: Runnable, taskContext: TaskContext = NonBlockingContext, tailDispatch: Boolean = false) { trackTask() // this is needed for virtual time support val task = createTask(block, taskContext) // try to submit the task to the local queue and act depending on the result val currentWorker = currentWorker() val notAdded = currentWorker.submitToLocalQueue(task, tailDispatch) if (notAdded != null) { if (!addToGlobalQueue(notAdded)) { // Global queue is closed in the last step of close/shutdown -- no more tasks should be accepted throw RejectedExecutionException("$schedulerName was terminated") } } val skipUnpark = tailDispatch && currentWorker != null // Checking 'task' instead of 'notAdded' is completely okay if (task.mode == TASK_NON_BLOCKING) { if (skipUnpark) return signalCpuWork() } else { // Increment blocking tasks anyway signalBlockingWork(skipUnpark = skipUnpark) } }-
val task = createTask(block, taskContext)包装成TaskImpl对象。 -
val currentWorker = currentWorker()当前是主线程，运行程序时由进程创建，肯定不是Worker对象，Worker是一个继承了Thread的类 ,并且在初始化时都指定为守护线程。Worker存在5种状态： CPU_ACQUIRED 获取到cpu权限 BLOCKING 正在执行IO阻塞任务 PARKING 已处理完所有任务，线程挂起 DORMANT 初始态 TERMINATED 终止态
val notAdded = currentWorker.submitToLocalQueue(task, tailDispatch)由于currentWorker是null，直接返回task对象。addToGlobalQueue(notAdded)根据任务是否是阻塞任务，将task添加到全局任务队列中。这里被添加到globalCpuQueue中。- 执行
signalCpuWork()来唤醒一个线程或者启动一个新的线程。
fun signalCpuWork() {
if (tryUnpark()) return
if (tryCreateWorker()) return
tryUnpark()
}
private fun tryCreateWorker(state: Long = controlState.value): Boolean {
val created = createdWorkers(state)// 创建的的线程总数
val blocking = blockingTasks(state)// 处理阻塞任务的线程数量
val cpuWorkers = (created - blocking).coerceAtLeast(0)//得到非阻塞任务的线程数量
if (cpuWorkers < corePoolSize) {// 小于核心线程数量，进行线程的创建
val newCpuWorkers = createNewWorker()
if (newCpuWorkers == 1 && corePoolSize > 1) createNewWorker()// 当前非阻塞型线程数量为1，同时核心线程数量大于1时，再进行一个线程的创建，
if (newCpuWorkers > 0) return true
}
return false
}
// 创建线程
private fun createNewWorker(): Int {
synchronized(workers) {
...
val created = createdWorkers(state)// 创建的的线程总数
val blocking = blockingTasks(state)// 阻塞的线程数量
val cpuWorkers = (created - blocking).coerceAtLeast(0) // 得到非阻塞线程数量
if (cpuWorkers >= corePoolSize) return 0//超过最大核心线程数，不能进行新线程创建
if (created >= maxPoolSize) return 0// 超过最大线程数限制，不能进行新线程创建
...
val worker = Worker(newIndex)
workers[newIndex] = worker
require(newIndex == incrementCreatedWorkers())
worker.start()// 线程启动
return cpuWorkers + 1
}
}
那么这里面的任务又是怎么调度的呢，当全局任务被执行的时候，看一下Worker中的run方法：
override fun run() = runWorker()
执行runWorker方法，该方法会从队列中找到执行任务，然后开始执行。详细代码，可以自行翻阅。
所以
GlobalScope.launch使用的就是线程池，没有所谓的性能好。
Dispatchers调度器
Dispatchers是协程中提供的线程调度器，用来切换线程，指定协程所运行的线程。，上面用的是默认调度器Dispatchers.Default。
Dispatchers中提供了4种类型调度器：
Default 默认调度器：适合CPU密集型任务调度器 比如逻辑计算；
Main UI调度器
Unconfined 无限制调度器：对协程执行的线程不做限制，协程恢复时可以在任意线程；
IO调度器：适合IO密集型任务调度器 比如读写文件，网络请求等。
最后
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